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弧光保護在電氣設備防火中的應用


  隨著中國用電量在21世紀里的突飛猛進,中國的電氣火災日有發(fā)生。有統(tǒng)計表明,在二十世紀八十年代,我國電氣火災約占火災總數(shù)的15%,在全世界位居第三位。到了近幾年,我國的電氣火災占火災總數(shù)的比重達到30%以上,上升了一倍,在全球的位置了上升到了第一位。

  日益增長的電氣火災引起了國家相關部門的高度重視。2017年4月,國務院安全生產(chǎn)委員會印發(fā)通知,部署在全國開展為期三年的電氣火災綜合治理工作。為期三年的電氣火災綜合治理工作將全面排查整治電器產(chǎn)品生產(chǎn)質量、建設工程電氣設計施工、電器產(chǎn)品及其線路使用管理等方面存在的隱患和問題,嚴厲打擊違法生產(chǎn)、銷售假冒偽劣電器產(chǎn)品行為,排查整治社會單位電氣使用維護違章違規(guī)行為,力爭通過三年綜合治理,實現(xiàn)電器產(chǎn)品質量明顯提升,建設工程電氣設計、施工質量明顯提升,社會單位電氣使用維護安全水平明顯提升,全國電氣火災事故顯著減少。電氣火災綜合治理時間從2017年5月開始至2020年4月結束,分四個階段進行。2017年5月底前為動員部署階段,2017年6月至2017年10月為自查自糾階段,2017年10月至2020年4月為建章立制階段,2018年1月至2020年4月為集中整治階段。目前正進行的是建章立制階段和集中整治階段。電氣火災是電能因各種不當原因,讓他的“超能量”在釋放時不是為人類的生產(chǎn)生活服務,而是錯誤地把產(chǎn)生的巨大熱量作用于周邊的物資,引發(fā)的火災,對人類的財產(chǎn)和生命產(chǎn)生巨大破壞而產(chǎn)生的火災。引發(fā)電氣火災的主要原因有電纜絕緣故障、電弧故障、信號傳輸故障、負載故障、電機故障、低壓開關設備故障、連接故障等。據(jù)統(tǒng)計,在中國由短路引起的火災占電氣火災總數(shù)的50%,電氣線路引起的火災占比超50%。通過對2011年-2016年電氣火災事故分析發(fā)現(xiàn),導致電氣火災發(fā)生的原因中,電線短路占48%,接觸不良占15%,電氣設備老化占12%,電氣設備質量問題占11%,違規(guī)操作占8%,超負荷用電占6%。在主要場所中,住宅占51%,第三產(chǎn)業(yè)26%,廠房占12%,庫房占7%,交通工具占4%。制服電氣火災,要通過持續(xù)的宣傳、教育、培訓等方式,在設計、安裝、使用、維護等全生命周期,提升相關人員的意識、技能、操作規(guī)范性等。

  電氣火災在沒有發(fā)生前看不見、摸不著,但在數(shù)字智能化技術高速發(fā)展的今天,人類有能力讓這個黑匣子變得透明起來,把看不見、摸不著的信號轉換成人類能夠接收到的信息,進而及時發(fā)現(xiàn)并制止可能發(fā)生的巨大破壞。中國作為全球電能應用國,需要各方力量來提高可靠服務水平,防止電氣火災的發(fā)生必然是首當其沖。

  由電弧光引起的火災在電氣火災中占有相當大的比例,而且電弧光往往是發(fā)生電氣火災的源頭及起因,因為電弧光可以在多種電氣設備上形成,例如:各種開關柜的母線上、斷路器上、電纜頭及三岔口處、電纜中間頭、各種電氣負載設備、電動機、發(fā)電機、變壓器、中、低壓無功補償電容器等等,只要有使用電氣設備的地方就有電弧光發(fā)生可能。電弧光發(fā)生時產(chǎn)生的高溫(弧光發(fā)生點的溫度是19427℃)灼燒人員皮膚;強光刺傷眼睛;感電侵害肌肉、神經(jīng);爆破壓力(爆破點壓力為120kPa,而人體能承受的吧較大壓力為7.5 kPa)造成人員的墜落及碎片飛射;爆破音造成人員的耳膜、內臟震動損傷;毒氣傷害人員呼吸系統(tǒng)。電弧光發(fā)生時產(chǎn)生的大量氣體,其壓力波可造成盤體變形、破碎;電弧可使銅排氣化的體積膨脹,空氣因高溫而膨脹(壓力為120kPa);爆破音造成盤內強烈震動,使固定元件松脫。高溫可造成電纜在100ms內燃燒、及所有絕緣材料的燃燒,造成銅排、鋁在150ms內燃燒熔毀氣化,并產(chǎn)生大量的濃黑有毒的煙氣,這些含有大量碳黑煙氣將以300M/s迅速擴散至整段母線和開關柜,造成所有一次和二次設備表面的嚴重污染,使得絕緣電阻為零。

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