浅析电阻热着火源

孔祥力

因为电气材料不符合标准,施工方法不正确而引起火灾的事例数不胜数｡为了有效地防止和减少火灾的发生,就需要研究火灾发生的原因､规律和特点｡产生电气火灾的原因很多,从能量转换的角度看,主要有以下几种:电阻热､电火花､电弧､静电和雷电等｡其中,电阻热是一种常见的着火源,本文即分析电阻热产生着火源的情况｡

1 基本原理

电阻产生的热量与电流的平方､电阻和通电时间正比,即:Q=I2Rt,式中Q——热量J;I——电流强度A;R——电阻值Ω;t——通电时间S;

2 电阻热着火源分析

短路

短路火灾是常见的电阻热引起的火灾｡绝缘失效､安装不规范､过电压冲击及小动物窜入均可能造成短路｡短路时,电流骤升为正常值的数十倍甚至上百倍,而导体电阻发热又与电流的平方成正比｡因此,短路时导体急剧发热,当湿度达到周围可燃物的引燃温度,即起火燃烧｡即使没有达到可燃物的引燃温度,也会使绝缘受到热损伤,留下严重的火灾隐患｡另一方面,短路时可能接引燃邻近的可燃物｡接触不良

当导线与开关或用电设备相连接时,导线与导线连接时,电器的动､静触头连接时,都会出现附加的接触电阻,增加发热｡导致电路接触不良的原因主要有:(1)导线连接不规范,不紧密:(2)螺纹连接不紧,无防松垫圈;(3)焊接连接虚焊:(4)活动触头表面不够光滑洁净:(5)活动触头压力不够:(6)铜､铝连接失效等｡

铝线连接不当或质量低劣的影响比铜线要明显得多｡这里着重分析一下铝线的特点及使用时应注意的问题｡

(1)线膨胀系数不同｡铝线膨胀系数为13.3×10^-6,铜线膨胀系数为9.2×10^-6｡由于发热膨胀可使铝线从接点处挤出,当接点冷却时,铝线收缩,使接点有松动趋向并增加其接触电阻,增加发热｡这种情况重复发生,最终将导致接点损坏,造成火灾｡由于铝的导电性能较铜的电性能差,在用铝线代替铜线时,必须选用规格大一些的铝线｡

(2)化学性能不同｡在铜铝接触处,可能凝结水膜或水珠｡由于铝为三价元素,铜为二价元素,接触处将发生电解,铝线被腐蚀,使接触状态恶化｡恶化后的接触部位运行温度将会更高,并凝结更多的水分使电化学腐蚀进下一步加强｡如此恶性循环,使当初连接紧密的铜､铝接头逐渐松弛,甚至打火放电引起火灾｡

(3)形成氧化膜｡导体在空气中数秒之内会形成新的氧化膜,使得铝导线与其他金属连接处的接触电阻大为增加｡因此,铝导线与其他金属材料连接处往往成为电路中的高温区｡高温区又加剧铝导体氧化,使接触电阻进一步加大,这样,又形成一个发热的恶性循环｡超负荷运行

各种电气设备和电气路,在一定范围内允许超负荷运行,但长时间超负荷运行是不允许的｡因为,电流超过额定电流,发热也将超过正常发热值而产生不允许的温度和温升｡一次超负荷运行和起火灾的可能性虽然不大,但多次超负荷将使设备和线路的绝缘老化失效,从而导致短路等故障,引起火灾｡

应当指出,电阻熟只是电气火灾的着火源之一,由于断线､漏电､电压波动及铁心短路等原因也可能引起电气火灾｡