電氣線路因超負荷引起火災,在電氣火災中占有相當大的比重,經常發(fā)生在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)公共場所和居民家庭中。其主要原因:一是線路導線截面積太小;二是線路中接入過多的或功率過大的電器設備。
一、線路超負荷火災原因
電氣線路中通過電流時,由于導體自身電阻存在會產生一定熱量,其大小為Q=I2RT。導線選定后,負荷越多,電流I功率越大,導線中產生的熱量越多。如電流在導體產生的熱量和導體外散出的熱量相等,導體保持相對熱平衡,導體溫度不會上升。如果導體中電流產生的熱量大于導體散出的熱量,熱量積累的結果會使導體的溫度不斷升高。一般規(guī)定導線工作的最高溫度為65℃,這時導線中的電流為安全電流,超過這個電流為線路超負荷。導線長期超負荷使用可以使絕緣層老化,或者使與導線相鄰的易燃物起火。實驗證明,當導線內電流超過安全電流2倍時,線芯溫度可達300℃,這時可以聞到臭味,導線局部絕緣層起泡與線芯分離,甚至局部出現(xiàn)冒煙;當導線中通過2.5至3倍的安全電流時,線芯溫度可達700℃以上,這時線芯變紅,絕緣層起火。另一方面由于絕緣層長期處在高溫情況下,其有機物成份逐漸碳化,碳化部分可能形成半導體,使導線絕緣程度下降,這又有可能造成線路對地或線路間短路,或者漏電,更進一步的加大負荷,產生更高的溫度。如此形成惡性循環(huán),進而引起火災。
二、線路電流與負荷之間的關系
線路發(fā)熱和電流平方成正比。電流I與負荷功率P有如下關系P=IU,U為電壓,對一定線路來說為一定值,由此可知功率越大,負荷越多,電流越大,發(fā)熱越大,火災隱患越大。
對于一個線路中的幾個用電設備,它們各個功率的總和為整個線路的功率。即:P=P1+P2+P3+……+Pn;各個支路電流之和為整個線路的總電流。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;對于三相電器可用P=IUCOSφ計算,但理論性強,計算不方便,這里給出一經驗以式;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線路總電流數(shù)。
三、導線載荷能力口訣
依據(jù)Q=I2RT,當線路中負荷一定,電流一定時,導線的發(fā)熱和導線自身電阻成正比關系。由R=ρL/S知(ρ為導線電阻率,L為導線長度,S為導線截面積)導線截面積越大,電阻越大,發(fā)熱越少,火災危險性越小。但是導線越粗,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、導線強度、電壓損失等綜合因素。不同截面安全載流量在電工手冊等專業(yè)書中有專門規(guī)定。現(xiàn)介紹一個簡便口訣可以很方便的算出導線的安全載流量為多少。
導線的截面積規(guī)格有(單位以mm2計):
1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185等幾種規(guī)格。
歸納總結實用口訣為:
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,銅線升級算。
