任务四 电气防火与防爆
一、电气爆炸和火灾危险场所的分类
1.危险物质
在大气条件下，气体、蒸气、薄雾、粉尘或纤维状的易燃物质与空气混合，点燃后燃烧能在整个范围内传播的混合物称为爆炸性混合物。
爆炸性物质分为三类。
Ⅰ类：矿井甲烷（CH4）
Ⅱ类：爆炸性气体、蒸气
Ⅲ类：爆炸性粉尘、纤维
2.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，对危险场所分区，分为0区、1区、2区。
0区——正常运行时连续或长时间出现或短时间频繁出现爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。例如：油罐内部液面上部空间。
1区——正常运行时可能出现（预计周期性出现或偶然出现）爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。例如：油罐顶上呼吸阀附近。
2区——正常运行时不出现，即使出现也只可能是短时间偶然出现爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。例如：油罐外3m内。
（2）粉尘、纤维爆炸危险环境 粉尘、纤维爆炸危险区域——指生产设备周围环境中，悬浮粉尘、纤维量足以引起爆炸；以及在电气设备表面会形成层积状粉尘、纤维而可能形成自燃或爆炸的环境。根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，将此类危险环境划为10区和11区。
10区——连续出现或长期出现爆炸性粉尘的环境。
11区——有时会将积留下的粉尘扬起而偶然出现爆炸性粉尘混合物的环境。
（3）火灾危险环境 按火灾事故发生的可能性和后果、危险程度及物质状态划分为21区、22区和23区。
21区——具有闪点高于环境温度的可燃液体，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。
22区——具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或纤维，虽不可能形成爆炸混合物，但在数量和配置上能引起火灾危险的环境。
23区——具有固体状可燃物质，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。
3.防爆电气设备类型
按照使用环境，防爆电气设备分成两类：
Ⅰ类——煤矿井下用电气设备；Ⅱ类——工厂用电气设备。
二、电气火灾和爆炸的原因
电气火灾发生的原因是多种多样的，我们主要围绕在爆炸性危险场所，由于电气设备或线路的危险温度、电火花和电弧等会构成引发火灾爆炸的引燃源，发生火灾爆炸事故，来讲述电气防火防爆知识。
1.电气火灾发生的主要原因
（1）电气设备或线路过热原因 主要有短路、过负荷、接触不良、铁心发热、散热不良、机械故障
（2）电火花和电弧 电火花是电极之间的击穿放电。大量电火花将汇集成电弧，电弧高温可达8000℃，能使金属熔化、飞溅，构成火源。电火花可分为：
工作火花——正常时应无引燃危险，但异常时（如：三相刀开关不同时闭合等）有引燃危险。
事故火花——短路、断线。
其他火花——雷电、静电、电磁感应。
2.引起空间爆炸的原因
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、铅酸蓄电池排除氢气等，都会形成爆炸性混合物，引起空间爆炸。
三、电气防火防爆技术
电气火灾和爆炸必须具备两个条件：一是环境中存在足够数量和含量的可燃性易爆物质，二是要有引燃或引爆的能源。前者又称危险源，如煤气、石油气、酒精蒸气、各种可燃粉尘与纤维等；后者又称火源，如明火、电火花、电弧和高温物体。因此电气防火防爆应着力于排除上述危险源和火源。
1.消除或减少爆炸性混合物
消除或减少爆炸性混合物属一般性防火防爆措施，通常采取下列几项措施：
①采取封闭式作业，防止爆炸性混合物泄漏；
②清理现场积尘，防止爆炸性混合物积累；
③设计正压室，防止爆炸性混合物侵入；
④采取开式作业或通风措施，稀释爆炸性混合物；
⑤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；
⑥安装报警装置，当混合物中危险物品的含量达到其爆炸下限的10%时报警等。
2.隔离和间距
隔离是将电气设备分室安装，并在隔墙上采取封堵措施，以防止爆炸性混合物进入。户内电压为10kV以上、总油量为60kg以下的充油设备，可安装在两侧有隔板的间隔内；总油量为60～600kg者，应安装在有防爆隔墙的间隔内；总油量为600kg以上者，应安装在单独的防爆间隔内。
10kV及其以下的变、配电室不得设在爆炸危险环境的正上方或正下方。配电室允许通过走廊或套间与火灾危险环境相通，但走廊或套间应由非燃性材料制成。
室外变、配电站与建筑物、堆场、储罐应保持规定的防火间距。
露天变、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。
3.消除引燃源
在危险场所，应根据危险场所的级别，合理选用电气设备的类型，并严格按规定安装和使用，危险场所的电气线路应符合防火防爆要求。
正常运行时能够产生电火花、电弧和危险高温的非防爆电气装置，应安装在危险场所之外。
危险场所应尽量不用或少用携带式电气设备。
为了避免产生火花，在爆炸危险环境中更换灯泡时应停电操作。在爆炸危险环境内一般不应进行测量操作。
4.保护接地
应将所有不带电的金属物件做等电位联结，一般环境不要求接地（或接零）的部分在爆炸危险环境仍应接地（或接零）。
如低压由接地系统配电，应采用TN-S系统，不得采用TN-C系统，即在爆炸危险环境中应将保护零线与工作零线分开。保护导线的最小截面积：铜导体不得小于4mm2、钢导体不得小于6mm2。
如低压由不接地系统配电，应采用IT系统，并装有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。
5.电气灭火
火灾发生后，电气设备和电气线路可能是带电的，如不注意，可能引起触电事故。根据现场条件，可以断电的应断电灭火；无法断电的则带电灭火。电力变压器、多油断路器等电气设备充有大量绝缘油，着火后可能发生喷油甚至爆炸事故，造成火焰蔓延，扩大火灾范围，这是必须加以注意的。
（1）先断电后灭火 发现起火后，首先要设法切断电源。切断电源时应注意以下几点：
1）火灾发生后，由于受潮和烟熏，开关设备绝缘能力降低，因此拉闸时最好用绝缘工具操作。
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，低压应先操作电磁起动器而不应该先操作刀开关切断电源，以免引起弧光短路。
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，不同相的电线应在不同的部位剪断，以免造成短路。剪断空中的电线时，剪断位置应选择在电源方向的支持物附近，以防止电线剪后断落下来，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；或因灭火、生产等需要，不能断电，则需要带电灭火。带电灭火时须注意以下几点：
1）应按现场特点选择适当的灭火器。二氧化碳灭火器、干粉灭火器的灭火剂都是不导电的，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，这种水枪流过水柱的泄漏电流小，带电灭火比较安全。用普通直流水枪灭火时，为防止通过水柱的泄漏电流流过人体，可以将水枪喷嘴接地（即将水枪接入埋入地中的接地体，或接向地面网络接地板，或接向粗铜线网络鞋套）；也可以让灭火人员穿戴绝缘手套、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：电压为10kV及其以下者不应小于3m，电压为220kV及其以上者不应小于5m。用二氧化碳等有不导电灭火剂的灭火器灭火时，机体、喷嘴至带电体的最小距离：电压为10kV者不应小于0.4m，电压为35kV者不应小于0.6m。
4）对架空线路等空中设备进行灭火时，人体位置与带电体之间的仰角不应超过45°。
5）高压电气设备或线路发生火灾时，在室内，扑救人员不得进入距故障点4m以内范围；在室外，扑救人员不得接近距故障点8m以内范围。如进入上述范围，必须穿绝缘靴，需接触设备外壳或构架时应戴绝缘手套。
（3）充油电气设备的灭火 充油电气设备外部起火，可用二氧化碳、干粉灭火器带电灭火。如火势较大，应切断电源，并可用水灭火。
如油箱破坏，喷油燃烧，火势很大时，除切断电源外，有事故储油坑的应设法将油放进储油坑，对坑内和地面上的油火，可用泡沫灭火器材进行扑灭。
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灭火器材覆盖泡沫进行扑灭。