电气火灾的原因
如线路、电动机、开关等电气设备都可能引起火灾。变压器等带油电气设备除了可能发生火灾，还有爆炸的危险。造成电气火灾与爆炸的原因很多。除设备缺陷、安装不当等设计和施工方面的原因外，电流产生的热量和火花或电弧是引发火灾和爆炸事故的直
接原因。
1．过热：电气设备过热主要是由电流产生的热量造成的。导体的电阻虽然很小，但其电阻总是客观存在的。因此，电流通过导体时要消耗一定的电能，这部分电能转化为热能，使导体温度升高，并使其周围的其他材料受热。对于电动机和变压器等带有铁磁材料的电气设备，除电流通过导体产生的热量外，还有在铁磁材料中产生的热量。因此，这类电气设备的铁
芯也是一个热源。
当电气设备的绝缘性能降低时，通过绝缘材料的泄漏电流增加，可能导致绝缘材料温度升高。由上面的分析可知，电气设备运行时总是要发热的，但是，设计、施工正确及运行正常的电气设备，其最高温度和其与周围环境温差(即最高温升) 都不会超过某一允许
范围。例如：裸导线和塑料绝缘线的最高温度一般不超过70℃。也就是说，电气设备正常的发热是允许的。但当电气设备的正常运行遭到破坏时，发热量要增加，温度升高，达到一定条件，可能引起火灾。 引起电气设备过热的不正常运行大体包括以下几
种情况：
(1)短路。发生短路时，线路中的电流增加为正常时的几倍甚至几十倍，使设备温度急剧上升，大大超过允许范围。如果温度达到可燃物的自燃点，即引起燃烧，从而导致火灾。下面是引起短路的几种常见情况：电气设备的绝缘老化变质，或受到高温、潮湿或腐蚀的作用失去绝缘能力；绝缘导线直接缠绕、勾挂在铁钉或铁丝上时，由于磨损和铁锈蚀，使绝缘破坏；设备安装不当或工作疏忽，使电气设备的绝缘受到机械损伤；雷击等过电压的作用，电气设备的绝缘可能遭到击穿；在安装和检修工作中，由于接线和操作的
错误等。
(2)过载。过载会引起电气设备发热，造成过载的原因大体上有以下两种情况：一是设计时选用线路或设备不合理，以至在额定负载下产生过热；二是使用不合理，即线路或设备的负载超过额定值，或连续使
用时间过长，超过线路或设备的设计能力，由此造成
过热。
(3)接触不良。接触部分是发生过热的一个重点部位，易造成局部发热、烧毁。有下列几种情况易引起接触不良：不可拆卸的接头连接不牢、焊接不良或接头处混有杂质，都会增加接触电阻而导致接头过热；可拆卸的接头连接不紧密或由于震动变松，也会导致接头发热；活动触头，如闸刀开关的触头、插头的触头、灯泡与灯座的接触处等活动触头，如果没有足够的接触压力或接触表面粗糙不平，会导致触头过热；对于铜铝接头，由于铜和铝电性不同，接头处易因电
解作用而腐蚀，从而导致接头过热。
(4)铁芯发热。变压器、电动机等设备的铁芯，如果铁芯绝缘损坏或承受长时间过电压，涡流损耗和磁
滞损耗将增加，使设备过热。
(5)散热不良。各种电气设备在设计和安装时都要考虑有一定的散热或通风措施，如果这些部分受到破
坏，就会造成设备过热。
此外，电炉等直接利用电流的热量进行工作的电气设备，工作温度都比较高，如安臵或使用不当，均可
能引起火灾。
2．电火花和电弧：一般电火花的温度都很高，特别是电弧，温度可高达3000℃一6000℃，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，电火花和电弧更是引起火灾和爆炸的一个十分危险的因
素。
电火花大体包括工作火花和事故火花两类。 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。如开关或接触器开合时产生的火花、插
销拔出或插入时的火花等。
事故火花是线路或设备发生故障时出现的。如发生短路或接地时出现的火花、绝缘损坏时出现的闪光、导线连接松脱时的火花、保险丝熔断时的火花、过电压放电火花、静电火花以及修理工作中错误操作引起
的火花等。
此外，还有因碰撞引起的机械性质的火花；灯泡破碎时，炽热的灯丝有类似火花的危险作用。
照明电气火灾防护
技术交流 2007-10-17 15:22:07 阅读40 评论2 字
号：大中小
我国近年来电气火灾频繁发生，已占各类火灾中的首位，其中百分之九十以上为千家万户、各行各业的低压电气系统火灾。在数量上城市多于农村，城市中又以商场、餐厅、游戏厅等公共场所为多。这类场所由于电气设计不完善、施工不完善，特别是表面装修工程的电气隐患很多，使用者又缺乏管理经验，以致电气火灾屡起不止，成为社会关注的焦点。本文就照明的电气短路，接地故障和电气连接不良等常见电气
火灾起因和其防护措施作一简叙。
一、电气短路
电气短路有金属性短路和电弧性短路两种。金属性短路的短路点阻抗可忽略不计，因短路电流大，回路首端的过流保护器（短路器、熔断器）能有效切断短路，防止了火灾发生。但如保护设计不当、安装不当、用电管理不当，使保护失效，则回路导体被大电流烧成炽红，其高温可烤燃近旁可燃物质起火，线路的聚氯乙烯绝缘也可自燃，使线路全长成为起火源，这将
是十分危险的。
短路点如建立电弧或迸发出电火花称为电弧性短路，其短路点阻抗甚大，限制了短路电流，使过流保护不能动作或不能及时动作，而电弧、电火花的局部温度则高达上千摄氏度，容易引燃起火，短路起火以这类形式居多。电弧性短路的短路电流小，过流保护器往往不能防止火灾的发生，这是迄今尚未解决的防
电气火灾难题。
为防短路起火，除妥善设臵和维护回路保护电器外，应特别注意消除导致短路发生的隐患，即防止电气绝缘受机械损伤和避免一些使绝缘水平下降的不利影响。为加强线路的机械强度，线路导体应具有足够的截面，在易受碰压处线路应以套管或线槽作为机械保护，也可采用有护套、凯装的电缆，这些要求在有
关电气规范中都有具体规定，不赘述。
使电气绝缘水平下降的不利影响有高温、日照、泡水、腐蚀等。大家知道电线电缆在其允许的工作温度下运行具有一定的寿命，例如聚氯乙烯绝缘电线电缆在工作温度不大于70℃时使用寿命约为30年，随着工作温度的上升，其使用寿命将退减。所以照明线路应尽量避开炉子、暖气管道、空调设备等热源，以避
免其绝缘水平下降而导致短路火灾。
线路电流过大，使绝缘工作温度超过允许值被称作过载，它同样也能使绝缘下降至击穿而引起火灾，不同的只是热源来自线路内部而已。故线路过载不是起火的直接原因，起火直接原因仍是短路。现时常用的“线路过载起火”的提法是值得商榷的。照明中常用气体放电灯作光源。此种光源是奇次谐波的发生源，奇次谐波电流不同于50周基波电流，在三相四线回路的中性线上各相谐波电流不是相互抵消而是叠加，因此即使三相负载均衡，中性线上的电流几乎与相线电流相等。在电气设计中往往将中性线截面取为截面的一半或三分之一，而回路的过流保护则是按相线的截面设计的，这就给公共场所的照明线路电气火灾留下隐患，这点在公共场所照明设计采用气体放电灯作光
源时必须注意。
气体放电灯镇流器内部短路是常见的电气火灾起因，震动社会的北京隆福大厦火灾即是一例。火灾是由安装在木板制成的商品柜内的荧光灯镇流器短路引起。镇流器本身质量不佳（铁损大），它又接于商场通宵点燃的值班照明线路上，后半夜电网电压偏高，镇流器激磁电流增大，铁芯发热加剧，使绕组绝缘老化加速。如此日复一日，终导致绕组绝缘击穿造成匝间
短路，镇流器严重发热，烤燃商品柜木板起火。对于这种容易产生异常高温的照明附件或灯具；必须安装在不燃烧材料上，且离可燃物质应有适当距离。商场陈列窗和商品柜中往往装有一些聚光灯具，应注意这类灯具也必须距可燃物品或布景要有适当距离，以防
长时间的烘烤引燃起火。
二、接地故障
接地故障是指回路中的相线和电气设备金属外壳，与地有良好连接的非电气的金属管道、结构以及大地间的短路。它是一种单相短路，但它的事故后果、防范措施等方面与一般的单相短路有很大不同，情况十分复杂，因此在我国新修订的国家标准《低压配电设计规范》中将它单列一节，按国际电工标准规定了
许多防范要求。
与一般短路相比，接地故障发生的几率要高得多，引起的危险也大得多。一般短路只引起电气火灾，不导致人身电击；接地故障则既能引起电气火灾，也能导致人身电击，而其火灾危险较一般短路有过之无不
及，所以国外特别重视对接地故障的防护。 就电气火灾而言，接地故障起火危险首先在于它比一般短路更易出现危险的电弧、电火花。这是因为接
地故障回路阻抗较大，故障电流较小的原故。其次，发生接地故障时，接地故障回路中PE 线和PEN 线的连接端子比一般短路回路中的相线、中性线的连接端子更容易打火引燃。这是因为相线、中性线的接线端子如果连接不良，灯具立即发光不正常或熄灭，容易及时发现和修理，所以这类接线端子通常是处于良好的导电状态的。而接地故障回路中的PE 线、PEN 线端子如果连接不良并不影响灯具的发光，它常不被察觉而成为潜在的隐患。如一旦发生接地故障，接地故障电流通过时，它却成为限制故障电流通过的阻抗；使保护电器不能有效动作，而端子处迸发的电火花则极易引燃起火。北京曾发生一集装箱汽车晚上撞断一跨过胡同口低压架空线引起一排临街商场电气火灾的事故，堕落在路面上的架空线打出电火花引来许多行人围观，但路面不能起火，而商场墙上的PEN 线接头却迸发出电火花引燃木板和木构架导致一场损失近二百万元的大火，接地故障通过其连接不良的线路接头招致火灾，这是接地故障起火的常见形式。过去常误以为连接不良起火，其实祸根是接地故障。商场照明线路即多又乱，很易发生接地故障，而线路接头的连接质量又往往不合规定，应特别注意这类电气火灾的防
止。
伴随接地故障而来的设备外壳、穿线钢管上所带的危险对地故障电压，如果碰触带地电位的金属构件、管道很易打出火花。如果PE 线、PEN 线的截面为相线的一半，此对地故障电压约为相电压的三分之二，即约147V 。在有大量可燃物质的场所中这又成为另一危险起火原因，例如广州第一座高层建筑内的商场起火即是因带故障电压的电线钢管与带地电位的水管磕磕
碰碰，打出火花而引起的。
综上所述，可知接地故障是危险的起火原因，而公共场所由于线路条件差是接地故障的多发场所，这正是现时公共场所（如商场、大型娱乐场所）电气火灾不断发生的一个重要原因。凭借现时的防电气火灾技术，对于接地故障火灾，即使是电弧性的接地故障，只要措施得当不难加以防范。这是因为接地故障回路里总要出现剩余电流，而能引起火灾的剩余电流，例如500mA 以上的接地电弧电流，都不难用漏电保护器检测出来，然后将电源切断或发出报警信号以避免火灾的发生。这就为容易发生接地故障的照明系统提供了有效防护手段。各发达国家都具体规定在建筑物电源进线处必须安装防火漏电保护器以检测建筑物内的接地故障，否则供电公司不予供电。我国新修订的《低压配电设计规范》规定：“配电线路应装设短路保护、
过负载保护和接地故障保护，作用于切断供电电源或发出报警信号。”也是这个意思。这级漏电保护的动作电流以不大于500mA 为好，但不宜大于1A 。它应带有少量延时，以与下级漏电保护有选择性配合。接地故障火灾是我国最常发生的电气火灾，过去的所谓短路起火其实大多数是接地故障起火，采取这个措施后
我国电气火灾将得到一定程度的减少。
防接地故障火灾还需辅以其他措施。等电位联结是防人身电击的基本措施，但也为防接地故障火灾所必须，这是因为等电位联结减少或消除了建筑物内的电位差，从而避免了故障电压打火引燃的危险。如前所叙，接地故障火灾常以接地回路不良的连接端子打火为起火源，所以保证接地故障回路连接端子的连接质
量也是防范措施中重要的一环。
三、线路连接不良
线路连接不良的原因是连接面的接触电阻过大，接触压力和接触面积不足。最易发生接头起火的铝线接头。由于铝线表面氧化快速，氧化层电阻率很高，与铜线连接时又易形成腐蚀层等原因很易因连接处高温或打火而引燃起火。在线路施工安装中必须严格按规范要求操作，保证连接质量，避免留下日后的火灾隐
患。
如商场照明的特点是商品柜位臵和商品的摆设经常变动，照明灯具也随之移动，这要求照明电源的接用具有很高的灵活性，为此，商场内需配臵足够的墙上和地面的插座位臵和插座数量，以适应灵活性的要求。插座、插头等插接件是活动的连接器件，其产品质量直接影响接触压力和接触面积。如果其质量低劣，负荷电流稍大，接触处的温度即异常升高，使线路端子处的线路绝缘熔化而导致短路引起火灾。 应该指出目前普遍使用的不固定安装的插座板和其接线，如果装用不当，常成为危险的起火点，现在市场销售插座板是没有产品标准的电气连接件，其质量因无标准可遵循无法检验而得不到保证。插座板的接线又往往采用没有护套的单层绝缘导线，很易受机械损伤而导致短路。从消防安全着眼应尽量减少这类
接线方式。
插头的不固定线过长，随意拖臵在地面上，容易因不经心的脚绊而使插头与插座连接松动，对此也应加以限制。国际电工标准规定插头连接线不应超过2m ，
国外有些插头还带锁扣，以策安全。
照明电气火灾多，其原因是很复杂的，防范措施也
非寥寥几条所能概括，本文所叙仅为其几个主要方面，挂一漏万在所难免。限于笔者水平，所论定有不
少谬误，希同行专家批评指正。