节电气防火、防爆及防静电
一、电气装置防火
(一）电气火灾
电源通过电气设备及线路转化为热能，并成为着火源所引发的火灾，称之为电气火灾。随着社会用电量的不断增加，电气火灾在整个火灾中所占的比例,已从20世纪80年代初的百分之十几上升到近十多年来的约百分之三十左右，在人口密集的大、中城市中尤为严重。因此,正确分析电气火灾的原因，采取有针对性的预防措施减少电气火灾的发生，对保障人们生命和财产安全，维护社会稳定、促进经济发展和平稳进步等有着重要的意义。
(二）电气火灾常识
与一般火灾相比，电气火灾有两个显著特点:其一是着火的电气设备可能带电，扑灭时若不注意就会发生触电事故；其二是有些电气设备充有大量的油(如电力变压器、多油断路器等),一旦着火，可能发生喷油甚至爆炸事故，造成火焰蔓延，扩大火灾范围。因此根据现场情况，可以断电的应断电灭火，无法断电的则带电灭火。
1.断电安全要求
发现起火后，首先要设法切断电源。切断电源要注意以下几点:
①火灾发生后，由于受潮或烟熏，开关设备绝缘能力降低，因此,拉闸时 用绝缘工具操作。
②高压应先操作断路器而不应该先操作隔离开关切断电源，低压应先操作磁力启动器而不应先操作闸刀开关切断电源，以免引起电弧。
③切断电源的地点要选择适当，防止切断电源后影响灭火工作。
④剪断电线时，不同相电线应在不同部位剪断，以免造成短路;剪断空中电线时，剪断位置应选择在电源方向的支持物附近，以防止电线切断后断落下来造成接地短路和触电事故。
2.带电灭火安全要求
有时为了争取灭火时间，防止火灾扩大，来不及断电，或因生产需要或其他原因不能断电，则需要带电灭火。带电灭火须注意以下几点:
①应按灭火剂的种类选择适当的灭火器。 化碳灭火器在V以下、干粉灭火器在50kV以下，可用于带电灭火。泡沫灭火器的灭火剂(水溶液)有一定的导电性，而且对电气设备的绝缘有影响，不宜用于带电灭火。
②用水枪灭火时宜采用喷雾水枪，带电灭火为防止通过水柱的泄漏电流通过人体，可以将水枪喷嘴接地，让灭火人员穿戴绝缘手套和绝缘靴或穿戴均压服操作。
③人体与带电体之间保持必要的安全距离。用水灭火时，水枪喷嘴至带电体的距离：电压kV及以下者不应小手3m，KV及以上者不应小于5m。用工氧化碳等有不导电的灭火剂的灭火器灭火时，机体、喷嘴至带电的最小距离:10kV者不应小于0.4m，35kV者不应小于0.6m等。
④对架空线路等空中设备进行灭火时，人休位詈与带电体之间的仰角不应超过45°，以防导线断落危及灭火人员的安全。
⑤如遇带电导线断落地面，要划出一定的警戒区，防止跨步电压伤人。
3.充油设备灭火要求
充油设备的油，闪点多在~℃之间，有较大的危险性。如果只在设备外部起火，可用 化碳(V以下)、干粉灭火器带电灭火。灭火时，灭火人员应站在上风侧。如火势较大，应切断电源，方可用水灭火。如油箱破坏、喷油燃烧，火势很大时，除切除电源外，有事故贮油坑的应设法将油放进贮油坑，坑内和地上的油火可用泡沫灭火器扑灭；要防止燃烧着的油流入电缆沟而顺沟蔓延，电缆沟内的油火只能用泡沫覆盖扑灭。
发电机和电动机等旋转电机起火时，为防止轴和轴承变形，可令其慢慢转动，用喷雾水灭火，并使其均匀冷却；也可用 化碳进行灭火，如使用于粉灭火会有残留物，灭火后难以清理，故一般不宜使用。
(三)防爆电气设备的选型及线路敷设
1.防爆电气设备的选型
考虑防爆电气设备的选型时，应根据电气设备使用环境的等级、电气设备的种类和使用条件选择电气设备。所选用的防爆电气设备的级别和组别不应低于该环境内爆炸性混合物的级别和组别。
在爆炸危险环境应尽量少用携带式设备和移动式设备，应尽量少安装插销座。
为了减小防爆电气设备的使用量，应当考虑把电气设备安装在危险环境之外；如果不得不安装在危险环境内，也应当安装在危险较小的位置。
2.防爆电气线路的敷设
应当考虑在爆炸危险性较小或距离释放源较远的位置敷设电气线路。电气线路宜沿有爆炸危险的建筑物的外墙敷设；当爆炸危险气体或蒸气比空气重时，电气线路应在高处敷设，电缆则直接埋地敷设或电缆沟充沙敷设；当爆炸危险气体或蒸气比空气轻时，,电气线路宜敷设在低处，电缆则采取电缆沟敷设。
(四）防火防爆措施
电气防火、防爆措施是综合性的措施。在具体的实施过程中，可采取以下四个方面的措施:
1.消除或减少爆炸性混合物
这项措施包括采取封闭式作业，防止爆炸性混合物泄漏；清理现场积尘，防止爆炸性混合物积累；设计正压室,防止爆炸性混合物侵入；采取开式作业或通风措施，稀释爆炸性混合物；在危险空间充填惰性气体或不活泼气体，防止形成爆炸性混合物；安装报警装置，当混合物中危险物品的浓度达到其爆炸下限的10%时报警等。
2.消除引燃源
为了防止出现电气引燃源，应根据爆炸危险环境的特征和危险物的级别、组别选用电气设备和电气线路，并保持电气设备和电气线路安全运行。安全运行包括电流、电压、温升和温度等参数不超过允许范围，包括绝缘良好、连接和接触良好、整体完好无损、清洁、标志清晰等。
爆炸危险环境电气设备的 表面温度，不得超过表10-1和表10-2的规定。
表10-—1气体、蒸气危险环境电气设备 表面温度
表10-—2粉尘、纤维危险环境电气设备 表面温度单位:℃
保持设备清洁有利于防火。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，很可能由于过分脏污引起火灾。因此，从防火角度考虑，也要求定期或经常地清扫电气设备，以保持清洁。
3.隔离和间距
室外变、配电站与建筑物的防火间距见表10-3。室外变、配电装置不应设置在易于沉积可燃粉尘或可燃纤维的地方。
开关、插销、熔断器、电热器具、照明器具、电焊设备、电动机等均应避开易燃物或易燃建筑构件。起重机滑触线的下方，不应堆放易燃物品。
10kV及以下架空线路，严禁跨越火灾和爆炸危险环境；当线路与火灾和爆炸危险环境接近时，其间水平距离一般不应小于杆柱高度的1.5倍。
表10—3室外变、配电站与建筑物的防火间距单位:m
4.爆炸危险环境接地和接零
爆炸危险环境的接地、接零应注意以下几点:
①从防止触电的角度考虑不要求接地(或接零)的部位，如交流V及以下、直流V及以下的电气设备也应接地（或接零)，并实施等电位连接。
②将所有设备的金属部分、金属管道以及建筑物的金属结构全部接地(或接零)，并连接成连续整体。
③采用TN-S系统，即将工作零线与保护零线分开。其相线和工作零线均应装有短路保护元件，并装设双极开关同时操作相线和工作零线。保护导体的最小截面，铜导体不得小于4mm2、钢导体不得小于6mm2。
④在不接地配电网中，必须装设一相接地时或严重漏电时能自动切断电源的保护装置或能发出声、光双重信号的报警装置。短路保护应有较高的灵敏度。
二、雷电的危害及防护
1.雷电的危害
雷电有电性质、热性质、机械性质等多方面的破坏作用，直击雷放电的高温电弧能直接引燃邻近的可燃物造成火灾；雷击还可能击穿电气设备绝缘，破坏电气设备，造成大面积停电。当带电体直接对人放电会使人遭到致命电击发生触电事故，可能带来极为严重的后果。
2.防雷保护
(1）直击雷防护
装设避雷针、避雷线、避雷网、避雷带是直击雷防护的主要措施。
避雷针分独立避雷针和附设避雷针。独立避雷针是离开建筑物单独装设的。一般情况下，其接地装置应当单设。严禁在装有避雷针的构筑物上架设通信线、广播线或低压线。利用照明灯塔作独立避雷针支柱时，为了防止将雷电冲击电压引进室内，照明电源线必须采用铅皮电缆或穿入铁管，并将铅皮电缆或铁管埋入地下经10m以上(水平距离，埋深0.5~0.8m)才能引进室内。独立避雷针不应设在人经常通行的地方。
附设避雷针是装设在建筑物或构筑物屋面上的避雷针。如系多支附设避雷针或其他接闪器，应相互间连接，并与建筑物或构筑物的金属结构连接起来；其接地装置可以与其他接地装置共用，宜沿建筑物或构筑物四周敷设；其接地装置的接地电阻不宜超过1~2Ω，如利用自然接地体，为了可靠起见，还应装设人工接地体，人工接地体的接地电阻不宜超过5Ω。
露天装设的有爆炸危险的金属贮罐和工艺装置，当其壁厚不小于4mm时，一般不再装设接闪器，但必须接地;接地点不应少于两处，其间距离不应大于30m，冲击接地电阻不应大于30Ω。如金属贮罐和工艺装置击穿后不对周围环境构成危险，则允许其壁厚可降低为2.5mm。
35kV以下的线路，一般不沿全线架设避雷线；35kV以上的线路，一般沿全线架设避雷线；在多雷地区，kV以上者，宜架设双避雷线；kV以上者，应架设双避雷线。
35kV及以下的高压变配电装置宜采用独立避雷针或避雷线。变压器的门型构架上不得装设避雷针或避雷线。如变配电装置设在钢结构或钢筋混凝土结构的建筑物内，要在屋顶上装设附设避雷针。
(2)二次放电防护
防雷装置承受雷击时，其接闪器、引下线和接地装置呈现很高的冲击电压，可能击穿与邻近的导体之间的绝缘，造成二次放电。为了防止二次放电，不论是空气中或地下，都必须保证接闪器、引下线、接地装置与邻近导体之间有足够的安全距离。在任何情况下， 类防雷建筑物防止二次放电的最小距离不得小于3m，第二类防雷建筑物防止二次放电的最小距离不得小于2m。不能满足间距要求时应予跨接。
(3）感应雷防护
雷电感应也能产生很高的冲击电压，在电力系统中应与其他过电压同样考虑；在建筑物和构筑物中，主要应考虑由二次放电引起爆炸和火灾的危险。无火灾和爆炸危险的建筑物和构筑物一般不考虑雷电感应的防护。
为了防止静电感应产生的高电压，应将建筑物内的金属设备、金属管道、金属构架、钢屋架、钢窗、电缆金属外皮，以及突出屋面的放散管、风管等金属物件与防雷电感应的接地装置相连。屋面结构钢筋宜绑扎或焊接成闭合回路。对于金属屋顶，应将屋顶妥善接地；对于钢筋混凝土屋顶，应将屋面钢筋焊成5~12m的网格，连成通路并予以接地；对于非金属屋顶，宜在屋顶上加装边长5~12m的金属网格；并予以接地。
为了防止电磁感应，平行敷设的管道、构架、电缆相距不到mm时，须用金属线跨接；跨接点之间的距离不应超过30m；交叉相距不到mm时，交叉处也应用金属线跨接。
管道接头、弯头、阀门等连接处的过渡电阻大于0.03Ω时，连接处也应用金属线跨接。
(4)雷电冲击波防护
10kV变配电站防雷保护接线如图10-1所示。图中，FS、FZ为阀型避雷器，L为电抗器。
如无电缆进线段，10kV变电站高压母线上阀型避雷器与变压器之间的电气距离不得大于表10-4所列数值。
图10—kV变配电站防雷保护接线
表10—4避雷器与变压器之间的 电气距离
对于3~10kV配电所(无变压器)，可仅在进线上装设阀型避雷器或管型避雷器。
对于建筑物，雷电冲击波可能引起火灾或爆炸，也可能伤及人身，为防止雷电冲击波沿低压线进人室内，可采用以下措施:
①全长直接埋地电缆供电，入户处电缆金属外皮接地。
②架空线转电缆供电，架空线与电缆连接处装设阀型避雷器，避雷器、电缆金属外皮、绝缘子铁脚、金具等一起接地。
③架空线供电，人户处装设避雷器或保护间隙，并与绝缘子铁脚、金具一起接地。
室外天线的馈线邻近避雷针或避雷针引下线时，馈线应穿金属管或采用屏蔽线，并将金属管或屏蔽接地。如馈线未穿金属管，又不是屏蔽线，则应在馈线上装设避雷器或放电间隙。
(5)人身防雷
雷暴时，由于带电积云直接对人体放电，由于雷电流入地产生对地电压，以及由于二次放电等都可能对人造成致命的电击。因此,应注意必要的人身防雷安全要求。
雷暴时，非工作必须，应尽量减少在户外或野外逗留；在户外或野外 穿塑料等不浸水的雨衣；如有条件，可进入有宽大金属构架或有防雷设施的建筑物、汽车或船只；如依靠建筑屏蔽的街道或高大树木屏蔽的街道躲避，要注意离开墙壁或树干8m以外。
雷暴时，应尽量离开小山、小丘、隆起的小道，应尽量远离海滨、湖滨、河边、池塘旁，应尽量避开铁丝网、金属晒衣绳以及旗杆、烟囱、宝塔、孤独的树木，还应尽量远离没有防雷保护的小建筑物或其他设施。
雷暴时，在户内应注意防止雷电侵入波的危害，应离开照明线、动力线、电话线、广播线、收音机和电视机电源线、收音机和电视机天线，以及与其相连的各种金属设备，以防止这些线路或设备对人体二次放电。调查资料表明,户内70%以上对人体的二次放电事故发生在相距1m以内的场合，相距1.5m以上者尚未发现死亡事故。由此可见，雷暴时人体 离开可能传来雷电侵入波的线路和设备1.5m以上。应当注意，仅仅拉开开关对于防止雷击是起不了多大作用的。
雷雨天气，还应注意关闭门窗，以防止球雷进人室内造成危害。
三、静电的危害及防护
静电是在宏观范围内暂时失去平衡的相对静止的正电荷和负电荷。静电现象是十分普遍的电现象。
1.静电产生的因素
(1)固体物质大面积的摩擦。
(2)固体物质的粉碎、研磨过程。
(3)在混合器中搅拌各种高电阻率物质，如纺织品的涂胶过程等。
(4)穿化纤布料衣服、穿高绝缘(底)鞋的人员在操作、行走、起立时等。
2.静电特点
(1)静电电压高。固体静电可达kV以上，液体静电和粉体静电可达数万伏，气体和蒸气静电可达10kV以上，人体静电也可达10kV以上。
(2)静电泄漏慢。静电泄漏有两条途径:一条是绝缘体表面，一条是绝缘体内部。前者遇到的是表面电阻，后者遇到的是体积电阻。
(3)多种放电形式。
3.静电的危害
工艺过程中产生的静电可能引起爆炸和火灾，也可能给人以电击，还可能妨碍生产。其中，爆炸或火灾是 的危害和危险。
4.静电防护措施
静电最为严重的危险是引起爆炸和火灾。因此,静电安全防护主要是对爆炸和火灾的防护。这些措施对于防止静电电击和防止静电影响生产也是有效的。
(1)环境危险程度控制
静电引起爆炸和火灾的条件之一是有爆炸性混合物存在。为了防止静电引燃成灾，可采取取代易燃介质、降低爆炸性混合物的浓度、减少氧化剂含量等控制所在环境爆炸和火灾危险程度的措施。
(2)工艺控制
工艺控制是从材料的选用、摩擦速度或流速的限制、静电松弛过程的增强、附加静电的消除等方面采取措施，限制和避免静电的产生和积累。
(3)接地
接地的作用主要是消除导体上的静电。金属导体应直接接地。
为了防止火花放电，应将可能发生火花放电的间隙跨接连通起来，并予以接地，使其各部位与大地等电位。为了防止感应静电的危险，不仅产生静电的金属部分应当接地，而且其他不相连接但邻近的金属部分也应接地。
(4)增湿
为防止大量带电，相对湿度应在50%以上；为了提高降低静电的效果，相对湿度应提高到65%~70%；对于吸湿性很强的聚合材料，为了保证降低静电的效果，相对湿度应提高到80%~90%。应当注意，增湿的方法不宜用于消除高温环境里的绝缘体上的静电。
(5)抗静电添加剂
抗静电添加剂是化学药剂，具有良好的导电性或较强的吸湿性。因此，在容易产生静电的高绝缘材料中加入抗静电添加剂之后，能降低材料的体积电阻率或表面电阻率，以加速静电的泄漏，消除静电的危险。
(6)静电中和器
静电中和器又叫静电消除器。静电中和器是能产生电子和离子的装置。由于产生了电子和离子，物料上的静电电荷得到异性电荷的中和，从而消除静电的危险。
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