1、电气的防火、防爆和防雷,授课教师： 朱惠英,主要内容,. 电气的防火、防爆 .电气火灾与爆炸的原因 .危险物质和危险环境 .防爆电气设备和防爆电气线路 .电气防爆技术 .电气的防雷 .雷电的种类及危害 .防雷装置 .防雷措施,电气防火、防爆,一、电气火灾与爆炸的原因：电流产生的热量和火花或电弧 是直接原因。,电流产生的热量：,任何导体通过电流时，都会产生热量。Q IUt I2Rt ,t,分两种情况,正常情况,非正常情况,正常情况下,电流通过导体的电阻，将消耗电能，并转化为热能，使导体温度升高。 电动机、变压器，既有线圈，又有铁芯，线圈通过电流时要发热，铁芯由于铁磁材料的涡流损耗和磁滞损耗造成热
2、。电气设备绝缘降低时，漏泄电流增大，热量增大，温度增高。,非正常情况,当电气设备的正常运行遭到破坏时，如发生短路和过载，就可能发生火灾。 短路过载接触不良 铁芯发热散热不良,短路,可能引起短路的原因有哪些呢？A、电气设备绝缘造成短路。 B、在安装和检修工作中，接线和操作的错误，也可造成短路 。,过载,造成的原因大体有两种： 1、设计时选用的线路和设备不合理，以至在额定负载下产生过热。 2、使用不合理，超载，连续使用过长，超过了线路的承受能力。,接触不良,接触部分是电路中的薄弱环节,是发生过热的一个重要部位。接头连接不牢会增大接触电阻，也会导致接头过热，开关触头（打火花）、接触器触头、继电器接点
3、。铜铝接头，由于铜铝电性不同，接头处容易因电解作用而腐蚀导致接头过热。,铁芯发热(过热) 变压器、电动机的铁芯，如绝缘损坏或承受长时间过电压，涡流损耗增大，使设备过热。散热不良 电气设备在设计和安装时，都要考虑一定的散热和通风措施，若这些措施受到破坏，也会造成设备过热。,2、电火花和电弧：,电火花、电弧的产生： 电火花是电极间的击穿放电，电弧是大量的电火花汇集而成。 电火花和电弧（6000）是引起火灾、甚至爆炸的危险因素。 电火花的分类： 电火花大体分：工作火花和事故火花。,电气设备本身，一般不会出现爆炸事故，在以下情况可能引起空间爆炸: 1、周围空间有爆炸性混合物，在危险温度或电火花作用下引
4、起空间爆炸。 2、充油设备的绝缘油在电弧作用下分解和汽化，喷出大量油雾和可燃气体，引起空间爆炸。 3、发电机氢冷装置漏气、酸性蓄电池排出氢气，形成爆炸性混合物，引起空间爆炸。,引起空间爆炸:,二、危险物质和危险环境,危险物质 1、危险物质定义：指在大气条件下，能与空气混合形成爆炸性混合物的气体、蒸气、薄雾、粉尘或纤维。2、爆炸危险物质分为三类：类矿井甲烷 类爆炸性气体III类爆炸性粉尘，纤维。,3、危险物质的性能参数：,危险物质的主要性能参数： 闪点、燃点、引燃温度、爆炸极限、最小点燃电流比、最大试验安全间隙、蒸气密度 。 气体、蒸气危险物质按最小点燃电流比和最大试验安全间隙这两个参数分为3级
5、A、B、C，A、B、C。 气体、蒸气危险物质按引燃温度分为6组T1、T2、T3、T4、T5、T6。,危险环境,1、气体、蒸气爆炸危险环境 根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间将此类危险环境分为0区、1区和2区。 2、粉尘、纤维爆炸危险环境 根据爆炸性混合物出现的频繁程度和持续时间，将此类危险环境分为10区和11区。 3、火灾危险环境： 火灾危险环境分为21区、22区和23区。分别为有可燃液体、有可燃粉尘或纤维和有可燃固体存在的火灾危险环境。,三、防爆电气设备和防爆电气线路,防爆电气设备、防爆电气设备结构类型： （1）隔爆型（ 2）增安型 （ 3）充油型 （4）充砂型 （ 5）本质安全型
6、 （6）正压（ 7）无火花型 （8）特殊型,、防爆电气设备的标志： dBT3 iaAT5 ePBT4,、防爆电气设备选用：,应当根据安装地点的危险等级，危险物质的组别和级别、电气设备的种类和使用条件选用爆炸危险环境的电气设备。 注意： 、所选用电气设备的组别和级别不应低于该环境中危险物质的组别和级别。、在爆炸危险环境，应尽量少用或不用携带式电气设备，应尽量少安装插座。,防爆电气线路,在爆炸危险环境和火灾危险环境、电气线路的安装位置、敷设方式、导线材质、连接方式等均应与区域危险等级相适应。 a、位置： b、配线方式： c、导线材料： d、连接： e、允许载流量： f、隔离和密封： (P200-2
7、01),四、电气防爆技术,电气防火、防爆措施是综合性的措施。其它防火、防爆措施对于防止电气火灾和爆炸也是有效的。 1、消除或减少爆炸性混合物 2、隔离和间距 3、消除引燃源 4、爆炸危险环境接地 5、 电气灭火,爆炸危险环境接地应注意几点：,1、应将所有不带电金属物件做等电位连接。 2、如低压由接地系统配电，应采用TN-S系统（使用专用的保护零线），不能采用TN-C系统（干线保护零线与工作零线共用），即在爆炸危险环境应将保护零线与工作零线分开。 3、如低压由不接地系统配电，应采用IT系统（电源系统的带电部分不接地或通过阻抗接地，而电气设备外露导电部分接地的系统）,IT系统安全原理图,TN-S系
8、统,TN-C系统,爆炸危险环境接地,电气灭火,2、带电灭火应用干粉、二氧化碳等灭火器，不能用泡沫灭火器。 、人及所带器材与带电体之间保持足够的安全距离。 、对架空线路等空中设备灭火时，人与带电体之间的仰角不应超过45 。 注意：切断电源应配用绝缘的工具。应在电源侧的电线支持点附近剪断电线。切断电线时，应在错开的位置切断不同相的电线。,1、火灾现场尚未停电，应设法切断电源。,防 雷,一、雷电的种类及危害 雷电的种类: 按雷电的危害方式分： 直击雷、感应雷（静电感应、电磁感应）、雷电浸入波三种。 （2）按雷的形状分： 线形、片型、球形三种。,2、雷电的危害：,雷击的主要对象： a、与地理条件有关
9、b、与地质结构有关 c、地面上较高的建筑物及铁塔等 d、烟囱 （2）雷电的破坏效应： a、电作用的破坏 b、热作用的破坏 c、机械作用的破坏,二、防雷装置,防雷装置的种类很多：但归纳为外部、内部两大类。 外部：避雷针、避雷线、避雷网、避雷带。 内部：避雷器。 一套完整的防雷装置：由接闪器、引下线、接地装置三部分组成。,1、接闪器：,避雷针、避雷线、避雷带、避雷网及建筑物的金属屋面，均可作为接闪器。它是利用其高出被保护物的突出部位，把雷电引向自身，接收雷击放电，又叫引雷器 。,2、避雷器：,避雷器用来防止雷电产生的大气过电压（即高电位）沿线侵入变、配电所或其他建筑物内，危害被保护设备的绝缘。 避
10、雷器类型：阀型、氧化锌避雷器、保护间隙三种。,阀型避雷器：,高压阀型避雷器和低压阀型避雷器都是由火花间隙和阀电阻片组成。,氧化锌避雷器：,氧化锌避雷器由具有较好的非线性“伏安”特性的氧化锌电阻片组装而成。 优点：它与阀式避雷器相比具有动作迅速、通流容量大，残压低、无续流，对大气过电压和操作过电压都起保护作用，结构简单，可靠性高、寿命长、维护简便 。,外形,型号： Y5W1-7.6/27GY Y5W3-7.6/24W Y3W-12.7/31,第一个字母 Y 氧化锌避雷器代号 。 第二个数字5或3标称放电电流（KA）。 第三个字母结构代号： W：无放电间隙。B：并联放电间隙。C：串联放电间隙。 第
11、四个数字（下标）设计序号。 第五个数字避雷器额定电压。 第六个数字标称放电电流下最大残压值（KV） 第七个字母特殊性能代号：GY：高原型。W：防污型。,保护间隙：,保护间隙是最简单经济的防雷设备。 优点：结构简单，成本低、维护方便 。 缺点：保护性能差，灭弧能力小，容易造成接地或短路故障，引起线路开关跳闸或熔断器熔断，造成停电。,两种角型间隙结构,辅助间隙,角型间隙的一个电极接线路，另一个电极接地。为防止间隙被外物短接而发生接地，在其接地引下端再串一个辅助间隙。,3、引下线：,防雷装置的引下线应满足机械强度，耐腐蚀和热稳定的要求。一般采用园钢或扁钢，尺寸和腐蚀要求与避雷带相同。,4、接地装置：
12、,接地装置是防雷装置的重要组成部分，作用是向大地泄放雷电流，限制防雷装置的对地电压，使之不致过高。 防雷接地装置与一般接地装置的要求基本相同。P226,三、防雷措施,1、架空线路的防雷措施： 设避雷线（60KV及以上全线装设，35KV以及下只在进出变电所的一段线路上装设。） 提高线路本身的绝缘水平（木、瓷横担） 用三角形顶线作保护线（顶线装保护间隙） 装设避雷器和保护间隙,2、变、配电所的防雷措施,装设避雷针 高压侧装设阀型避雷器或保护间隙(尽量靠近） 低压侧装避雷器或保护间隙,装设避雷针,用来保护整个变、配电所建筑物，使之免遭直接雷击。但变压器的门型构架不能用来装避雷针。避雷针与配电装置的空间距离不得小于5m。,高压侧装设阀型避雷器或保护间隙,主要用来保护变压器，以免高电位沿高压线路侵 入变电所避雷器或保护间隙应尽量靠近变压器,35-10KV配电装置对高电位侵入的防护（接线示意图）,低压侧装避雷器或保护间隙,主要在多雷区使用，以防止雷电波由低压侧侵入而击穿变压器的绝缘。当变压器低压侧中心点不接地时，其中性点也应加装避雷器或保护间隙。,3、人身防雷措施：,雷暴时，雷云直接对人体放电,雷电流流入地下产生的对地电压,二次放电都可能造成对人体电击。P231-232,
