淺析電阻熱著火源

孔祥力

因?yàn)殡姎獠牧喜环蠘?biāo)準(zhǔn),施工方法不正確而引起火災(zāi)的事例數(shù)不勝數(shù)?為了有效地防止和減少火災(zāi)的發(fā)生,就需要研究火災(zāi)發(fā)生的原因?規(guī)律和特點(diǎn)?產(chǎn)生電氣火災(zāi)的原因很多,從能量轉(zhuǎn)換的角度看,主要有以下幾種:電阻熱?電火花?電弧?靜電和雷電等?其中,電阻熱是一種常見的著火源,本文即分析電阻熱產(chǎn)生著火源的情況?

1 基本原理

電阻產(chǎn)生的熱量與電流的平方?電阻和通電時(shí)間正比,即:Q=I2Rt,式中Q——熱量J;I——電流強(qiáng)度A;R——電阻值Ω;t——通電時(shí)間S;

2 電阻熱著火源分析

短路

短路火災(zāi)是常見的電阻熱引起的火災(zāi)?絕緣失效?安裝不規(guī)范?過電壓沖擊及小動(dòng)物竄入均可能造成短路?短路時(shí),電流驟升為正常值的數(shù)十倍甚至上百倍,而導(dǎo)體電阻發(fā)熱又與電流的平方成正比?因此,短路時(shí)導(dǎo)體急劇發(fā)熱,當(dāng)濕度達(dá)到周圍可燃物的引燃溫度,即起火燃燒?即使沒有達(dá)到可燃物的引燃溫度,也會使絕緣受到熱損傷,留下嚴(yán)重的火災(zāi)隱患?另一方面,短路時(shí)可能接引燃鄰近的可燃物?接觸不良

當(dāng)導(dǎo)線與開關(guān)或用電設(shè)備相連接時(shí),導(dǎo)線與導(dǎo)線連接時(shí),電器的動(dòng)?靜觸頭連接時(shí),都會出現(xiàn)附加的接觸電阻,增加發(fā)熱?導(dǎo)致電路接觸不良的原因主要有:(1)導(dǎo)線連接不規(guī)范,不緊密:(2)螺紋連接不緊,無防松墊圈;(3)焊接連接虛焊:(4)活動(dòng)觸頭表面不夠光滑潔凈:(5)活動(dòng)觸頭壓力不夠:(6)銅?鋁連接失效等?

鋁線連接不當(dāng)或質(zhì)量低劣的影響比銅線要明顯得多?這里著重分析一下鋁線的特點(diǎn)及使用時(shí)應(yīng)注意的問題?

(1)線膨脹系數(shù)不同?鋁線膨脹系數(shù)為13.3×10^-6,銅線膨脹系數(shù)為9.2×10^-6?由于發(fā)熱膨脹可使鋁線從接點(diǎn)處擠出,當(dāng)接點(diǎn)冷卻時(shí),鋁線收縮,使接點(diǎn)有松動(dòng)趨向并增加其接觸電阻,增加發(fā)熱?這種情況重復(fù)發(fā)生,最終將導(dǎo)致接點(diǎn)損壞,造成火災(zāi)?由于鋁的導(dǎo)電性能較銅的電性能差,在用鋁線代替銅線時(shí),必須選用規(guī)格大一些的鋁線?

(2)化學(xué)性能不同?在銅鋁接觸處,可能凝結(jié)水膜或水珠?由于鋁為三價(jià)元素,銅為二價(jià)元素,接觸處將發(fā)生電解,鋁線被腐蝕,使接觸狀態(tài)惡化?惡化后的接觸部位運(yùn)行溫度將會更高,并凝結(jié)更多的水分使電化學(xué)腐蝕進(jìn)下一步加強(qiáng)?如此惡性循環(huán),使當(dāng)初連接緊密的銅?鋁接頭逐漸松弛,甚至打火放電引起火災(zāi)?

(3)形成氧化膜?導(dǎo)體在空氣中數(shù)秒之內(nèi)會形成新的氧化膜,使得鋁導(dǎo)線與其他金屬連接處的接觸電阻大為增加?因此,鋁導(dǎo)線與其他金屬材料連接處往往成為電路中的高溫區(qū)?高溫區(qū)又加劇鋁導(dǎo)體氧化,使接觸電阻進(jìn)一步加大,這樣,又形成一個(gè)發(fā)熱的惡性循環(huán)?超負(fù)荷運(yùn)行

各種電氣設(shè)備和電氣路,在一定范圍內(nèi)允許超負(fù)荷運(yùn)行,但長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行是不允許的?因?yàn)?電流超過額定電流,發(fā)熱也將超過正常發(fā)熱值而產(chǎn)生不允許的溫度和溫升?一次超負(fù)荷運(yùn)行和起火災(zāi)的可能性雖然不大,但多次超負(fù)荷將使設(shè)備和線路的絕緣老化失效,從而導(dǎo)致短路等故障,引起火災(zāi)?

應(yīng)當(dāng)指出,電阻熟只是電氣火災(zāi)的著火源之一,由于斷線?漏電?電壓波動(dòng)及鐵心短路等原因也可能引起電氣火災(zāi)?