电气火灾的主要原因及分析
2020-01-08廖波
中国电气工程学报 2020年20期
廖波


【摘要】本文从火灾的危害入手,选取引发电气火灾的五个因素来详细分析,如短路、接触不良、过载、电压过高过低、漏电,以至加深人们对电气火灾的认识。
【关键词】电气火灾 短路短路 接触不良 过载 电压过高过低 漏电
据统计,我国电气火灾约占全部火灾总数的30%,且逐年增高。電气火灾一旦发生,不仅会造成人身伤亡和设备毁坏外,还会造成大规模、长时间停电,给居民、企业、国家财产造成重大损失。引起电气火灾的因素有很多,接下来我们选取一二进行探讨:
一、电气火灾的主要因素及分析
短路
所谓短路,即负载与电源两端被导线连接在一起。我们都知道,线路发生短路时,线路中的电流会瞬间急剧增加,增大时的电流值为正常时数倍乃至数十倍。那么问题来了,为何线路短路会导致电流暴增呢?
上图为寻常的配电系统,设线路电阻为r,设负载电阻为R,设电源电动势为E,则负载侧的路端电压U为: ,式1
当系统处于正常运行状态时,线路电阻r远远小于负载电阻R,线路电阻r可以忽略不计,也即r=0,于是式1变成: ,式2
若负载侧发生了短路,见上图中的红线,设这条红线的电阻是 ,并且有r= R_S/50。
又由于 远远小于R,所以它们的并联值就是 。将r和 代入式1,得到:U= E/(1+r/R)=E/(1+r/50r)≈0.98E≈E,式3
从上式发现,短路前后电压基本不变。而短路电阻 又比负载电阻R小得多,则短路电流I_s=U/R_s ≈E/R_s 。
从上述式子得知,短路电流远远大于负载的运行电流。根据焦耳定律Q=I^2 Rt知道,电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比,使得温度急剧上升,大大地超过设计允许范围。……
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