電氣火災的起因

電氣火災及其防患
電氣火災的起因
1、安裝、接線疏忽引起的相間短路
斷路器進線接線端子的連接螺釘扭短未達到國家標準規定值，連 接松
弛（特別是有振動的場所），使接觸電阻增大，時間略長，便爆出火
花，進而引起相間短路。這種短路電流因為發生在斷路器前面，不流
過斷路器，故斷路器無法保護；而有些短路電流值又未達到上一級保
護斷路器的動作整定值，上一級斷路器不動作（譬如僅為上一級斷路
器額定電流的 7 倍，它屬于延時范圍，動作時間為 7s 左右）即在上
一級斷路器跳閘之前導線已被燒毀，導致電氣火災。
2、安裝環境潮濕
安裝斷路器的場所嚴重潮濕，斷路器雖未合閘，但其上的刀開關因疏
忽合上，則在斷路器電源端的相間（如連接為裸銅排）因布滿水汽，
引起相間擊穿而短路，配電箱被燒，樓房建筑物起火。
3、泄漏電流
因絕緣受損或線路對地電容大，相對產生泄漏電流。如泄漏電流達 3
00mA（對額定電流為 40A 的線路，泄漏電流是 100mA），故障處的消
耗功率約為 20W，時間延續 2h，將使絕緣進一步遭損，而造成相對地
短路（若不使用剩余電流動作保護器 RCD，而使用熔斷器或小型斷路
器動作）。時間略長，引起火花放電，釀成火災。
4、斷路器（熔斷器）的額定電流選擇偏大
由于設計時選擇的斷路器（熔斷器）額定電流比線路的允許持續載流
量、配電保護整定值大很多，當發生過載時，斷路器在規定的時間內
不動作，線路就長期處于過載，對絕緣、接線端子和周圍物體形成損
害，嚴重時將引起短路。
5、線纜電流密度偏大
IEC354-3-523 標準對 2.5mm2 的銅芯塑料線的載流量規定為 26A，而
我國的資料是取 30~32A，則電流密度高出 IEC 標準 23%，電流密度偏
大引起過載，若再加上保護不當，也易引起短路。
6、線路實際載流量超過設計載流量
其后果斷路器頻繁跳閘，無法用電。如強行使用（如用銅絲代替熔絲
或拆除斷路器）就會因過載造成短路。
7、三相負載不平衡
對于大量的單相設備，由于三相負載不平衡，引起某相電壓升高，嚴
重時將燒毀單相用電設備，導致起火。如以下三種形式：
（1）負載阻抗大小相等而功率因數不相等，則某相出現過電壓，嚴
重時可達 1.27 倍額定電壓；
（2）負載阻抗大小不等而功率因數相等，負載阻抗大的一相電壓最
高，最大值可達 1.73 倍額定電壓；
（3）如果三相負載阻抗和功率因數都不相等，最大相的負載過電壓
有可能達 2.36 倍額定電壓。
8、中性線斷裂引起電器設備燒毀
有以下原因：
（1）因裝設馬虎、受風雨侵襲或某些機械原因使中性線中斷；
（2）一些非線性負荷（如舞臺調光用晶閘管、家用電器中的微波爐、
電子鎮流器等）的三次諧波很大，最大將超過 30%額定電流，加上三
相負載不平衡，N 線的電流最大可達 2 倍多額定電流；
（3）N 線的截面積設計為 1/2 甚至 1/3 相線截面積，使 N 線極燒斷。
中性線斷裂后，如保護不當，則電氣設備絕緣受損，引起單相設備燒
壞，產生電氣火災。
9、單相接地故障
對于 TI 系統，相線碰外殼或金屬管道等而引起的短路，通常受接地
電阻的限制，短路的電流約 15.7A，多數熔斷器或斷路器無法在如此
小的電流下熔斷或跳閘，就會引起打火或接弧；TN 系統的 PE 線端子
和接頭發生接觸不良，不易察覺，一旦發生磁殼等接地故障，將迸發
高阻抗的電火花或拉電弧，限制了短路電流，使保護電器不能及時動
作。而電弧、電火花的局部高溫將使易燃物起火。由于線路短路電流
大大超過額定電流，導線的電流密度劇增。按我國標準，PVC 銅芯絕
緣導線的安全電流密度：1~5mm2 導線為 18~9A/mm2；6~95mm2 導線為
8.33~3.26A/mm2。
電氣火災的防患
1、提高安裝質量
對于連接螺釘松弛、中性線安裝牢度不夠，要加強對工作人員的教育
和考核，提高安裝、操作者的技術（業務）水平。在成套電器產品出
廠和安裝完畢送電的時候，嚴加檢查，在運行后定期維護保養。
2、三相負載平衡
就特別注意三相負載的平衡和 N 線、PE 線截面的正確設計與選用；
設計院應將消防作為一個設計重點，建立消防鑒定組認真審核；各地
公安消防部門應嚴格執法。
3、更新資料
國家或地方的電氣規范、各出版社出版的電氣手冊等參考資料，應進
行全面的修訂，一些陳舊、過時的數據應予刪除。
4、布線改造
對于早期的民用住宅（ 包括辦公樓），由 于近年家用電器使用量劇增，
應對其布線進行改造。如果有困難，應由供電部門對住戶的用電進行
適當的限制。
5、大量推廣、使用 RCD
我國現行的國家電氣規范和標準主要著眼于人身觸電安全保護和作
接地短路保護的輔助措施，而對防止線路受過電流、機械損傷、絕緣
陳舊老化等可能引起的火災目前似乎未作強制的、全 面規范性的保護
規定（僅有《漏電保護器農村安裝運行規程》）。接地故障電流實際
上是一種很大的對地泄漏電流，在產生單相接地大電流之前，往往有
較小的漏電流先兆，它 破壞絕緣，常 常引導大的單相接地電流的發生，
因此推廣、使用 RCD 已是一種刻不容緩的大事。
（1）帶有過載、短路、漏電保護的 RCD（習慣稱漏電斷路器），不
帶過載、短路僅有漏電保護的 RCD（習慣稱漏電開關）以及漏電繼電
器（漏電時不斷開保護器，僅作報警用，它也可與接觸器、斷路器組
裝為漏電斷路器或漏電開關）。瞬時型 RCD 的動作時間小于 0.1s（延
時型為 0.5s），我國標準 GB6829-95 規定漏電動作電流 I△n 有 0.0
06、0.01、0.02、0.05、0.1、0.3、0.5、1、3、5、10、20A 等，國
外最大的有 30A 規格，各使用場所可選用適當的 I△n 值。一般防電
氣火災的 RCD 選用 500mA，最好為 300mA。
（2）目前國內市場供應的最新產品，智能型萬能式（框架式）斷路
器[如 DW45 系列、HSW1 型、CW1 型和 DW16、DW40 等萬能式斷路器，
都有單相接地故障電流保護的功能。DW45 型的三相（三極）或三相
四線（四極）斷路器，在三個相（或加一個各設置一個零序電流互感
器。單相接地保護的信號只取三相或三相線加 N 線的相量之和。如有
接地故障，相量和不等于零，此時，互感器的二次回路有輸出，輸出
給智能型控制器，斷路器即在 0.1、0.2、0.3、0.4s（用戶可自行調
節）時間內動作。其接地故障電流動作值為 0.2~0.8 倍額定電流。D
W45-2000 的最小電流為 160A，最大為 1200A，而 DW45-3200 最小為 6
00A，最大為 2500A。由于單相接地故障電流最小為 160A，它只能防
金屬性的單相接地短路電流，而不能防接地電弧引起的短路，故選用
時應注意。
（3）國外的產品（如 ABB 公司的 SACE），在其 S 系列塑殼式斷路器
上派生出漏電保護器。它是利用 RC211 和 RC212 的漏電脫器模塊與 S
系列斷路器合成的。RC211 的 I△n 有 0.03、0.1、0.3A，動作時間小
于等于 0.1s；RC212 的 I△n 有 0.03、0.1、0.3、0.5、1~3A（可調），
動作時間有 0、0.1、0.25、0.5、1、1.5s（可調）。
法國施耐德公司 Vigicompact 斷路器有接地故障保護功能。
以上這些漏電開關或接地故障保護功能，目前國內正在研制之中。
（4）以 下場所裝設漏電保護裝置時，發 生漏電只能報警而不脫扣（ 不
斷電）：
（1）公共場所的通道、應急照明；
（2）消防用電梯及確保公共場所安全的設備；
（3）用于消防設備的電源，如消防報警裝置、消防水泵、消防通道
照明等；
（4）用于防盜報警電源；
（5）冶金、化工、重要科研單位、軍事設施等不允許停電的場所和
部門。
有關的設計規范規定，這 些場所仍需設置漏電保護裝置，但 如有漏電，
吸能報警而不脫扣斷電，報警時維修人員必須及時搶修。
一起由靜電起火事故引發的思考
2000 年 10 月 31 日 14：45 分，河南某石化廠機修車間一名女職工提
著一帶塑料柄掛鉤的方形鐵桶，到煉油三廠 II 催化粗汽油閥取樣口
下，打算放一些汽油作為酸性大泵維修過程清洗工具用，當該女職工
將鐵桶掛到取樣閥門上，打開手閥放油不久，油桶著火。現場煉油二
廠一技術員見狀，迅速找開一旁的事故消防蒸汽軟管，該女職工在消
防蒸汽的掩護下，很快關掉了取樣閥門，并和該技術員一起，用干粉
滅火器和消防毛氈將火撲滅。
這是一起典型的由于閥門開度過大，汽油流速地快而導致靜電核積
聚，產生火花放電而引發的事故，雖然現場撲救及時得當，沒有讓事
態進一步擴大而造成危害，但反映出個別職工安全意識還夠高，對靜
電放電的機理以及造成的危害認識不深。
靜電放電引起燃燒和爆炸，必須同時具備以下四個條件：
（1）必須有靜電電源（包括感應帶電）；
（2）靜電必須積累到足以引起火花放電的電位和場強；
（3）靜電（放電火花）能量達到可燃性或爆炸性混合物的最小點火
能；
（4）靜電火花周圍必須存在著可燃性或爆炸性物質。
此次著火事故，正是以上 4 個條件同時具備的條件引發的。雖然事后
廠安全部門對該女職工進行了認真的安全教育，并給予了相應的處
罰，同時認真落實了事故處理"四不放過"，但此次事故卻讓我們進
一步認識到：如果不嚴格執行安全操作規程，不對靜電在石化生產過
程可能造成的危害引起足夠的重視，由 于靜電的原因而給生產帶來危
害和不良影響將是深刻的，甚至是慘痛的。
不停電作業，安全措施要保證
變電所低壓帶電作業，一要求開工作票，完成保證安全的組織措
施；二要求穿戴好防護用品，使用絕彖工具，站在絕彖墊上工作；三
必須有專職護人（具有安全操作證，并經驗豐富的熟練的電工）；四
作業人員必須精力充泳，作業時思想高度集中。四者缺一不可，否則
將會留下發生事故的隱患。
1999年10月，廈 門某公司發生一起嚴重違反低壓帶電作業安全規程，
造成 2 名作業電工（1 男 1 女）被嚴重燒傷的事故，引起部分停電，
給該公司造成經濟損失近百萬元。
該企業一號變電所原采用 8 套 BFJ-3Z-73 型抽屜式電容開關柜（ 裝機
容量 1000KVAR）分別對 4 臺 S7-1250KVA 變壓器進行無功補償，開關
柜原配電力電容器為舊型的 YY04-12.3-3，其內部元件發熱引起電力
電容器體積膨脹與漏油，有的甚至損壞無法投入使用。因此企業決定
將其全部更換為 BSMJ0.4-12-3 型電力電容器。由于企業生產連續性
要求，不允許采用全部停電作業，而 BFJ-3Z-73 電容開關柜后部有 3
條垂直敷設的三相母排，直接與主母排聯接，因此，無法停電，改造
作業只能帶電進行。改造工程委托廈門某安裝公司，4 名本企業電工
給予配合。10 月 11 日 14 時許，一聲巨大爆炸聲從變電所傳出驚動
全廠，并造成局部停電，附近管理人員與值班電工迅速救災，撲滅大
火，并將 2 名嚴重燒傷的安裝工人送到醫院急救。
事故原因分析：
（1）BFJ-3Z-73 電容開關柜后部母排帶電，母排與電容器最小距離
為 0.3m，電容器的更換作業必須要 2 名工人在配電柜前后配合進行，
而盤后作業人員在作業時人體與母排的距離小于 0.35 米，存在直接
接觸的危險，盤柜后通道只有 0.8 米，空間過于窄小，照明嚴重不足
（設計考慮不周所至），不利于工作人員活動，易疲勞。
（2）連續 2 天趕工作業，身體過于疲勞，作業時思想難于集中，在
拆除舊電容的固定扁鐵時，由 于用力過猛，扁 鐵與盤柜后部母排觸碰，
引起短路，短路電弧又引起三相弧光短路與電容器爆炸燃燒。盤柜前
后 2 我被弧光與電容器噴出的油嚴重燒傷。
（3）安全意識淡薄，自我保護意識差，作為老電工自認為經驗豐富，
思想麻痹大意，在無法全部停電作業，安全距離小于 0.35 米，作業
過程可能觸碰到帶電體的情況下，沒有對帶電體采取絕緣隔離，防止
可導電物及人員誤觸帶電體的安全有效措施。
（4）安全監護制度沒有落實，該企業派去配合的電工，本應對現場
作業人員進行不間斷監護，卻 直接參與安裝作業，嚴 重違反安全規程。
（5）工作票制度無落實，變電所低壓帶電作業應開第二種工作票，
雖然在作業前已開了第二種工作票，但值班人員（許可人）在安全措
施沒有落實到位的情況下（ 如安全距離小于 0.35 米應進行絕緣隔離）
而許可作業，工作負責人違反監護制度直接參與作業，工作票形同虛
設，管理不到位，也是引起這起事故的主要原因。
事故教訓及防范措施：
（1）電工作業應重視作業環境，在危險性較大的場所，應盡量采用
全部停電的工作方法，若無法全部停電作業時，安全措施必須落實到
位，按帶電作業安全要求進行，如人體與帶電體的距離小于 0.35 米
或大于 0.35 米而小于 0.7 米，且無絕緣隔離，工作時可能觸及帶電
體則必須采用絕緣隔離措施。
（2）電工帶電作業必須配備 2 人，其中 1 人作業，1 人負責安全監
護，帶電工作人員必須是經過訓練考試合格的電工擔任，監護人必須
由有經驗的電工擔任，并對作業人員進行不間斷監護，隨時糾正其不
安全動作。
（3）電工作為特種作業人員必須樹立自我保護意識，嚴禁搶時間而
忽視安全工作制度，嚴禁為趕工而疲勞作業，嚴禁不熟悉現場設備而
盲目作業。避 免一時的疏忽給自己、他 人與國家造成無法挽回的損失。
（4）加強安全管理，確實落實好安全規程中的各項組織措施與技術
措施，加強職工安全思想教育，提高職工執行安全規章制度的意識與
工作責任心。電 氣及安全管理人員對違反安全規程的行為舉止應及時
制止、教育和處理，以確保電工作業的安全。