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接地故障引起火灾的原因
作者:www.icongzhen.com 发布时间:2020-03-12 19:04

接地故障为相线与电气装置的外露导电部分(包括电气设备金属外壳、敷线管槽及构架等)、外部导电部分(包括金属的水、暖、煤气、空调管道和建筑的金属结构等)以及大地之间的短路,如图1 所示。这种故障与相线和中性线间的单相短路故障不同,与相线之间产生的相间短路也不同。

  接地故障与一般短路相比,当产生火灾时具有更大的危险性和复杂性。一般短路起火主要是短路电流作用在线路上的高温引起火灾,而接地故障则有以下三个原因引起火灾,且危险性更大,其防范工作也十分复杂。

  1.由接地故障电流引起火灾

  一般短路的电流通路为线路的金属导线,短路电流大,短路点金属常被熔焊而可忽略其阻抗,这种短路容易被过电流保护电器(熔断器、低压断路器)迅速切断而不致起火。但接地故障的电流通路内有设备外壳、敷线管槽以及接地回路的多个连接端子等,TT 系统(接地系统)还以大地为通路。大地的接地电阻大,PE、PEN 线(接地线)连接端子的电阻由于种种原因,其阻值也常常较大,所以接地故障电流比一般短路电流小,常不能使过电流保护电器及时切断故障,且故障点多不熔焊而出现电弧、电火花。0. 5A 电流的电弧、电火花的局部高温即可烤燃可燃物质起火。例如 1994年3月北京某厂仓库被焚,起因即是仓库电气线路在进线地沟内贴近暖气入口管道,长年受烤,绝缘水平下降,导致接地故障燃弧起火。该厂工人反映起火前一段时间内厂房灯光闪烁,说明故障未被切断,电弧延续了一段时间,再待电路切断,火已成势了。

  另外过去不重视 TN 系统中 PE、PEN 线在故障条件下的热稳定,往往选用过小的截面,当 TN 系统中较大的接地故障电流通过时,易导致线路高温起火。

  2.由 PE、PEN 线端子连接不紧密引起火灾

  设备接地的PE线平时不通过负荷电流,只在发生接地故障时才通过故障电流。如果因受振动、腐蚀等原因,导致连接松动、接触电阻增大等现象,平时是不易觉察的。一旦发生接地故障,接地故障电流需通过PE线返回电源时,PE 线的大接触电阻限制了故障电流,使保护电器不能及时动作,连接端子处因接触电阻大而产生的高温或电弧、电火花却能导致火灾的发生。

  在 TN-C 系统中 PEN 线平时通过三相不平衡电流,但在机械、纺织等一些主要为三相平衡负荷的企业内,因三相不平衡电流小,PEN 线端子连接不紧密的隐患不易发现,当大故障电流通过时同样也可导致火灾。

  1994年3月,北京西便门一排商店起火,开始时是一辆集装箱车在商店端头胡同口碰断两根单相回路的电线,电线对地迸出电火花,几分钟后商店即起火。经查,起火处在商店后墙,一路软电缆在该处分成三个单相回路,其中一路即是被碰断的电线。由于多年日晒雨淋,该电线已类似裸导线,电缆芯线和该电线的接头处连接不良,通过接地故障电流时打火引起火灾。

  3.由故障电压引起火灾

  常有这些电气事故:设备金属外壳或N线对地电压为几十代;手携设备本身没有损坏,但使用者却受电击致死;电源已切断,但进行维修时,外壳或N线带电压打火导致火灾或爆炸。这类来历不明的电压所引起的事故,其根源大多是另外一处的接地故障。发生接地故障后四处传导的故障电压是危险的起火源,通过对地的电火花和电弧而导致火灾。击穿 10mm 空气隙需 30kV 电压,不同电位导体一经接触拉起电弧后,同样间隙维持电弧的电压只需 20V,此时 2A 电流的电弧局部温度可超过 2000℃。

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