任務四 電氣防火與防爆

一、電氣爆炸和火災危險場所的分類

1.危險物質

在大氣條件下，氣體、蒸氣、薄霧、粉塵或纖維狀的易燃物質與空氣混合，點燃后燃燒能在整個范圍內傳播的混合物稱為爆炸性混合物。

爆炸性物質分為三類。

Ⅰ類：礦井甲烷（CH₄）

Ⅱ類：爆炸性氣體、蒸氣

Ⅲ類：爆炸性粉塵、纖維

2.危險環境

（1）氣體、蒸氣爆炸危險環境 根據爆炸性氣體混合物出現的頻繁程度和持續時間，對危險場所分區，分為0區、1區、2區。

0區——正常運行時連續或長時間出現或短時間頻繁出現爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區域。例如：油罐內部液面上部空間。

1區——正常運行時可能出現（預計周期性出現或偶然出現）爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區域。例如：油罐頂上呼吸閥附近。

2區——正常運行時不出現，即使出現也只可能是短時間偶然出現爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區域。例如：油罐外3m內。

（2）粉塵、纖維爆炸危險環境 粉塵、纖維爆炸危險區域——指生產設備周圍環境中，懸浮粉塵、纖維量足以引起爆炸；以及在電氣設備表面會形成層積狀粉塵、纖維而可能形成自燃或爆炸的環境。根據爆炸性氣體混合物出現的頻繁程度和持續時間，將此類危險環境劃為10區和11區。

10區——連續出現或長期出現爆炸性粉塵的環境。

11區——有時會將積留下的粉塵揚起而偶然出現爆炸性粉塵混合物的環境。

（3）火災危險環境 按火災事故發生的可能性和后果、危險程度及物質狀態劃分為21區、22區和23區。

21區——具有閃點高于環境溫度的可燃液體，在數量和配置上能引起火災危險的環境。

22區——具有懸浮狀、堆積狀的可燃粉塵或纖維，雖不可能形成爆炸混合物，但在數量和配置上能引起火災危險的環境。

23區——具有固體狀可燃物質，在數量和配置上能引起火災危險的環境。

3.防爆電氣設備類型

按照使用環境，防爆電氣設備分成兩類：

Ⅰ類——煤礦井下用電氣設備；Ⅱ類——工廠用電氣設備。

二、電氣火災和爆炸的原因

電氣火災發生的原因是多種多樣的，我們主要圍繞在爆炸性危險場所，由于電氣設備或線路的危險溫度、電火花和電弧等會構成引發火災爆炸的引燃源，發生火災爆炸事故，來講述電氣防火防爆知識。

1.電氣火災發生的主要原因

（1）電氣設備或線路過熱原因 主要有短路、過負荷、接觸不良、鐵心發熱、散熱不良、機械故障

（2）電火花和電弧 電火花是電極之間的擊穿放電。大量電火花將匯集成電弧，電弧高溫可達8000℃，能使金屬熔化、飛濺，構成火源。電火花可分為：

工作火花——正常時應無引燃危險，但異常時（如：三相刀開關不同時閉合等）有引燃危險。

事故火花——短路、斷線。

其他火花——雷電、靜電、電磁感應。

2.引起空間爆炸的原因

①周圍空間有爆炸性混合物，在危險溫度或電火花作用下引起空間爆炸。

②充油設備的絕緣油在電弧作用下分解和汽化，噴出大量油霧和可燃氣體，引起空間爆炸。

③發電機氫冷裝置漏氣、鉛酸蓄電池排除氫氣等，都會形成爆炸性混合物，引起空間爆炸。

三、電氣防火防爆技術

電氣火災和爆炸必須具備兩個條件：一是環境中存在足夠數量和含量的可燃性易爆物質，二是要有引燃或引爆的能源。前者又稱危險源，如煤氣、石油氣、酒精蒸氣、各種可燃粉塵與纖維等；后者又稱火源，如明火、電火花、電弧和高溫物體。因此電氣防火防爆應著力于排除上述危險源和火源。

1.消除或減少爆炸性混合物

消除或減少爆炸性混合物屬一般性防火防爆措施，通常采取下列幾項措施：

①采取封閉式作業，防止爆炸性混合物泄漏；

②清理現場積塵，防止爆炸性混合物積累；

③設計正壓室，防止爆炸性混合物侵入；

④采取開式作業或通風措施，稀釋爆炸性混合物；

⑤在危險空間充填惰性氣體或不活潑氣體，防止形成爆炸性混合物；

⑥安裝報警裝置，當混合物中危險物品的含量達到其爆炸下限的10%時報警等。

2.隔離和間距

隔離是將電氣設備分室安裝，并在隔墻上采取封堵措施，以防止爆炸性混合物進入。戶內電壓為10kV以上、總油量為60kg以下的充油設備，可安裝在兩側有隔板的間隔內；總油量為60～600kg者，應安裝在有防爆隔墻的間隔內；總油量為600kg以上者，應安裝在單獨的防爆間隔內。

10kV及其以下的變、配電室不得設在爆炸危險環境的正上方或正下方。配電室允許通過走廊或套間與火災危險環境相通，但走廊或套間應由非燃性材料制成。

室外變、配電站與建筑物、堆場、儲罐應保持規定的防火間距。

露天變、配電裝置不應設置在易于沉積可燃粉塵或可燃纖維的地方。

3.消除引燃源

在危險場所，應根據危險場所的級別，合理選用電氣設備的類型，并嚴格按規定安裝和使用，危險場所的電氣線路應符合防火防爆要求。

正常運行時能夠產生電火花、電弧和危險高溫的非防爆電氣裝置，應安裝在危險場所之外。

危險場所應盡量不用或少用攜帶式電氣設備。

為了避免產生火花，在爆炸危險環境中更換燈泡時應停電操作。在爆炸危險環境內一般不應進行測量操作。

4.保護接地

應將所有不帶電的金屬物件做等電位聯結，一般環境不要求接地（或接零）的部分在爆炸危險環境仍應接地（或接零）。

如低壓由接地系統配電，應采用TN-S系統，不得采用TN-C系統，即在爆炸危險環境中應將保護零線與工作零線分開。保護導線的最小截面積：銅導體不得小于4mm²、鋼導體不得小于6mm²。

如低壓由不接地系統配電，應采用IT系統，并裝有一相接地時或嚴重漏電時能自動切斷電源的保護裝置或能發出聲、光雙重信號的報警裝置。

5.電氣滅火

火災發生后，電氣設備和電氣線路可能是帶電的，如不注意，可能引起觸電事故。根據現場條件，可以斷電的應斷電滅火；無法斷電的則帶電滅火。電力變壓器、多油斷路器等電氣設備充有大量絕緣油，著火后可能發生噴油甚至爆炸事故，造成火焰蔓延，擴大火災范圍，這是必須加以注意的。

（1）先斷電后滅火 發現起火后，首先要設法切斷電源。切斷電源時應注意以下幾點：

1）火災發生后，由于受潮和煙熏，開關設備絕緣能力降低，因此拉閘時最好用絕緣工具操作。

2）高壓應先操作斷路器而不應該先操作隔離開關切斷電源，低壓應先操作電磁起動器而不應該先操作刀開關切斷電源，以免引起弧光短路。

3）切斷電源的地點要選擇適當，防止切斷電源后影響滅火工作。

4）剪斷電線時，不同相的電線應在不同的部位剪斷，以免造成短路。剪斷空中的電線時，剪斷位置應選擇在電源方向的支持物附近，以防止電線剪后斷落下來，造成接地短路和觸電事故。

（2）帶電滅火安全要求 有時，為了爭取滅火時間、防止火災擴大，來不及斷電；或因滅火、生產等需要，不能斷電，則需要帶電滅火。帶電滅火時須注意以下幾點：

1）應按現場特點選擇適當的滅火器。二氧化碳滅火器、干粉滅火器的滅火劑都是不導電的，可用于帶電滅火。泡沫滅火器的滅火劑（水溶液）有一定的導電性，而且對電氣設備的絕緣有影響，不宜用于帶電滅火。

2）用水槍滅火時宜采用噴霧水槍，這種水槍流過水柱的泄漏電流小，帶電滅火比較安全。用普通直流水槍滅火時，為防止通過水柱的泄漏電流流過人體，可以將水槍噴嘴接地（即將水槍接入埋入地中的接地體，或接向地面網絡接地板，或接向粗銅線網絡鞋套）；也可以讓滅火人員穿戴絕緣手套、絕緣靴或穿戴均壓服操作。

3）人體與帶電體之間保持必要的安全距離。用水滅火時，水槍噴嘴至帶電體的距離：電壓為10kV及其以下者不應小于3m，電壓為220kV及其以上者不應小于5m。用二氧化碳等有不導電滅火劑的滅火器滅火時，機體、噴嘴至帶電體的最小距離：電壓為10kV者不應小于0.4m，電壓為35kV者不應小于0.6m。

4）對架空線路等空中設備進行滅火時，人體位置與帶電體之間的仰角不應超過45°。

5）高壓電氣設備或線路發生火災時，在室內，撲救人員不得進入距故障點4m以內范圍；在室外，撲救人員不得接近距故障點8m以內范圍。如進入上述范圍，必須穿絕緣靴，需接觸設備外殼或構架時應戴絕緣手套。

（3）充油電氣設備的滅火 充油電氣設備外部起火，可用二氧化碳、干粉滅火器帶電滅火。如火勢較大，應切斷電源，并可用水滅火。

如油箱破壞，噴油燃燒，火勢很大時，除切斷電源外，有事故儲油坑的應設法將油放進儲油坑，對坑內和地面上的油火，可用泡沫滅火器材進行撲滅。

要防止燃燒著的油流入電纜溝而順溝蔓延，電纜溝內的油火只能用泡沫滅火器材覆蓋泡沫進行撲滅。