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接地故障引起火災(zāi)的原因
作者:江蘇消防檢測設(shè)備 來源:http://m.ofango.com/發(fā)布時間:2020-03-12 11:04:41

接地故障為相線與電氣裝置的外露導(dǎo)電部分(包括電氣設(shè)備金屬外殼、敷線管槽及構(gòu)架等)、外部導(dǎo)電部分(包括金屬的水、暖、煤氣、空調(diào)管道和建筑的金屬結(jié)構(gòu)等)以及大地之間的短路,如圖1 所示。這種故障與相線和中性線間的單相短路故障不同,與相線之間產(chǎn)生的相間短路也不同。

  接地故障與一般短路相比,當(dāng)產(chǎn)生火災(zāi)時具有更大的危險性和復(fù)雜性。一般短路起火主要是短路電流作用在線路上的高溫引起火災(zāi),而接地故障則有以下三個原因引起火災(zāi),且危險性更大,其防范工作也十分復(fù)雜。

  1.由接地故障電流引起火災(zāi)

  一般短路的電流通路為線路的金屬導(dǎo)線,短路電流大,短路點金屬常被熔焊而可忽略其阻抗,這種短路容易被過電流保護電器(熔斷器、低壓斷路器)迅速切斷而不致起火。但接地故障的電流通路內(nèi)有設(shè)備外殼、敷線管槽以及接地回路的多個連接端子等,TT 系統(tǒng)(接地系統(tǒng))還以大地為通路。大地的接地電阻大,PE、PEN 線(接地線)連接端子的電阻由于種種原因,其阻值也常常較大,所以接地故障電流比一般短路電流小,常不能使過電流保護電器及時切斷故障,且故障點多不熔焊而出現(xiàn)電弧、電火花。0. 5A 電流的電弧、電火花的局部高溫即可烤燃可燃物質(zhì)起火。例如 1994年3月北京某廠倉庫被焚,起因即是倉庫電氣線路在進線地溝內(nèi)貼近暖氣入口管道,長年受烤,絕緣水平下降,導(dǎo)致接地故障燃弧起火。該廠工人反映起火前一段時間內(nèi)廠房燈光閃爍,說明故障未被切斷,電弧延續(xù)了一段時間,再待電路切斷,火已成勢了。

  另外過去不重視 TN 系統(tǒng)中 PE、PEN 線在故障條件下的熱穩(wěn)定,往往選用過小的截面,當(dāng) TN 系統(tǒng)中較大的接地故障電流通過時,易導(dǎo)致線路高溫起火。

  2.由 PE、PEN 線端子連接不緊密引起火災(zāi)

  設(shè)備接地的PE線平時不通過負荷電流,只在發(fā)生接地故障時才通過故障電流。如果因受振動、腐蝕等原因,導(dǎo)致連接松動、接觸電阻增大等現(xiàn)象,平時是不易覺察的。一旦發(fā)生接地故障,接地故障電流需通過PE線返回電源時,PE 線的大接觸電阻限制了故障電流,使保護電器不能及時動作,連接端子處因接觸電阻大而產(chǎn)生的高溫或電弧、電火花卻能導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。

  在 TN-C 系統(tǒng)中 PEN 線平時通過三相不平衡電流,但在機械、紡織等一些主要為三相平衡負荷的企業(yè)內(nèi),因三相不平衡電流小,PEN 線端子連接不緊密的隱患不易發(fā)現(xiàn),當(dāng)大故障電流通過時同樣也可導(dǎo)致火災(zāi)。

  1994年3月,北京西便門一排商店起火,開始時是一輛集裝箱車在商店端頭胡同口碰斷兩根單相回路的電線,電線對地迸出電火花,幾分鐘后商店即起火。經(jīng)查,起火處在商店后墻,一路軟電纜在該處分成三個單相回路,其中一路即是被碰斷的電線。由于多年日曬雨淋,該電線已類似裸導(dǎo)線,電纜芯線和該電線的接頭處連接不良,通過接地故障電流時打火引起火災(zāi)。

  3.由故障電壓引起火災(zāi)

  常有這些電氣事故:設(shè)備金屬外殼或N線對地電壓為幾十代;手?jǐn)y設(shè)備本身沒有損壞,但使用者卻受電擊致死;電源已切斷,但進行維修時,外殼或N線帶電壓打火導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸。這類來歷不明的電壓所引起的事故,其根源大多是另外一處的接地故障。發(fā)生接地故障后四處傳導(dǎo)的故障電壓是危險的起火源,通過對地的電火花和電弧而導(dǎo)致火災(zāi)。擊穿 10mm 空氣隙需 30kV 電壓,不同電位導(dǎo)體一經(jīng)接觸拉起電弧后,同樣間隙維持電弧的電壓只需 20V,此時 2A 電流的電弧局部溫度可超過 2000℃。


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