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電氣線路接觸不良引發(fā)火災(zāi)原因剖析

作者：網(wǎng)絡(luò) 日期：2012-12-04 11:40:37 瀏覽：23317

　　電氣火災(zāi)中接點(diǎn)接觸不良是引起火災(zāi)的重要原因。電氣線路中,導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與電氣設(shè)備、導(dǎo)線與開關(guān)接線端子、插頭與插座的接插部位等接點(diǎn)處相接不實(shí)、發(fā)生銹蝕或存在氧化層會(huì)造成接觸電阻過大。
近年來(lái),我國(guó)由于電氣原因引起的火災(zāi)頻繁發(fā)生,而在一些特大、重大火災(zāi)中,有相當(dāng)多的部分是電氣設(shè)備所引起的,電氣火災(zāi)中由于接觸電阻存在的隱蔽性多為人們所忽視,給消防工作帶來(lái)嚴(yán)重的危害。例如發(fā)生在2001年山西大同市云中商城服裝大世界的火災(zāi),致使經(jīng)濟(jì)損失1964.2萬(wàn)元?；馂?zāi)是服裝大世界東廳三層邊棚個(gè)體經(jīng)營(yíng)戶17號(hào)擅自移動(dòng)電表線路,增設(shè)電路用電負(fù)荷,造成電表連接處接觸不良,產(chǎn)生電弧引燃可燃物。嚴(yán)重的火災(zāi)事實(shí)表明,接觸電阻過大是十分險(xiǎn)惡的潛在火災(zāi)隱患,一旦條件具備,必將引發(fā)火災(zāi)。因此,通過加強(qiáng)接觸不良火災(zāi)的研究探討,明確接觸電阻過大的形成機(jī)理和發(fā)熱原因,從而為接觸不良火災(zāi)的調(diào)查提供科學(xué)的理論基礎(chǔ)是很有必要的。
1接觸不良的種類
　　接觸電阻過大絕大部分是產(chǎn)生在電源線相接的接點(diǎn)部位,如電源線與電源線的接點(diǎn)處,電源線與線路中的開關(guān)、電氣安全保護(hù)裝置的接點(diǎn)處,電源線與較大的電氣設(shè)備相接處,或電源線、母線的連接部位等。所以,可將接觸不良的種類分為以下幾種:
1.1導(dǎo)線與導(dǎo)線連接處接觸不良
在所有接觸不良火災(zāi)原因中,線路接頭處接觸電阻過大引起的火災(zāi)居第一位。電氣線路的連接處,若存在接點(diǎn)接觸松弛,接點(diǎn)間的電壓足以擊穿空氣間隙形成電弧,迸出火花,點(diǎn)燃附近的可燃物形成火災(zāi)。如1995年湖北沙市市荊沙商場(chǎng)火災(zāi),就是由于商場(chǎng)化妝品部可燃天花板的電線連接不牢,產(chǎn)生電弧,引燃吊頂所致。這起火災(zāi),燒毀商場(chǎng)建筑1100㎡,直接經(jīng)濟(jì)損失184萬(wàn)余元。
1.2導(dǎo)線與電器設(shè)備的連接處接觸不良
電器設(shè)備違反接線方式、連接不牢,或維護(hù)保養(yǎng)不良,或長(zhǎng)期運(yùn)行過程中在接頭處產(chǎn)生導(dǎo)電不良的氧化膜,或接頭因振動(dòng)、熱的作用等,使連結(jié)處發(fā)生松動(dòng)、氧化造成接觸電阻過大。如遼寧鞍山商場(chǎng)火災(zāi),火災(zāi)原因是居住在商場(chǎng)賓館六樓東側(cè)的商場(chǎng)賓館經(jīng)理張某居室內(nèi)的電熱器接線端子與電源線接線端子接觸不良,打火引燃周圍可燃物成災(zāi)。
1.3插頭與插座的接插部位接觸不良
各種電源,用電設(shè)備、裝置,照明燈具,電熱器具,家用電器等插頭與插座的接插部位接觸松動(dòng)或接觸不良會(huì)產(chǎn)生電弧、火花而引起火災(zāi)。例如北京和平門烤鴨店火災(zāi),引起這起火災(zāi)的直接原因是插頭與插座銅片之間松動(dòng)或接觸不良,導(dǎo)致接觸電阻過大,過熱產(chǎn)生電火花及電弧后熔化,灼熱的熔珠引燃周圍可燃物。
1.4導(dǎo)線與開關(guān)接線端連接處接觸不良
導(dǎo)線與電源和電器設(shè)備的自動(dòng)空氣開關(guān)或手動(dòng)刀閘開關(guān)接觸不良、連接點(diǎn)松動(dòng),接觸電阻過大,局部過熱和產(chǎn)生擊穿電弧或電火花引燃可燃物起火。如2002年廣西三江縣福祿鄉(xiāng)高安村火災(zāi),這起火災(zāi)直接財(cái)產(chǎn)損失326.3萬(wàn)元。火災(zāi)是村民張某家電源開關(guān)接觸不良,接觸電阻過大產(chǎn)生高溫引燃可燃物所致。
　　2接觸電阻過大的原因
　　導(dǎo)線之間,導(dǎo)線與電氣設(shè)備之間或與附屬電氣部件之間接點(diǎn)的接觸不良主要來(lái)自于設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行和管理等環(huán)節(jié)。衡量電氣接頭好壞的標(biāo)準(zhǔn)是接觸電阻的大小。根據(jù)發(fā)電,供電及用電容量大小,對(duì)接頭接觸電阻的要求也不盡相同,一般容量較大的設(shè)備要小些,容量小的設(shè)備可大些。重要母線和干線的連接處,要求接觸電阻值不應(yīng)大于相同長(zhǎng)度母線的1.2倍。如果接頭接觸電阻超過了允許值,就容易過熱、打火,以致引起火災(zāi)。電氣接頭接觸電阻增大的原因有以下幾點(diǎn):
2.1違反接線規(guī)范和連接方式,安裝質(zhì)量差
違反接線規(guī)范和連接方式,造成導(dǎo)線與導(dǎo)線,導(dǎo)線與電氣設(shè)備銜接點(diǎn)連接不牢或連接處沾有雜質(zhì)如氧化層、泥土等,安裝質(zhì)量差引起接觸電阻過大。如2002年甘肅西峰百貨大樓火災(zāi)。百貨大樓三層配電箱處接線方式違反電氣線路安裝規(guī)定,將三相輸出電線多股纏繞連接,造成此處接觸不良產(chǎn)生高溫,將輸出端電線絕緣層損壞造成短路,將22根輸出線和部分零線熔斷,直接經(jīng)濟(jì)損失107.6萬(wàn)元。線路連接不規(guī)范,一是開關(guān)設(shè)備接在零線上,如果將開關(guān)裝設(shè)在零線上,即使開關(guān)斷開時(shí)沒有形成回路,相線對(duì)地電壓也仍是220V的工作電壓,在線路敷設(shè)較復(fù)雜的情況下,相線若遇到零線就會(huì)發(fā)生短路現(xiàn)象;二是線路接頭松動(dòng),線路在連接時(shí)沒有采取絞接,時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)在接頭處出現(xiàn)打火或接觸電阻過大的現(xiàn)象。
2.2銅、鋁混接時(shí),接頭處理不當(dāng)
銅、鋁混接時(shí),接頭處理不當(dāng),未用銅鋁過渡接頭或鋁導(dǎo)線未用超聲波搪錫處理后連接,發(fā)生電化學(xué)腐蝕導(dǎo)致接觸電阻過大。銅、鋁導(dǎo)線簡(jiǎn)單地連接在一起,長(zhǎng)期處于潮濕的環(huán)境中,就好似浸泡在電解液中的一對(duì)電極,構(gòu)成原電池,在原電池作用下,活潑金屬鋁會(huì)被電蝕而氧化生成一層致密的物質(zhì)嚴(yán)重影響導(dǎo)電性能,使接頭電阻增加。所以,銅芯線與鋁芯線相接,如果接頭處理不當(dāng),表面會(huì)出現(xiàn)一層氧化層,隨著時(shí)間的推移,氧化層會(huì)越積越厚,并產(chǎn)生較大的接觸電阻。如2001年內(nèi)蒙古通遼市科爾沁區(qū)供銷大廈火災(zāi)。起火部位接頭銅線和鋁線絞接在一起,接頭不規(guī)范,沒有足夠的絞接長(zhǎng)度,而且松晃不緊密,接觸電阻過大,通電時(shí)在接頭處產(chǎn)生熱量,接頭用膠布纏繞包裹,熱量不能及時(shí)散發(fā),熱量集聚達(dá)到膠布燃點(diǎn),引起膠布燃燒,進(jìn)而引燃導(dǎo)線絕緣層和附近可燃物,直接經(jīng)濟(jì)損失506.7萬(wàn)元。
2.3導(dǎo)線連接處長(zhǎng)時(shí)間氧化或在惡劣環(huán)境下腐蝕
接點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間氧化或在惡劣環(huán)境下腐蝕會(huì)受到污染,造成接觸不良引起接觸電阻過大。這種污染有多方面的原因。
2.3.1塵埃污染接觸面直接暴露在空氣中,由于靜電吸力使飄揚(yáng)于空氣中的灰粉、塵土、紡織纖維等固體顆粒覆蓋在接觸表面,造成接觸電阻增大。
2.3.2吸附膜的污染空氣中水分子和氣體分子的吸附作用,會(huì)在接觸表面形成一層吸附膜,這種吸附膜無(wú)論采用什么材料都難以消除,它的存在會(huì)造成接觸不良,接觸電阻增大。
3.3.3無(wú)機(jī)膜的污染電接觸材料暴露在空氣中會(huì)受到化學(xué)腐蝕作用。由此而在金屬表面形成各種導(dǎo)電性差的金屬薄膜,引起接觸電阻增大。另外在潮濕空氣中,在原電池作用下,金屬間發(fā)生電化學(xué)腐蝕,使表面積存銹蝕物,影響導(dǎo)電性能。例如,銅和鋁合金具有良好的導(dǎo)電性能,但銅表面易形成厚度較大、導(dǎo)電率很小的Cu2O無(wú)機(jī)膜,這種膜隨溫度升高,厚度迅速增加,接觸電阻成千倍增大。而鋁在空氣中幾秒內(nèi)即形成Al2O3膜,這種膜很堅(jiān)固,且具有絕緣性能。無(wú)機(jī)膜使觸頭間的導(dǎo)電性能幾乎完全被破壞。
2.4金屬的蠕變作用
金屬接觸面由于長(zhǎng)期受接觸壓力的作用,日久會(huì)產(chǎn)生蠕變,即產(chǎn)生永久的變形,使接觸壓力減小。由于金屬有效接觸面減小,電流在流經(jīng)電接觸區(qū)時(shí)從原截面較大的導(dǎo)體突然轉(zhuǎn)入截面較小的接觸點(diǎn),電流就會(huì)發(fā)生劇烈收縮現(xiàn)象,由此而產(chǎn)生收縮電阻,引起接觸電阻增加。
2.5受磁場(chǎng)和電動(dòng)力作用
電氣接頭在電氣設(shè)備運(yùn)行過程中有電流通過時(shí),工作在電磁場(chǎng)中,必定受到磁場(chǎng)及電動(dòng)力的作用,特別是在短路、過負(fù)荷等故障電流作用下的動(dòng)力效應(yīng)更大。這種電動(dòng)力往往會(huì)使線路中接頭發(fā)生振動(dòng),日久使堅(jiān)固的螺栓等發(fā)生松動(dòng),造成接觸不良,接觸電阻增大。
2.6其它情況
(1)設(shè)備振動(dòng)或開關(guān)等啟動(dòng)裝置頻繁操作。操作產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)引起接頭松動(dòng)或形成間隙,接觸壓力減小,使接觸電阻增大。
(2)采用螺釘接點(diǎn),壓力聯(lián)結(jié)器太緊,使金屬導(dǎo)線結(jié)構(gòu)破壞,在壓力接點(diǎn)處切斷導(dǎo)線而形成高電阻區(qū)。
(3)導(dǎo)線的熱脹冷縮造成永久變形,使接觸松動(dòng)造成接觸電阻過大。特別是鋁線受熱膨脹時(shí)可使導(dǎo)線從接點(diǎn)處擠出,當(dāng)接點(diǎn)冷卻時(shí)鋁線收縮使接點(diǎn)松動(dòng),造成接觸不良。
(4)空氣開關(guān)觸頭、刀閘開關(guān)、插銷觸頭等可分觸頭,如果沒有足夠的壓力或接觸面粗糙不平或受到污染都會(huì)造成接觸電阻增大。
總之,造成接頭接觸電阻增大的原因,主要是接觸面積和接觸壓力的減少所致。
3結(jié)語(yǔ)
接觸不良導(dǎo)致接觸電阻過大火災(zāi)具有隱蔽性,是易被人們所忽視的火災(zāi)隱患。導(dǎo)線、接線端、接插件以及可動(dòng)觸點(diǎn)等,在違反接線規(guī)范和連接方式,接點(diǎn)相接不實(shí),安裝質(zhì)量差情況下,或在銅、鋁混接時(shí),接頭處理不當(dāng)時(shí),或在金屬蠕變作用下,或在磁場(chǎng)和電動(dòng)力作用下,或開關(guān)頻繁操作,或在惡劣環(huán)境中使用時(shí),接點(diǎn)處連接松動(dòng)、發(fā)生銹蝕或存在氧化層直接造成接觸電阻過大。接觸電阻過大過熱,接觸松動(dòng)打火,接觸不良引發(fā)短路時(shí)就會(huì)造成火災(zāi)。了解接觸不良火災(zāi)原因和特點(diǎn),明確接觸電阻過大的形成機(jī)理及引起火災(zāi)的規(guī)律,為接觸不良火災(zāi)的調(diào)查及預(yù)防提供科學(xué)的理論基礎(chǔ)。