提要:本文就電氣線路超負(fù)荷引發(fā)火災(zāi)的原因、電流與負(fù)荷之間的關(guān)系、導(dǎo)線載荷能力口訣及防止線路超負(fù)荷的措施等進(jìn)行闡述。
關(guān)鍵詞:電氣線路超負(fù)荷導(dǎo)線載荷
電氣線路因超負(fù)荷引起火災(zāi),在電氣火災(zāi)中占有相當(dāng)大的比重,經(jīng)常發(fā)生在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)公共場(chǎng)所和居民家庭中。其主要原因:一是線路導(dǎo)線截面積太?。欢蔷€路中接入過多的或功率過大的電器設(shè)備。
一、線路超負(fù)荷火災(zāi)原因
電氣線路中通過電流時(shí),由于導(dǎo)體自身電阻存在會(huì)產(chǎn)生一定熱量,其大小為Q=I2RT。導(dǎo)線選定后,負(fù)荷越多,電流I功率越大,導(dǎo)線中產(chǎn)生的熱量越多。如電流在導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量和導(dǎo)體外散出的熱量相等,導(dǎo)體保持相對(duì)熱平衡,導(dǎo)體溫度不會(huì)上升。如果導(dǎo)體中電流產(chǎn)生的熱量大于導(dǎo)體散出的熱量,熱量積累的結(jié)果會(huì)使導(dǎo)體的溫度不斷升高。一般規(guī)定導(dǎo)線工作的最高溫度為65℃,這時(shí)導(dǎo)線中的電流為安全電流,超過這個(gè)電流為線路超負(fù)荷。導(dǎo)線長(zhǎng)期超負(fù)荷使用可以使絕緣層老化,或者使與導(dǎo)線相鄰的易燃物起火。實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)導(dǎo)線內(nèi)電流超過安全電流2倍時(shí),線芯溫度可達(dá)300℃,這時(shí)可以聞到臭味,導(dǎo)線局部絕緣層起泡與線芯分離,甚至局部出現(xiàn)冒煙;當(dāng)導(dǎo)線中通過2.5至3倍的安全電流時(shí),線芯溫度可達(dá)700℃以上,這時(shí)線芯變紅,絕緣層起火。另一方面由于絕緣層長(zhǎng)期處在高溫情況下,其有機(jī)物成份逐漸碳化,碳化部分可能形成半導(dǎo)體,使導(dǎo)線絕緣程度下降,這又有可能造成線路對(duì)地或線路間短路,或者漏電,更進(jìn)一步的加大負(fù)荷,產(chǎn)生更高的溫度。如此形成惡性循環(huán),進(jìn)而引起火災(zāi)。
二、線路電流與負(fù)荷之間的關(guān)系
線路發(fā)熱和電流平方成正比。電流I與負(fù)荷功率P有如下關(guān)系P=IU,U為電壓,對(duì)一定線路來說為一定值,由此可知功率越大,負(fù)荷越多,電流越大,發(fā)熱越大,火災(zāi)隱患越大。
對(duì)于一個(gè)線路中的幾個(gè)用電設(shè)備,它們各個(gè)功率的總和為整個(gè)線路的功率。即:P=P1+P2+P3+……+Pn;各個(gè)支路電流之和為整個(gè)線路的總電流。即:I=i1+i2+i3+……+in,由此看來線路并聯(lián)電器越多總功率越大;總電流越大線路發(fā)的熱量越多。
一般單相電器上都有額定功率和額定電壓數(shù),其額定電流即可由I=P/U算出;對(duì)于三相電器可用P=IUCOSφ計(jì)算,但理論性強(qiáng),計(jì)算不方便,這里給出一經(jīng)驗(yàn)以式;三相電器電流約等功率千瓦數(shù)的2倍,累加各支路電流即可算出整個(gè)線路總電流數(shù)。
三、導(dǎo)線載荷能力口訣
依據(jù)Q=I2RT,當(dāng)線路中負(fù)荷一定,電流一定時(shí),導(dǎo)線的發(fā)熱和導(dǎo)線自身電阻成正比關(guān)系。由R=ρL/S知(ρ為導(dǎo)線電阻率,L為導(dǎo)線長(zhǎng)度,S為導(dǎo)線截面積)導(dǎo)線截面積越大,電阻越大,發(fā)熱越少,火災(zāi)危險(xiǎn)性越小。但是導(dǎo)線越粗,成本越高,在電力輸配過程中除考慮發(fā)熱條件外還考慮成本、導(dǎo)線強(qiáng)度、電壓損失等綜合因素。不同截面安全載流量在電工手冊(cè)等專業(yè)書中有專門規(guī)定?,F(xiàn)介紹一個(gè)簡(jiǎn)便口訣可以很方便的算出導(dǎo)線的安全載流量為多少。
導(dǎo)線的截面積規(guī)格有(單位以mm2計(jì)):
1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185等幾種規(guī)格。
歸納總結(jié)實(shí)用口訣為:
十下五,百上二,25、35四三界;
70、95兩倍半,穿管溫度8、9折,
裸線加一半,銅線升級(jí)算。
口訣以鋁芯絕緣導(dǎo)線為基礎(chǔ),具體含意解釋如下:
十下五:10mm2以下的鋁芯導(dǎo)線安全載流量為導(dǎo)線載面積的五倍。如4mm2的鋁導(dǎo)線的安全載流量為4×5=20安培;
百上二:100mm2以上鋁線安全載流量為截面積的2倍。如150mm2鋁電纜安全載流量為150×2=300安培;
25、35四三界:16mm2和25mm2安全載流量為截面積的四倍;35mm2、50mm2為截面積的三倍;如50mm2鋁質(zhì)電纜安全載流量為50×3=150安培;
70、95兩倍半:70mm2、95mm2鋁質(zhì)電纜的安全載流量為其截面積的2.5倍。
穿管溫度8、9折:即如果電線穿管保護(hù),使用級(jí)別較高時(shí),其安全電流減少為原來的80%;如果電纜使用環(huán)境溫度超過25℃時(shí),其安全載流量為原來的90%,如果既穿管又高溫則安全載流量為原來80%×90%=72%;
裸線加一半:如電纜是無絕緣裸線,其散熱條件好,安全載流量在基礎(chǔ)上加一半。如4mm2鋁線絕緣安全載流量為4×5(十下五)=20安培,如果裸線,其安全載流量增加一半為20+20×1、2=30安培。
銅線升級(jí)算:因銅線導(dǎo)電性能好,其安全載流量在鋁線基礎(chǔ)上升一級(jí)計(jì)算。如2.5mm2絕緣銅線其安全載流量相當(dāng)于4mm2的鋁線為4×5=20安培,其它類推。
按以上口訣可以方便推算出導(dǎo)線安全載流量,結(jié)合前面公式計(jì)算各負(fù)荷電流總數(shù),可以算出導(dǎo)線是否超負(fù)荷。例如某線路共有電器為94600瓦,其電流為I=94600/220=430安培,實(shí)際選用電纜為70mm2鋁裸電纜,則線路實(shí)際安全電流為70×2.5(70、95兩倍半)+70×2.5×1、2(裸線加一半)=330安培。線路負(fù)荷電流430A大于線路安全電流330A,線路溫度高于65℃,線路超負(fù)荷。
四、防止線路超負(fù)荷的措施
1、在電路敷設(shè)時(shí)合理選擇導(dǎo)線截面積和導(dǎo)線種類,在條件允許情況下留出一定余量,以備擴(kuò)大生產(chǎn)增大容量時(shí)使用。
2、杜絕私拉亂接,嚴(yán)格控制負(fù)載。加強(qiáng)對(duì)臨時(shí)用電管理,對(duì)線路要定期檢查,按期拆除,嚴(yán)禁使用“一地一線”制和裸電線在樹上或建筑物上私拉亂綁。不經(jīng)允許不準(zhǔn)私自增加負(fù)荷。
3、定期檢查線路有無漏電和設(shè)備增減,一年至少二次測(cè)量線路和設(shè)備的對(duì)地電阻,發(fā)現(xiàn)漏電及時(shí)解決。 把安全工程師站點(diǎn)加入收藏夾
4、主線路和各分支線路都安裝相應(yīng)保險(xiǎn)、自動(dòng)開關(guān)或漏電保護(hù)裝置,以便及時(shí)切斷電源,減小事故范圍,防止火災(zāi)發(fā)生。