电火花引发的电气火灾和爆炸及防范措施

摘要 电火花作为一种常见的着火源，往往引发严重的火灾和爆炸事故。本文就其产生的原因、性质和防范措施作一些探讨。

关键词 电火花 电气火灾 爆炸 防范措施

火灾和爆炸事故往往是重大的人身事故和设备事故。电气火灾和爆炸事故在火灾和爆炸事故中占有很大比例，引起火灾的电气原因是仅次于明火居第二位原因。从近年来火灾统计来看，电气火灾在全国总火灾中具有上升的趋势。电气火灾来势凶猛，且往往在人们意想不到的时候突然发生，因而常常造成严重的后果。其中，由电火花引起的电气火灾占很大的比重。如某厂320千伏安在车间变压器，由于内部短路，产生电弧，使变压器油剧烈分解气化，油箱内部压力剧增，箱盖螺栓拉断，张开大口，喷油燃烧；变压器室外8米处有人，其面部被油火烧伤；由于没有储油设施，油火流出变压器室，沿地板缝流下，点燃下层电缆及其他可燃物，并沿电缆延烧，将上层配电室和控制室烧毁。又据前些天《北京青年报》报道某市一消费者将两岁的女儿放在购置仅一个月的电热毯上睡觉，数小时后由于电阻丝断裂产生电火花，电热毯起火，引燃床上衣物，小孩惨遭横祸，抢救无效死亡。

由此可见，电火花引起的电气火灾事故不仅出现在工业生产中，也常出现在日常生活中。因而防止这种电气火灾事故对于维护正常生产和生活秩序，增加社会财富，保卫四个现代化建设成果不受损失，有着社会的和经济的现实意义。为了防止电气火灾和爆炸，应了解火灾和爆炸事故发生的原因，掌握火灾和爆炸的基本知识及发生事故的规律，采取有效的措施，避免事故的发生。

物质发生燃烧是有条件的，它必须在可燃物、助燃物和着火源这三个基本条件的相互作用下才能发生。隔离或消灭其中任何一条，都能阻止燃烧的发生。防火的技术措施就是在这个理论的指导下采取的，或者可这样说，全部防火技术措施的实质，即是防止燃烧基本条件的同时存在或避免它们的相互作用。例如，在汽车油库里或操作乙炔发生器时，由于有空气和可燃物（汽油和乙炔）存在，所以规定必须严禁烟火，这就是防止燃烧条件之一──着火源存在的一种措施。电气火灾一般是由电气线路、电气设备运行时的短路、过载、接触不良、漏电、雷电、静电等等原因而产生的高温、电火花和电弧等原因造成的。电火花便是一种常见的着火源，又常常被人们忽视，因而通常会造成很严重的后果。但只要认识和了解电火花发生的原因和条件，以及相应的防范措施，就有可能杜绝由于电火花引发火灾和爆炸事故。

一、电火花产生的原因和条件

电火花是电极间的击穿放电，电弧是大量的火花汇集成的，一般电火花的温度很高，特别是电弧，温度可达到3000~6000℃，因此，电火花和电弧不仅能引起可燃物燃烧，还能使金属熔化、飞溅，构成危险的火源。在有爆炸危险的场所，电火花和电弧更是一个十分危险的因素。

在日常生产和生活中，电火花是经常可见到的。电火花可以分为工作火花和事故火花两类。

1.工作火花：工作火花是指电气设备正常工作时或正常操作过程中产生的火花，如直流电机电刷与整流滑动接触处，交流电机电刷与滑环滑动接触处电刷后方的小火花；电焊机电焊时产生的火花；开关或接触器开关时的火花及其插销拔出或插入时的火花等等。

电火花能否构成火灾危险，主要取决于火花能量，即引火电流、电压及作用时间；断路电感；产生电弧或电火花的电极大小、材质和形状；周围混合物的化学性质及其最小点火能。

例如切断电感电路时，断口处将产生强烈电弧，危险性很大。其火能量可按下式估算WL=LI2/2

式中，L和I分别是电路中的电感和电流。当该火花能量超过周围空间爆炸混合物的最小引燃能量时，即可能引起爆炸。如某厂一个使用氢气的车间，氢气逸漏在门窗关闭的室内，达到了爆炸浓度，由于室内灯具、开关等电气设备都不是防爆型的，在开电灯时，电火花引起爆炸，设备、厂房均被炸毁。前面所提到的电褥起火事故引发的原因就是电热丝断裂，产生电火花而引燃褥毯。通常是丝线断了而塑料外皮常还完好地包裹着。这种“丝断皮连”往往使金属处于似断非断的状态，这恰恰是断线的两端产生电火花，进而引起火灾的发生。

2.事故火花：事故火花包括线路或设备发生故障时出现的火花。如电路发生故障，保险丝熔断的火花，导线过松导致短路或接地时产生的火花。变压器、多油断路器等高压电气设备由于绝缘质量降低内部可能发生闪络，并使绝缘油分解、引起燃烧或爆炸，多油断路油面过低或操作机构失灵，不可能有效地熄灭电弧，可引起火灾或爆炸（多油断路器油面过高，由于断路时没有足够的缓冲空间，也可能引起爆炸）；导电连接松脱时会产生火花等。

事故火花还包括由外来原因产生的火花。如雷电火花、静电火花、高频感应火花等。雷电火花包括各种反击放电火花，火花能量很大，有较大的危险性。静电火花是指工艺过程中产生和积累足够的静电，以至局部电场强度超过电介质的击穿场强，发生放电，产生静电火花。若静电火花的火花能量超过周围混合物的最小引燃源能量，则有可能引起火灾和爆炸。高频能量，其导电系统开、闭时产生的火花。根据国外氢和丙烷进行的试验，对于长波和中波，当谐振回路电容小于600微法，品质因数低于40，而引燃距离超过4倍波长时，引燃距离与有效高度之间保持图中的关系。由图可知，发射台功率越大，被感应金属结构的有效高度越大，引燃距离也越大。

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其中长L的垂直导体，有效高度为h=2L/π；

高为H的水平导体，有效高度为h=H；

对于面积为S的封闭导体，当波长为λ时，有效高度为h=2πS/λ。

除上述外，电动机转子和定子发生磨擦（扫膛）或风扇与其他部件相碰击都会产生火花，这是由碰撞引起的机械性质的火花。

二、电火花的控制与防范

电火花的控制与防范，主要是对电气设备采取防爆措施、严格遵守操作规程、及时检查设备和线路异常情况等，具体有以下几点：

（1）保护电气设备的正常运行，防止出现事故火花和危险温度，对防火防爆有着重要意义。要保证电气设备的正常运行，则需要保持电气设备的电压、电流、温升等参数不超过允许值。

（2）严格禁止乱拉线、乱接线，保持电气线路的绝缘良好，防止绝缘老化和腐蚀；保持电气连接部位接触良好、整体完好无损；铝芯绝缘导线或电缆的连接与封端，应采用压接、熔接或钎焊。引入电机或其他电气设备的电源线连接头应采取防松措施。动力电缆、绝缘导线中间不得有接头。引入防爆电气设备的各种电缆，均须采取弹性密封或其他方法密封。

（3）为了防止电气火花或危险温度引起火灾，开关、插销、熔断器、电热器具、照明器具、电焊设备、电动机等应根据需要，适当避开易燃物或易燃建筑构件。天车滑触线的下方，不应堆放易燃物品。

（4）在有爆炸危险的场所，应根据电气设备产生火花、电弧的情况和电气设备表面的发热温度，采取各种防爆措施。对于不同等级的场所应当使用合适的型号和容量，使这些电气设备能在有火灾爆炸危险的场所安全使用。如在爆炸危险场所，应尽量少用携带式电气设备，应尽量少装插座和局部照明灯。

（5）正常运行时产生火花的电气设备，在危险场所使用时，应首先考虑安装在爆炸危险场所以外或另室隔离。长期不用的电气设备，均应与电源完全切断（如断开高压用电设备线路上的断路器及卸下低压设备上的保险丝套筒）。保险丝套筒应装在有爆炸危险房的外面。为了避免产生火花，在爆炸危险场所更换灯断然应停电操作。

（6）电气设备（机壳、导线管、防护装置等）应进行可靠接地，接地电阻应小于3Ω。

（7）保持电气清洁有利于防火。设备脏污或灰尘堆积既降低设备的绝缘又妨碍通风和冷却，特别是正常时有火花产生的电气设备，很可能由过分脏污引起火灾。因此，从防火的角度，也要求定期或经常地清扫电气设备，以保持清洁。

（8）为防止静电放电火花引起的燃烧爆炸，可根据生产过程中的具体情况采取相应的防静电措施。如将容易积累静电的设备可靠性接地；使用抗静电剂等；采用静电消除器；合理选择材质搭配，消除静电的附加源；增湿、加快静电逸散等等。

以上只是关于防止电火花引发火灾和爆炸事故的大体措施，具体到生活和生产的各个方面，需要制定具体的防范措施。但只要掌握电火花形成的机理，做到有备无患，就完全有可能避免由于电火花给我们带来的灾难。