淺析電阻熱著火源

孔祥力

因為電氣材料不符合標準,施工方法不正確而引起火災的事例數不勝數?為了有效地防止和減少火災的發生,就需要研究火災發生的原因?規律和特點?產生電氣火災的原因很多,從能量轉換的角度看,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生著火源的情況?

1 基本原理

電阻產生的熱量與電流的平方?電阻和通電時間正比,即:Q=I2Rt,式中Q——熱量J;I——電流強度A;R——電阻值Ω;t——通電時間S;

2 電阻熱著火源分析

短路

短路火災是常見的電阻熱引起的火災?絕緣失效?安裝不規范?過電壓沖擊及小動物竄入均可能造成短路?短路時,電流驟升為正常值的數十倍甚至上百倍,而導體電阻發熱又與電流的平方成正比?因此,短路時導體急劇發熱,當濕度達到周圍可燃物的引燃溫度,即起火燃燒?即使沒有達到可燃物的引燃溫度,也會使絕緣受到熱損傷,留下嚴重的火災隱患?另一方面,短路時可能接引燃鄰近的可燃物?接觸不良

當導線與開關或用電設備相連接時,導線與導線連接時,電器的動?靜觸頭連接時,都會出現附加的接觸電阻,增加發熱?導致電路接觸不良的原因主要有:(1)導線連接不規范,不緊密:(2)螺紋連接不緊,無防松墊圈;(3)焊接連接虛焊:(4)活動觸頭表面不夠光滑潔凈:(5)活動觸頭壓力不夠:(6)銅?鋁連接失效等?

鋁線連接不當或質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及使用時應注意的問題?

(1)線膨脹系數不同?鋁線膨脹系數為13.3×10^-6,銅線膨脹系數為9.2×10^-6?由于發熱膨脹可使鋁線從接點處擠出,當接點冷卻時,鋁線收縮,使接點有松動趨向并增加其接觸電阻,增加發熱?這種情況重復發生,最終將導致接點損壞,造成火災?由于鋁的導電性能較銅的電性能差,在用鋁線代替銅線時,必須選用規格大一些的鋁線?

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

(3)形成氧化膜?導體在空氣中數秒之內會形成新的氧化膜,使得鋁導線與其他金屬連接處的接觸電阻大為增加?因此,鋁導線與其他金屬材料連接處往往成為電路中的高溫區?高溫區又加劇鋁導體氧化,使接觸電阻進一步加大,這樣,又形成一個發熱的惡性循環?超負荷運行

各種電氣設備和電氣路,在一定范圍內允許超負荷運行,但長時間超負荷運行是不允許的?因為,電流超過額定電流,發熱也將超過正常發熱值而產生不允許的溫度和溫升?一次超負荷運行和起火災的可能性雖然不大,但多次超負荷將使設備和線路的絕緣老化失效,從而導致短路等故障,引起火災?

應當指出,電阻熟只是電氣火災的著火源之一,由于斷線?漏電?電壓波動及鐵心短路等原因也可能引起電氣火災?