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电气线路超负荷火灾原因及预防措施

[2017-07-28 12:57:05] 来源:电工学习网 编辑:电工考试 点击量:
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导读:电气线路因超负荷引起火灾,在电气火灾中占有相当大的比重,经常发生在乡镇企业公共场所和居民家庭中。其主要原因:一是线路导线截面积太小;二是线路中接入过多的或功率过大的电器设备。
一、线路超负荷火灾原因 
  电气线路中通过电流时,由于导体自身电阻存在会产生一定热量,其大小为Q=I2RT。导线选定后,负荷越多,电流I功率越大,导线中产生的热量越多。如电流在导体产生的热量和导体外散出的热量相等,导体保持相对热平衡,导体温度不会上升。如果导体中电流产生的热量大于导体散出的热量,热量积累的结果会使导体的温度不断升高。一般规定导线工作的最高温度为65℃,这时导线中的电流为安全电流,超过这个电流为线路超负荷。导线长期超负荷使用可以使绝缘层老化,或者使与导线相邻的易燃物起火。实验证明,当导线内电流超过安全电流2倍时,线芯温度可达300℃,这时可以闻到臭味,导线局部绝缘层起泡与线芯分离,甚至局部出现冒烟;当导线中通过2.5至3倍的安全电流时,线芯温度可达700℃以上,这时线芯变红,绝缘层起火。另一方面由于绝缘层长期处在高温情况下,其有机物成份逐渐碳化,碳化部分可能形成半导体,使导线绝缘程度下降,这又有可能造成线路对地或线路间短路,或者漏电,更进一步的加大负荷,产生更高的温度。如此形成恶性循环,进而引起火灾。 
  二、线路电流与负荷之间的关系 
  线路发热和电流平方成正比。电流I与负荷功率P有如下关系P=IU,U为电压,对一定线路来说为一定值,由此可知功率越大,负荷越多,电流越大,发热越大,火灾隐患越大。 
  对于一个线路中的几个用电设备,它们各个功率的总和为整个线路的功率。即:P=P1+P2+P3+……+Pn;各个支路电流之和为整个线路的总电流。即:I=i1+i2+i3+……+in,由此看来线路并联电器越多总功率越大;总电流越大线路发的热量越多。 
  一般单相电器上都有额定功率和额定电压数,其额定电流即可由I=P/U算出;对于三相电器可用P=IUCOSφ计算,但理论性强,计算不方便,这里给出一经验以式;三相电器电流约等功率千瓦数的2倍,累加各支路电流即可算出整个线路总电流数。 
  三、导线载荷能力口诀 
  依据Q=I2RT,当线路中负荷一定,电流一定时,导线的发热和导线自身电阻成正比关系。由R=ρL/S知(ρ为导线电阻率,L为导线长度,S为导线截面积)导线截面积越大,电阻越大,发热越少,火灾危险性越小。但是导线越粗,成本越高,在电力输配过程中除考虑发热条件外还考虑成本、导线强度、电压损失等综合因素。不同截面安全载流量在电工手册等专业书中有专门规定。现介绍一个简便口诀可以很方便的算出导线的安全载流量为多少。 
  导线的截面积规格有(单位以mm2计): 
  1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185等几种规格。 
  归纳总结实用口诀为: 
  十下五,百上二,25、35四三界; 
  70、95两倍半,穿管温度8、9折, 
  裸线加一半,铜线升级算。 
  口诀以铝芯绝缘导线为基础,具体含意解释如下: 
  十下五:10mm2以下的铝芯导线安全载流量为导线载面积的五倍。如4mm2的铝导线的安全载流量为4×5=20安培; 
  百上二:100mm2以上铝线安全载流量为截面积的2倍。如150mm2铝电缆安全载流量为150×2=300安培; 
  25、35四三界:16mm2和25mm2安全载流量为截面积的四倍;35mm2、50mm2为截面积的三倍;如50mm2铝质电缆安全载流量为50×3=150安培; 
  70、95两倍半:70mm2、95mm2铝质电缆的安全载流量为其截面积的2.5倍。 
  穿管温度8、9折:即如果电线穿管保护,使用级别较高时,其安全电流减少为原来的80%;如果电缆使用环境温度超过25℃时,其安全载流量为原来的90%,如果既穿管又高温则安全载流量为原来80%×90%=72%; 
  裸线加一半:如电缆是无绝缘裸线,其散热条件好,安全载流量在基础上加一半。如4mm2铝线绝缘安全载流量为4×5(十下五)=20安培,如果裸线,其安全载流量增加一半为20+20×1、2=30安培。 
  铜线升级算:因铜线导电性能好,其安全载流量在铝线基础上升一级计算。如2.5mm2绝缘铜线其安全载流量相当于4mm2的铝线为4×5=20安培,其它类推。 
  按以上口诀可以方便推算出导线安全载流量,结合前面公式计算各负荷电流总数,可以算出导线是否超负荷。例如某线路共有电器为94600瓦,其电流为I=94600/220=430安培,实际选用电缆为70mm2铝裸电缆,则线路实际安全电流为70×2.5(70、95两倍半)+70×2.5×1、2(裸线加一半)=330安培。线路负荷电流430A大于线路安全电流330A,线路温度高于65℃,线路超负荷。 
  四、防止线路超负荷的措施 
  1、在电路敷设时合理选择导线截面积和导线种类,在条件允许情况下留出一定余量,以备扩大生产增大容量时使用。 
  2、杜绝私拉乱接,严格控制负载。加强对临时用电管理,对线路要定期检查,按期拆除,严禁使用“一地一线”制和裸电线在树上或建筑物上私拉乱绑。不经允许不准私自增加负荷。 
  3、定期检查线路有无漏电和设备增减,一年至少二次测量线路和设备的对地电阻,发现漏电及时解决。 
   4、主线路和各分支线路都安装相应保险、自动开关或漏电保护装置,以便及时切断电源,减小事故范围,防止火灾发生。

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