隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展和用電量的逐年增長,我國由電氣所引起的火災(以下簡稱電氣火災)呈明顯的上升趨勢,特別是近年來易燃易爆場所電氣火災事故(爆炸)頻繁發(fā)生,使國家財產(chǎn)和人民的生命造成重大損失。例如,1997年6月4日,停泊在南京長江水域2號錨地的廣州海運集團泰華油運公司“大慶243”號油輪(2.4萬噸,裝有1.97萬噸原油)在向長航集團南京油運公司的3艘油駁過載原油時發(fā)生火災爆炸事故,泄漏的原油形成2萬多平方米江面火災。這起大火造成5人死亡、4人失蹤、5人受傷,“大慶234”號油輪和一艘油駁沉沒,二艘油駁燒損,直接財產(chǎn)損失574.8萬元?;馂脑蛳翟蜌庥鲮o電火花爆炸所致。又如,1998年3月5日18時05分,陜西省西安市煤氣公司液化石油氣所(占地35.8畝,儲氣2340立方米)儲氣罐區(qū)發(fā)生爆炸火災事故,5個儲罐、8輛液化氣槽車被毀壞,過火面積4.5萬平方米,并造成11人死亡(其中7名消防官兵犧牲)、30人受傷(其中消防人員11人),直接財產(chǎn)損失477.8萬元。事故系編號為11號的球型罐(400立方米)的排污閥上部法蘭密封墊失效,造成液化石油氣大量泄漏,形成爆炸性的可燃氣體遇電火花所致。
2 事故原因分析
眾所周知,存在易燃易爆的氣體、液體蒸汽、粉塵等物品場所如果發(fā)生爆炸,必須同時具備下列三個條件:
a、爆炸性氣體、液體蒸汽、粉塵和空氣混合后必須在爆炸極限以內(nèi);
b、場所內(nèi)存在著足以激發(fā)上述混合物爆炸的能量,如電火花、電弧、危險溫度等;
c、有足夠的助燃物。
電氣爆炸(火災)事故的發(fā)生,其重要的原因是場所中存在電氣引火源(其他兩個條件是生產(chǎn)場所內(nèi)客觀存在的),例如:電熱、間接電火源(電氣設備過負荷、短路、接觸電阻過大)和電火花、電弧,雷擊和靜電火花也是常見的原因。而易燃易爆場所中電氣線路和設備設計、安裝不規(guī)范,采用非防爆電氣設備是造成電氣爆炸(火災)事故最重要因素,也就是我們平常講的電氣設備在本質(zhì)上是不安全的。防火防爆場所常見的電氣方面的不安全因素有:
2.1 使用不符合防爆要求的電氣設備
2.1.1 未根據(jù)爆炸危險區(qū)域的要求及爆炸性氣體混合物的級別和組別,正確選擇相應級別的防爆電氣設備。如:“0級”區(qū)域應選用本質(zhì)安全型,但實際上采用增安型或普通封閉式電機;有的電氣設備的類別是符合的而組別則不符合要求等。
2.1.2 用防火防潮燈具代替隔爆型燈具,或用一般36伏安全燈具代替防爆炸燈。
2.1.3 用普通開關代替防爆照明開關。
2.1.4 普通開關、普通報警按鈕等非防爆電器設備安裝在防爆區(qū)域內(nèi)。
2.1.5 用普通插座代替防爆插座等。
2.2 電氣線路敷設不符合防爆要求
2.2.1 用塑料管或普通電線管代替厚鋼管敷設線路。鋼管、接線盒和電氣設備的連接處未用密封膠加以密封,使爆炸性氣體、蒸汽仍能進入各種電氣設備的內(nèi)部而發(fā)生爆炸。
2.2.2 移動電器或臨時線路采用橡皮電纜,且放在地坪上未加任何保護,在外力作用下,電線損壞或短路迸出火花而引起火災或爆炸;或?qū)Ь€的耐壓等級<250V,因過電壓發(fā)生擊穿短路,引起火災或爆炸。
2.2.3 架空導線(包括動力、照明、通訊等)跨越爆炸性危險場所的上面,或10KV及以下架空線和火災爆炸危險場所房屋的間距不符合要求。
2.2.4 在“0級”或“1級”防爆場所采用的導線因斷線引起火災,或?qū)Ь€過熱產(chǎn)生危險溫度。
2.2.5 導線連接處采用未防爆接線盒,且導線的接頭處未采用釬焊、熔焊,因而造成接觸不良,使導線過熱引起火災或爆炸。
2.3 接地和接零
2.3.1 金屬設備、管道和構(gòu)架等未和接地體連成整體,或中性線(零線)的最小截面不符合要求,當通過大故障電流時,中性線可能會燃至熾紅至熔斷,極易引起火災。
2.3.2 接地線沒有防松、防銹、防機械損傷措施,造成接地線斷裂。
2.3.3 單相設備中的中性線(零線)和接地線未分開,不平衡電流使中性線帶有一定的對地電壓值。例如與地相碰或漏電產(chǎn)生電火花而引起火災或爆炸。
2.4 靜電和雷電
靜電和雷電產(chǎn)生的火花能使各種化學危險物品發(fā)生火災或爆炸。比如,1989年8月12日上午9時55分,山東省黃島油庫由于雷擊引起火災,火災中發(fā)生噴濺、爆炸,造成死亡19人(消防官兵14人、油庫職工5人),傷78人(消防官兵66人、油庫職工11人),直接經(jīng)濟損失3540萬元,大量原油流入海洋使130公里海岸線受到污染。
2.5 其他電氣設備
易燃易爆場所內(nèi)安裝的各種通訊設備、電子設備、攜帶式電器及其線路未按防爆要求進行設計。另外,在易燃易爆場所中部分電氣設備缺乏整體防爆性,比如有的主機防爆、輔機不防爆;有的動力防爆照明不防爆;有的電氣設備防爆,而線路敷設不防爆等。
3 預防措施
3.1 根據(jù)易燃易爆場所發(fā)生爆炸和火災事故必須具備的三個條件,為防止電氣爆炸事故的發(fā)生就必須使三個條件同時存在的概率降至最低限度。因此,首先應在生產(chǎn)工藝設計、施工、運行、檢修中,盡可能消除或減少易燃氣體、易燃液體蒸汽和可燃粉塵的產(chǎn)生及積聚;在生產(chǎn)工藝過程中采用較低的壓力和溫度;將易燃易爆氣體或液體蒸汽盡可能限制在密封容器內(nèi),防止泄漏,使其不能達到爆炸極限。
3.2 設置自動檢測儀器裝置,對區(qū)域內(nèi)易燃易爆氣體進行檢測,當環(huán)境中的氣體濃度達到爆炸下限的25%時,能可靠的發(fā)出報警信號。
3.3 電氣控制設備及導線盡可能遠離易燃易爆物質(zhì)釋放源。最理想的是將電氣設備安裝在室外或危險性較少的地點,做到既符合安全要求,又經(jīng)濟合理。
3.4 根據(jù)爆炸性危險區(qū)域的等級及爆炸性氣體混合物的級別、組別,正確選擇相應類型的級別和組別的電氣設備。其基本原則是電氣設備的組級別只能高于環(huán)境組級別。
3.5 設計、安裝、運行、維修電氣設備、線路、儀表等應符合國家有關標準、規(guī)程和規(guī)范的要求,并要求達到整體防爆性的要求,即達到本質(zhì)上符合安全要求。
3.6 禁止使用臨時線路,盡可能少用移動式電具,如果必須使用,要有嚴格的安全措施。
3.7 接地采用三相五線制加漏電保護方式。三相四線制接地系統(tǒng)即保護接零系統(tǒng),其中性線(N線)和保護零線(PE線,即接地線)合用一根線。此線通過三相不平衡電源或單相負荷電流,因此這根線有電壓降,其對地電壓可達幾十伏。電氣設備外殼和敷設金屬套管正常時都帶此電壓,有可能對地產(chǎn)生火花。所以在火災和爆炸危險場所是不應采用三相四線制接地(零)系統(tǒng),而應采用三相五線制系統(tǒng)。如果將中性線和接地線分開,即是三相五線制,接地線(保護零線)專用于接地,中性線對地絕緣,危險性就大大降低了。安裝漏電保護應嚴格按國家有關執(zhí)行。