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1、第五章 电气环境安全 第一节 电气火灾概述 第二节 电气火灾预防及电热效应防护 第三节 爆炸和火灾危险性场所电气安全简介 第四节 静电防护 第五节 电磁污染与电磁兼容电气火灾及预防公共安全问题。火灾和爆炸危险性场所电气安全特定危险性场所的防火防爆问题。静电防护兼具安全和保障正常作业等问题。电磁兼容涉及设备、系统的正常工作和动植物、人的正常活动与健康等问题。第一节 电气火灾概述 着火的必要条件：火源、可燃物、助燃剂。一、电气火灾的火源 1、电火花与电弧 0.5A的电弧就可能引发火灾。2、高温 1）电阻损耗。2）绝缘损耗。3）铁心损耗。二、电气火灾的起因、特点与危害 （一）引燃途径 1、电弧与电火
2、花 属于明火直接引燃。飞溅的高温熔融金属形成二次火源的问题。2、高温 1）软化绝缘，导致短路，引发火灾。2）分解物质产生可（易）燃气体。3）直接烤燃。一些物质燃点较低，如纸的燃点大约为130，在高温下会着火。因此，高温不仅是火源，还可能间接导致电弧产生，还是可燃物的制造者。（二）电气火灾的具体起因 1、接触不良。2、过电流。3、异常电压升高。4、不稳定短路或接地故障。5、绝缘缺陷。6、铁损过大。7、电动机机械运动受阻。8、误操作。9、设计选型或安装失误。10、雷击。（三）电气火灾的特点与危害 1、特点 分布性、持续性和隐蔽性。2、危害 多发于人员密集的建筑物内，烟、温等共同造成伤害。已有多起群
3、死群伤特大事故案例。第二节 电气火灾预防及电热效应防护 主要讨论设计阶段的措施。一、在设备与线缆形式选择上采取的措施 1、设备选择 优选无油或少油变压器、互感器，无可燃液体电力电容器等。2、线缆选择 区分阻燃、耐火与无卤低烟三种特性。二、在配电系统构造上采取的措施 1.电气线路规格的选择 （1）足够的耐压与绝缘电阻。低压系统线缆绝缘有三个等级：300/500V、450/750V、600/1000V。应根据使用环境与系统接地形式等合理选择。中压线缆耐压有两类，I类用于大接地系统，II类用于小接地系统。以10kV系统为例：I类：6/10kV；II类：8.7/10kV。（2）正确确定线缆相导体载流量
4、。充分考虑环境温度、敷设条件等对线缆表称载流量的影响。（3）中性线截面选择需考虑谐波和零序电流，并应考虑谐波发热对相导体载流量的影响。（4）线路的短路热稳定校验不可忽视。2、合理设置系统保护 （1）过负荷（过载）保护与线缆允许载流量的配合。保护应先于被保护元件热损坏而动作时间配合电流配合 （2）提高单相短路保护灵敏性。因线路零序阻抗大，小截面长线路的末端单相短路电流通常较小，加上短路点非完全金属性短路因短路电流小而不能熔焊，使得短路点本身阻抗不能降低，从而导致单相短路保护经常拒动，容易引发火灾。提高单相短路保护灵敏性的方法：加大导线截面、选择Dyn变压器等。注意剩余电流保护不能动作于相、中单相
5、短路。（3）充分合理使用剩余电流保护。绝缘泄漏电流增大与单相接地故障是很大一部分电气火灾的起因，对这类故障，剩余电流保护有很好的效果。TN、TT系统中单相接地故障都会有大于剩余电流保护动作值的剩余电流产生。因为0.5A以上的电流才可能引发火灾，因此防火剩余电流保护的漏电动作电流一般可以整定为300mA或500mA。工程应用：住宅电源进线处须设置切断全建筑电弧性接地故障的RCD。三、电热效应及其防护简介 电气设备产生的热和热辐射，可能造成以下危害：1）降低设备功能，损坏或烧毁设备；2）灼伤人员；3）引发火灾。防护措施：间距、隔离、限制表面温度等。第三节 火灾和爆炸危险性场所电气安全问题简介 一、
6、危险性物质 1.关于危险性物质的一些术语和参量 （1）燃点。燃点指物质在空气中点燃并移去火源后，燃烧仍能持续下去所需的最低温度。（2）闪燃与闪点。易燃液体在其表面上方产生有蒸气时，如果在蒸气处点火，蒸气可能会发生一闪而灭的燃烧，称为闪燃现象。闪燃不是一定会发生的，这主要取决于蒸气的浓度，而蒸气的浓度又与温度密切相关，温度越高，液体蒸发量越大，浓度越高。闪点指能使易燃液体蒸气被引燃所需的最低温度值，是按规定的标准化试验测定的。（3）引燃温度。又称自燃温度，指在规定条件下，可燃物在没有外来火源情况下即自行发生燃烧所需的最低温度。（4）爆炸极限。指在规定条件下，易燃气体、蒸气、薄雾、粉尘、纤维等在空
7、气中形成爆炸性混合气体的最低和最高浓度，分别称为爆炸下限和上限。浓度过低，爆炸所需能量不够，不能引爆；浓度过高，爆炸所需含氧量不够，也不能引爆。（5）最小点燃电流比MICR。指在规定条件下，易燃气体、蒸气、薄雾、粉尘、纤维等在空气中形成爆炸性混合气体的最小点燃电流与甲烷爆炸性混合物的最小点燃电流之比。矿井甲烷是单独的一类爆炸性物质，很多时候将其作为其他爆炸性物质参数的基准。（6）最小引燃能量。指在规定条件下，使爆炸性混合物发生爆炸所需的最小电火花能量。2、危险性物质分类 （1）爆炸危险性物质分类。爆炸危险性物质指点燃后燃烧能迅速在整个范围内传播的空气混合物，主要可分为以下几类。（2）火灾危险性
8、物质分类。火灾危险性物质主要指易燃物，在有的情况下也泛指可燃物。3.爆炸危险性物质分组、分级 爆炸危险性物质根据其引燃温度可分为不同的组别，其中爆炸性气体、蒸气等按T1T6分组，爆炸性粉尘、纤维等按T11T13分组，数字越小，引燃温度越高。爆炸危险性物质根据其引爆所需能量大小，又可分为若干等级，分别为A、B、C级，字母序号越靠前，引爆所需能量越大。二、危险性环境 三、爆炸危险性场所电气设备选择 1.防爆电气设备类型 隔爆型d，增安型e，充油型o，充砂型q，本质安全型i，正压型p，封浇型m，无火花型n，气密型h，特殊型。2.防爆电气设备的选择 防爆电气设备应根据其使用环境的危险性等级、设备本身的
9、种类和工艺条件等因素选择。四、火灾危险性场所电气设备选择 与防爆电气设备类同。第四节 静电防护 一、静电的产生与危害 1、静电的产生 接触分离起电，破断起电，感应起电，电荷迁移，压电、电解、热电起电等。2、常见的静电形式 1）人体静电 2）固体及粉体静电 3）液体静电 4）蒸气及薄雾静电 3、静电特点 1）能量小。生产生活活动中自然产生的静电一般不超过mJ级。2）电压高。可高达数十至上百千伏。3）感应性。可在附近感应异性电荷，使静电能量传递。4）积聚性。可累积增加。4、静电能量 与电荷与电压之积成正比。5、静电危害 1）引燃引爆。静电放电火花引起。2）静电电击。一般不致命。3）损坏电子元件或设
10、备。4）影响正常的工艺过程或破坏正常的工作状态。降低效率，降低质量，出错。二、静电危害的防护 1、抑制静电的产生 1）采用导电性良好的材料。2）减小摩擦。3）合理的工艺安排。2、消除已产生的静电 1）静电中和。2）静电转移、散失与接地。源屏蔽必须要接地源屏蔽必须要接地 3、静电屏蔽 分为源屏蔽与场屏蔽两种。场屏蔽金属空腔中电场强度必为零第五节 电磁污染与电磁兼容 一、概述 电磁环境：存在于给定场所的所有电磁现象的总和，这个总和与时间相关，对其描述可能要用到统计的方法。1、发射器 向外发出电磁能的主体。与发射器相关的一些术语如下。1）电磁骚扰（EMD）。任何可能引起其他主体性能降低或产生损害作用
11、的电磁现象。（原因）2）电磁发射水平。表明电磁骚扰强度的量值。2、感受器 受到电磁能影响的主体。与感受器相关的术语如下。1）电磁干扰（EMI）。因电磁骚扰而引起的感受器性能的降低。（结果）2）敏感性。在给定电磁骚扰水平下感受器性能降低的程度。3）抗扰度。感受器承受电磁骚扰而不降低其性能的能力。3、耦合途径 指发射器与感受器之间电磁能量的传递方式与通道。有传导、辐射两种基本耦合方式。二、电磁兼容性 设备或系统在其电磁环境中能正常工作，且不会对环境中其他主体构成不能承受的电磁骚扰的能力。发射器和感受器具有相对性，很多时候同一台设备既是发射器又是感受器。“兼容”一词由此而来。某个电磁环境是否达到电磁兼容性，需要进行评价。评价电磁兼容性会用到的几个主要术语如下。（1）电磁兼容水平。指一个规定的电磁骚扰强度（用电磁骚扰水平表征），在该骚扰水平下，某电磁环境以给定概率满足电磁兼容性。如果某电磁环境中所有电磁骚扰（也可能是他们的某种综合效应）都不超过电磁兼容水平，则该环境是电磁兼容的。（2）发射裕量。指电磁兼容水平与发射器最高发射水平（称为发射限值）之差。（3）抗扰度裕量。指感受器最低抗扰度（称为抗扰度限值）与电磁兼容水平之差。以上（2）、（3）术语表明了在不破坏电磁兼容水平的前提下，发射器电磁骚扰水平和感受器抗扰度水平各自可以劣化的程度。（4）电磁兼容裕量。指电磁发射裕量与抗扰度裕量之和。