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浅谈港口电气火灾的成因及其预防

近年来，随着我国现代化经济的迅猛发展，港航系统生产和建设规模迅速增大，用电设备设施大幅度增加，随之而来的电气安全，特别是电气火灾预防问题便日趋特别。据统计，1994年全国港航系统发生的电气火灾起数占全年火灾总数的22%，经济损失在各类火因中占第三位；而到了1997年，全国港航系统发生的电气火灾起数则占全年火灾总数的24%，经济损失占全部火灾损失的46%，形势日益严峻。因此，大力强化港航系统电气消防监督，认真分析电气火灾成因，研究电气火灾预防措施，已成为港航安全工作的一个重要课题。
　　1 电气火灾的成因
　　电气火灾的成因是比较复杂的，大致可归纳为短路、过负荷、接触电阻过大三大类。另外，在油码头、油库、液化气站等特别爆炸危险场所，雷击、静电放电等也是引起火灾的重要原因。
　　1.1 短路
　　电气线路〔设备〕上，由于各种原因造成相线与零线间或相线间相接和相碰，产生电流突然增大现象叫短路。依据欧姆定律I=U/R，由于短路时电阻突然减少甚至为零，则电流突然增大甚至无限大，而放热量与电流的平方成正比，因此在短路电流突然增大时，其瞬间的放热量很大，大大超过了线路正常工作的同意限度，在短路处将产生激烈的火花和电弧，使绝缘烧毁、金属熔化，引起四周的可燃性物质燃烧而发生火灾。从短路的形式来看，主要有相间短路、线间短路和对地短路3种。造成短路的原因有：
　　1.1.1 电气设备受高温、潮湿或腐蚀等作用的影响，而引起绝缘起化或绝缘层被破坏。
　　1.1.2 电源过电压或雷击，使电气设备绝缘被击穿。
　　1.1.3 安装修理人员接错线路，或带电作业时造成人为碰线，或设备安装不当以及施工粗心大意使电气设备的绝缘受到机械损坏。
　　1.1.4 裸电线安装太低，搬运金属特件时不慎碰在电线上，线路上有金属特件或小动物跌落，发生电线之间的跨按。
　　1.1.5 维护不及时或不认真，导电粉尘或纤维进入电气设备内。
　　1.1.6 室外电气线路机械强度不够或安装不规范，室内电气线路私接乱拉。
　　1.2 过负荷
　　过负荷亦称过载，是电力线路和电气设备在运行中超过安全载流量或额定值的现象。雷击电流的发热量与电流的平方成正比，因此过负荷时，发热量往往超过同意限度，轻则加速绝缘层老化，重则会使绝缘层燃烧而引起火灾。产生过负荷的原因主要有：
　　1.2.1 制定选用的线路或设备不合理，或施工时被偷工减料，以至实际负载超过了导线或设备的安全载流量。
　　1.2.2 违章用电，在线路上接入了过多或功率过大的用电设备，超过了供电线路的负载能力。如在住宅照明线路中使用电炉或空调器，在工作场所私拉乱接临时线路，以及用铜丝、铁丝等代用保险丝等，都容易造成线路或设备过载运行。
　　1.2.3 用电设备发生机械故障或异常现象，造成设备或线经过载，如电动机的机械卡死或所带机械负荷过重，三相电动机缺相运行等。

　1.3 接触电阻过大
　　导体连接时，在接触面上形成的电阻称为接触电阻。接头处理优良，则接触电阻小；连接不牢或其它原因，使接头接触不良，则会导致电阻过大。当电流通过时，该部位就会汲取很大的电能，产生极大的热量，从而使金属变色甚至熔化，引起绝缘材料中可燃物或四周的可燃物燃烧而成火灾。形成接触电阻过大的主要原因有：
　　1.3.1 安装质量差，造成导线与导线、导线与电气设备衔接点连接不牢。
　　1.3.2 导线的连接处沾有杂质，如氧化层、泥土、油污等。
　　1.3.3 连接点由于长期震动或冷热变化，使接头松动。
　　1.3.4 铜铝混接时，由于接头处理不当，在电腐蚀的作用下接触电阻会很快增大。
　　1.4 雷击
　　雷击是离地较近的带电雷云，使地面特别物感应带电而造成与地面特别物之间的放电现象。雷击放电而出现的各种物理效应极易引起火灾，特别是对爆炸危险场所而言。1989年黄岛油库大火就是因雷击而造成的。雷击火灾的原因主要有：
　　1.4.1 电效应
　　在雷电放电时，能产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压，足以摧毁电力系统中的电气线路和电气设备，引起绝缘击穿而发生短路造成火灾。
　　1.4.2 热效应
　　当几十至上千安培的强大雷击电流通过导体时，在极短的时间内将转换成大量的热能，足以熔化50—200mm3的钢，故雷击点产生的高温，往往会酿成火灾。
　　1.4.3 静电感应
　　当金属物处于雷击和大地电场中时，金属物上会感生出大量的电荷。雷击放电后，云与大地间的电场虽然消失，但金属物上所感生积聚的电荷却来不及马上逸散，因而产生很高的对地电压，往往高达数万伏，可以击穿数十厘米的空气间隙，发生火花放电，从而极易在存入易燃物及易燃易爆物品的仓库引起火灾。
　　1.4.4 电磁感应
　　雷电具有很高的电压和很大的电流，同时又是在极短的时间内发生的，因此在它四周的空间里，将产生强大的交变电磁场，有时会使处在这一电磁场中的导体感应出较大的电动势，并且还会在构成闭合回路的金属物上〔如露天堆垛捆扎用的铁皮、铁丝等〕产生感应电流。这时假设回路上有的地方接触电阻较大，就会局部发热或发生火花放电，从而极易引起存放易燃物品的建筑物及易燃、可燃材料的露天堆场火灾。
　　1.5 静电放电
　　摩擦、附着、感应、极化等物理方式都会使物体产生静电。如果在接地优良的导体上产生静电，静电会很快泄漏到地面；但如果是绝缘或接地不良，静电就会越积越多，当静电积存到一定程度，带电体四周的电场强度超过空气的击穿场强时，就会发生击穿放电。在易燃易爆场所，当这一放电火花能量达到或超过可燃混合物的最小点燃能量时，就可能引起火灾爆炸事故。1997年6月广州海运集团“大庆243〞油轮爆炸起火事故就是由舱内静电引起的。
　　引起静电放电火灾、爆炸的条件主要有如下几点：
　　1.5.1 产生和积聚足够的静电，以至局部电场强度超过电介质的击穿强度，发生静电放电，产生火花。
　　1.5.2 静电放电的火花能量超过爆炸性混合物的最小点燃能量。
　　1.5.3 四周爆炸性混合物的浓度在爆炸极限范围之内，当同时满足上述条件时，就会发生火灾爆炸。
　　2 港口电气火灾的预防措施
　　2.1 所有电气设备必须符合以下安全条件
　　2.1.1 设备的结构形式必须与环境场所相适应，例如在油码头、油库、液化气站等爆炸危险场所必须采纳隔爆型电气设备。值得指出的是，在爆炸危险场所使用的对讲机等通讯设备也必须是防爆型的。
　　2.1.2 设备上安装的开关装置、保护装置、控制装置、信号装置，必须齐全、完好。
　　2.1.3 设备的相间绝缘电阻、线间绝缘电阻、对地绝缘电阻必须合格。
　　2.1.4 所有设备都必须有优良的防雷设施和保护接地或保护接零装置。
　　2.2 保证电气线路的安全运行
　　2.2.1 制定、施工中应按不同的环境场所选用相应绝缘〔防爆〕保护层的导线。导线的截面应当依据导线长期连续负载的同意载流量、线路的同意电压降和导线的机械强度3项基本条件合理选定，严格按照国家有关规定施工。
　　2.2.2 强化日常管理与维护，严禁私拉乱接临时线，确因生产需要使用临时线的，必须得到供电、消防等部门的批准，安装时要采纳合格的器材，在使用中指定专人专责管理，须定期检查，按期拆掉；另外，严禁用铜、铝导线代替保险丝。

　2.3 强化港口照明灯具的防火安全管理
　　港口照明灯具有依据不同的使用环境合理选用。油码头、油库、液化气站、煤炭螺旋卸车线等爆炸危险场所应按不同的危险等级采纳不同形式的防爆灯具；有腐蚀性气体以及特别潮湿的场所应采纳密封型灯具，灯具的各部件还应进行防腐处理；有可能直接受外来机械损伤的场所，应采纳有保护网〔罩〕的灯具；粉尘严重的场所采纳防尘型或密闭型灯具，等等。
　　港口照明灯具的使用还应符合以下防火要求：
　　2.3.1 灯具与可燃物之间的距离不小于50厘米，灯具距地面的高度不低于2米，且灯具的正下方不宜堆放可燃物品。
　　2.3.2 卤钨灯灯管四周的导线应采纳有玻璃丝、石棉、瓷珠〔管〕等耐热绝缘材料制成的护套，而不应直接使用具有延燃性绝缘层的导线。
　　2.3.3 可燃吊顶内暗装的灯具功率不宜过大，并应以白炽灯或荧光灯为主；可燃吊顶内以及舞台脚灯的电源导线均应穿钢管或PVC管敷设。
　　2.3.4 灯具的灯头线不得有接头，灯具开关应安装在相线上，螺口灯座的螺口必须接在零线上。
　　另外，为保证照明灯具的安全，还必须做好日常检查和维护，及时发现和排除隐患。
　　2.4 切实强化港口机械特别是起重机械的电气防火。
　　2.4.1 电动机四周不准堆放可燃物，地面不可有油渍、油棉纱；电动机起动设备四周不准堆放杂物，以免影响操作。
　　2.4.2 电动机应具有超负荷保护和短路保护，三相电动机还应有断相保护，对这些保护装置，要及时检查修理，保证状态优良。
　　2.4.3 电器的触点应随时予以检查、清扫、紧固，开关箱、控制器要及时清洁、除尘，电动机滑环上的电刷的磨损状况要常常检查并及时予以改换。
　　2.4.4 要常常检查电缆卷筒的收放性能，防止电缆被折断。
　　2.5 搞好油库、油码头、液化气站等爆炸危险场所的防静电和防雷击工作。
　　2.5.1 灌装、输送易燃液体的设备及管道必须有可靠的防静电接地。
　　2.5.2 易燃液体的进料管必须沿罐壁伸至罐底，使液体经底部罐壁流入，而不应从罐顶直接往下喷淋，以减少产生的静电压。
　　2.5.3 采纳绝缘管道输送液体时，应在管道内壁加衬铜丝网并在管外缠绕铜丝，使其内外构成整体，然后集中接地；如采纳绝缘的金属管道，也必须按要求接地；此外，放料槽和接受槽之间，也应先用导线互相连接，然后接地。
　　2.5.4 运输易燃液体的槽车内应设置隔仓板，灌装量应在85%以上，同时，还应采纳铁链接地，并坚持中速行驶。
　　2.5.5 严禁使用汽油等易燃液体擦洗地板，严禁使用塑料桶盛装存放汽油。
　　2.5.6 易燃易爆危险场所的工作人员必须穿戴防静电服和防静电鞋帽，公安、边防、商检、港监等前往该区域执行公务的人员也必须严格执行此规定。
　　2.5.7 易燃易爆危险场所的所有设备、设施必须有优良的防雷接地设施，并定期检测、修理。
　　2.6 严格控制非生产用电的管理，尤其是要控制大功率电热器具的管理，特别是对办公场所、船舶、单身公寓、宾馆等部位而言，此举显得尤为重要。1997年港航系统29起火灾中就有2起是由于违章使用大功率电饭锅而引起的。
　　综上所述，只要我们熟悉了电气火灾的成因，并依据港口生产运输的特点，科学地使用和管理电气设备，认真落实预防措施，就一定能减少或避免港口电气火灾的发生，从而保证港口生产建设的顺利进行。