常见的接地故障电气火灾隐患及其防范

常见的接地故障电气火灾隐患及其防范李井泉（中国石油新疆克拉玛依石化厂设计院834003摘要阐述了接地故障电气火灾的形成原理和特点, 结合工厂企业配电系统的实际情况, 列举了接地故障电气火灾的隐患所在, 并提出了预防措施。

关键词接地故障火灾电弧等电位Co mm on i nc ip ien t fault earth fault f ire hazard and its coun ter m ea suresL i J ingquan（Institu te of D esig n of K a ram ay P etroche m ica l Co m p lex , CN PC , X inJ iang 834003Abstract T he fo rm ing p rinci p le and characteristics of earthfau lt electrical fire hazards are expounded infau lt fireth is paper . W ith regard to the actual p ractice of m anufactu ring facto ry , inci p ien t fau lt of earth hazard is po in ted ou t and co rresponding coun term earsu res is p ropo sed . Keywords earthfau lt firehazard electric arc equ i po ten tial1 接地故障的基本特点3. 1 接地故障电流、电压沿PE 线在装置内传导接地故障是指相线和电气装置的外露导电部分（包括金属的电气设备外壳、敷线管槽、电气装置的以某石化厂为例, 如图1所示, 低压（380 220V 用电负荷由变配电室用电缆沿电缆沟、架空桥架或直埋敷设供电, 采用TN S 系统。

变压器中性点接地（即工作接地、电气装置的金属外壳等的接地（即保护接地、工艺设备的防雷接地、防静电接地合为一体，用40X4镀锌扁钢作PE线将4种接地连通，并在装置内设数处重复接地。

由于装置内线路较长, 用电设备、照明设施较分散, 使装置发生接地故障的几率大大增加, 如高压侧因鼠、蛇害而发生接地故障（d 1 , 室外电缆破损而发生接地故障（d 2 , 室内照明线路绝缘老化而发生接地故障（d 3构架等、装置外导电部分（包括金属的水、暖、煤气、空调管道和建筑物金属结构等以及大地之间的短路。

与相线和中性线之间的单相短路相比, 接地故障存在着故障点多面广, 故障电流小, 故障电压较低, 故障电流、电压传播范围大, 故障隐蔽性强等特点。

它不仅能引起人身电击事故, 也是我国常见多发的电气火灾的主要原因。

2 接地故障电气火灾的起火原因一般短路故障发生后, 其短路电流较大, 短路保护元件会迅速动作而切断电路, 防止形成火灾, 其故障点也容易被发现。

接地故障则不然, 其故障电流一般较小, 如果短路处不熔焊, 属于电弧性接地故障, 则故障电流更小。

而一般低压配电系统中都用过电流保护元件兼作接地故障保护, 所以发生接地故障后, 保护元件一般不能动作或延缓许久才能动作, 故障处会迸发出电弧、电火花, 故障电流、电压在系统内沿PE 线或N 线传导, 故障持续存在, 一旦燃烧条件成熟, 就能引发火灾。

3 工厂中常见接地故障电气火灾隐患等,接地故障防不胜防。

如发生接地故障 d 1时，其接地电容电流I di最大允许为30A , 它在接地极上的电压降可达U f1=I d1 X R=30A X48=120V , 也即PE 线、N 线对地带120V 电压; 又如当接地故障 d 2（或 d 3 为金属性短路时, 其故障点的接触阻抗可忽略, 可计算其产生的故障电压:(Z L +Z PE +Z B ]Z PE U f2=I d2 Z X PE =[U 0 式中U 0为相电压，220V ;分别为相线、变压器PE 线、阻抗,8Z L 、Z PE 、U B 1七1nr !重复接地 Jr图1某石化厂供电装置系统变压器阻抗Z B 很小，可忽略。

若Z PE =Z L ,则电。

如若A 装置内发生 接地故障或已经潜存着某接地故障,致使A 装置配电系统中的N 线、U f2=110V 。

而过流保护元件（断路 器不会动作且PE 线带对没有明显征兆，但是如此高的故障电压会沿 PE 线在装置内传导，使PE 线和与PE 线相连的所有电气装置外壳、工艺设备外壳等均带有对地电压。

这样就使没有接入接地系统的带对地电位的水暖管道、金属构件之间产生了电压，这就意味着在易燃易爆场所内通过了一根裸露的 火线”这是非常 危险的。

一旦这二者之间距离很近或因人为因素使之发生磕碰, 就能打火, 拉出电弧。

达此程度并不需要很高电压, 大约20V 左右就可以了, 带电导体与非带电导体之间的瞬间接触能产生高达几十千伏的瞬时冲击电压, 足以将空气击穿而产生电弧。

如击穿10mm 干燥空气间隙只需30kV 电压, 产生电弧后其维持电压只需20V 。

如果电弧近旁有易燃易爆物质, 就能引发火灾或爆炸事故。

同时当故障点处不熔焊, 属电弧性短路时, 因电弧的限流作用, 故障回路电流很小, PE 线上的故障电压也会很小, 但是在故障持续存在的情况下, 故障电流会沿PE 线流动, 在故障点或PE 线路连接上有松动不实处会产生电弧火花进而引起局部高温。

电弧是一种大阻抗, 其电流值不大, 但其释放的能量却相当高。

如电流值为2A 的电弧其温度可达2000r ,电流值为0. 5A的电弧能量就足以引燃可燃物。

一旦某些电弧拉出后维持的时间稍长, 且其周围场所内有易燃易爆物质, 如汽油或汽油蒸汽薄雾, 也会引起火灾或爆炸事故。

3. 2 接地故障电压沿N线在装置间传导如图 2 所示, A 、B 为邻近的两生产装置, B 装置配电室电源由 A 装置配电室某三级出线开关Q F 1 用四芯电缆引出。

现B 装置需停工检修, A 装置继续生产, 断路器Q F 1、Q F 2 均断开, B 装置实现全停地电位, 其中PE 线因其与 B 装置不相连而不产生影响,但N线的对地电位会通过四芯电缆的N线传导至B装置内的N线、PE 线, 使人们都认为已全停电的B 装置暗中有了电压, 这是很不安全的, 为工厂生产留下了极大的安全隐患每竺柜世用屬低时接地极图2 A、B装置接地故障示意4防范措施接地故障电气火灾的根本原因还是在于发生了接地故障，但要完全杜绝接地故障的发生几乎是不可能的。

只有在尽量减少发生接地故障的基础上，再在技术上采取合理有效的防范措施，进行综合治理，才能保证将危险降到最低程度。

(1加强施工管理，提高工程监理水平。

防止材料、设备本身存在缺陷以及施工时对电线电缆的绝缘损坏，作好沟、管道的封堵工作，保证PE线、N线的连接质量，减少发生接地故障的几率。

(2在装置内实施总等电位连结。

也就是将整个装置内所有金属导电部分作可靠电气连接，并与大地相连通。

在已经形成的人工接地网的基础上，将水、暖、工艺管道与该接地网相连通, 同时由装置内各建筑物基础主筋及塔、罐、平台等的基础主筋上引出焊接点与该接地网相连通, 使装置内所有金属外露导电部分在任何时候都保持等电位。

消除了电位差, 电弧、电火花就无从产生。

即使发生了接地故障, 也满足防火要求。

（3 在装置低压总电源进线处装设四极开关, 这样可实现完全的电气隔离, 防止N 线上的电压传导。

（4 在各单元的总进线电源处装设防火用剩余电流动作保护器。

由于各单元总电源进线处原设的断路器等过电流保护元件对接地故障这种电弧性短路的保护范围有限, 因此在各照明箱、动力箱的电源进线处设防火用剩余电流动作保护器（额定剩余动作电流在300〜500mA之间,故障时发出报警信号并延时切断电路, 是简捷而行之有效的方法。

5 结语火灾的危害随着现代工业的发展而在扩大, 而有效地预防接地故障电气火灾的发生, 是减少电气火灾次数的首要任务。

在目前的工厂低压配电系统中, 上述火灾隐患广泛存在, 如不及时采取措施, 就会留下长期安全隐患, 威胁工厂生产安全, 应予以解决。

（收稿日期:2000-04-12信息西航集团安全生产再获殊荣被中华全国总工会和国家经贸委授予1999年度全国“安康杯”竞赛活动“优胜企业”称号西安航空发动机（集团有限公司在安全生产工作中坚持把群众参与和单位自查相结合; 把重点部位检查和全面安全检查相结合; 把发现隐患和整改工作相结合, 同年终评比相结合, 收到明显效果。

最近, 该公司又被中华全国总工会和国家经贸委授予1999年度全国“安康杯”竞赛活动“优胜企业”称号。

为贯彻落实陕西省国防工办、国防工业工会1999年5月下发的关于在陕西省国防工业企业中导深入基层进行全面检查, 对各危险点、各种机械设备、安全装置进行全面检修, 并对职工的作业环境进行改进。

对级、级危险点及安全生产要害部位查出的不安全因素, 除严格控制外, 公司投入88万元进行整改。

对公司的工业污染源点进行全方位监控, 达到合格排放。

同时对特种人员及厂级干部、班组长、工程技术人员进行安全生产培训。

各基层单位对重点安全部位及各安全点进行检查, 纠正违章作业102人次, 并投入资金进行整改。

西航集团工会下发了“劳动保护”三个条例实施办法, 完善了三级劳动保护监督检查组织体系, 并健全了安全信息反馈渠道, 及时收集信息, 及时处理和整改。

同时对安全生产工作做得好的基层单位进行表彰奖励。

对出现的安全事故进行了严肃处理, 奖惩分明, 形成了良好的安全生产氛围, 保证了职工的身体健康和公司的稳定发展。

（俞张勃开展以“消除隐患, 确保安全、保障稳定、促进发展”为主题的“安康杯”竞赛活动精神, 强化公司安全生产工作, 确保职工人身安全。

西航集团结合实际, 开展了以安全生产周, 安全生产月和百日安全无事故为主题的安全生产竞赛活动。

在活动中, 公司各基层单位加强组织领导, 从上到下形成了安全生产的组织网络, 同时加大宣传力度, 深入组织动员, 精心部署安排, 明确竞赛内容, 做到全员参与。

在竞赛活动中公司领导和工会、技环办、资源设备处有关部门领。