武強(qiáng) 姜昆

摘 要：電力系統(tǒng)安全運(yùn)行是確保我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷持續(xù)發(fā)展的一大命脈，各類電氣設(shè)備在日常生產(chǎn)、生活中更是被廣泛使用。而電力設(shè)備可靠性是確保電力系統(tǒng)安全的重要手段。隨著用電量的持續(xù)增加，超高壓、大機(jī)組、大電網(wǎng)不斷涌現(xiàn)，給電力設(shè)備的正常工作帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。在電氣設(shè)備和線路運(yùn)行中，極易釀成火災(zāi)。因此，對(duì)電氣線路和設(shè)備本身進(jìn)行消防安全檢測(cè)，在防火安全檢查中，對(duì)電氣嚴(yán)重程度和火災(zāi)隱患的存在部位進(jìn)行判定，采取措施，及時(shí)排除隱患。做好配電線路的檢修工作。針對(duì)電氣火災(zāi)或電氣事故發(fā)生的基木特點(diǎn)進(jìn)行有效的電氣檢測(cè)工作，是防護(hù)和減少電氣火災(zāi)事故發(fā)生的一個(gè)重要方法。可以有效地防比和減少電氣火災(zāi)的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：電氣火災(zāi)原因;紅外檢測(cè);技術(shù)原理;消防應(yīng)用

（一）電氣火災(zāi)原因分析

電氣火災(zāi)是因電能引起火源而發(fā)生的。其直接原因主要是短路、電弧、電火花、漏電、接觸電阻過(guò)大、過(guò)負(fù)荷等，造成高溫發(fā)熱，并引燃周圍可燃物釀成火災(zāi)。

1.短路

在電氣線路上，由于各種原因，電勢(shì)不同的兩點(diǎn)相接或相碰，產(chǎn)生電流突然增大的現(xiàn)象。由于短路同路中的電流很大，在短路點(diǎn)上極易產(chǎn)生強(qiáng)烈的電火花和電弧，導(dǎo)線的金屬導(dǎo)體容易出現(xiàn)剝蝕缺損或者熔化等痕跡，這種強(qiáng)烈的短路電弧和熔化的高溫金屬都能引起可燃物質(zhì)燃燒。通過(guò)短路回路電流的導(dǎo)線，由于極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)熱量很大，甚至?xí)鸲搪吠分械膶?dǎo)線的絕緣層迅速燃燒，并能引起導(dǎo)線附近的可燃物燃燒，從而造成火災(zāi)。

2.電火花和電弧

電火花是電極間放電的結(jié)果，大量密集的電火花便構(gòu)成了電弧。電弧的溫度最高可達(dá)3000QC以上，電火花和電弧容易引起可燃物質(zhì)燃燒或爆炸，引起火災(zāi)。

3.漏電

有一些電氣設(shè)備或者電線的電火花能夠成為火災(zāi)的著火源，這是因?yàn)檫@些電氣設(shè)備或者電線的絕緣能力較差，在大地與導(dǎo)線之間，以致導(dǎo)線之間或?qū)Ь€與大地間有微量的電流通過(guò)，漏電的電火花能成為火災(zāi)的養(yǎng)火源。

4.接觸電阻過(guò)大

由于接觸不良，在用電設(shè)備連接的地方，例如在電源線的連接處和電源線與開關(guān)、保護(hù)裝置及較大的用電設(shè)備連接的地方，使接觸部位的局部電阻過(guò)大。在有較大電流通過(guò)電氣同路，并遇接觸電阻過(guò)大時(shí)，在其局部范圍會(huì)產(chǎn)生極大的熱量，可以使金屬變色甚至熔化，并引起電氣線路的絕緣層、附近的可燃物及積落的可燃粉塵著火，引起火災(zāi)[1]。

5.過(guò)負(fù)荷

過(guò)負(fù)荷指導(dǎo)線中通過(guò)的電流量超過(guò)安全電流值。由于通電導(dǎo)線本身具有電阻，流經(jīng)電流時(shí)就會(huì)發(fā)熱，通過(guò)電流量越大，發(fā)熱量就越大，導(dǎo)線絕緣層溫度就越高。 在導(dǎo)線的絕緣層上，一旦絕緣導(dǎo)線的溫度超過(guò)最高允許工作溫度，導(dǎo)線的絕緣層就會(huì)加速老化，甚至發(fā)生燃燒，引起火災(zāi)事故。

綜上所述，電氣火災(zāi)的諸多原因都有共同的特點(diǎn)：①發(fā)熱部位引燃周圍的可燃物;②電能轉(zhuǎn)變成熱能，在故障點(diǎn)或發(fā)熱點(diǎn)處產(chǎn)生高溫，或者產(chǎn)生瞬問(wèn)高溫。因此，為了達(dá)到預(yù)防和減少火災(zāi)事故的目的，對(duì)電氣線路或設(shè)備上出現(xiàn)的故障點(diǎn)，可以利用一定的技術(shù)檢測(cè)手段，例如紅外檢測(cè)技術(shù)，進(jìn)行查找并及時(shí)消除。以達(dá)到預(yù)防和減少火災(zāi)事故的目的。

（二）紅外技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀

隨著科技進(jìn)步，制作工藝的發(fā)展，紅外探測(cè)儀尤其紅外熱像儀越來(lái)越便捷，功能越來(lái)越強(qiáng)大，相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范和紅外診斷故障判斷標(biāo)準(zhǔn)也制定出來(lái)。各發(fā)達(dá)國(guó)家普遍推廣這種診斷技術(shù)。

紅外檢測(cè)技術(shù)可以在不破壞設(shè)備真正發(fā)熱分布的狀態(tài)下檢測(cè)設(shè)備在運(yùn)行期間的發(fā)熱狀況，可以拍攝到設(shè)備真實(shí)的溫度分布圖譜，通過(guò)橫向、縱向以及相同或不同部位之間進(jìn)行的詳細(xì)分析對(duì)比，對(duì)設(shè)備故障的發(fā)展演變起到預(yù)判作用，能及時(shí)處理缺陷，將損失降到最低。將紅外技術(shù)引入到配電線路的檢測(cè)后，大大提升了檢測(cè)效率，降低了測(cè)量誤差。紅外技術(shù)在配電線路狀態(tài)檢修中的大量廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)代紅外技術(shù)日新月異，在國(guó)內(nèi)外電力行業(yè)都受到極大關(guān)注和重視，在目前的電力系統(tǒng)狀態(tài)檢修領(lǐng)域逐步得到推廣[2]。

（三）紅外檢測(cè)技術(shù)

1.紅外測(cè)溫原理

紅外測(cè)溫也可稱作為被動(dòng)紅外接收技術(shù)，其工作原理為：由于電磁波是位于無(wú)線電波與可見光之間的頻譜，其典型特征是能夠承載物體的特征信息。自然界中凡是溫度高于絕對(duì)零度（-273℃）的物體，隨時(shí)隨地都在向外輻射紅外線，紅外線輻射是自然界中廣泛存在的電磁波輻射之間。按照波長(zhǎng)長(zhǎng)短，可以分為近紅外、中紅外、和遠(yuǎn)紅外。通過(guò)光電紅外探測(cè)器對(duì)紅外線進(jìn)行采集，獲取的紅外線功率信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，電信號(hào)再轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際的溫度值，最終在紅外測(cè)溫器上顯現(xiàn)出來(lái)。也這是基于這一有點(diǎn)，紅外測(cè)溫技術(shù)被廣泛運(yùn)用在溫差以及熱差的環(huán)境中。

2.紅外熱成像原理

紅外熱成像是通過(guò)紅外探測(cè)器等元件接受被測(cè)物體的紅外輻射能量，然后將獲取到的能量轉(zhuǎn)移到光敏元上。再通過(guò)分光探測(cè)器，將光敏元上的紅外輻射能量轉(zhuǎn)換成為電信信號(hào)。最終，通過(guò)放大、處理等手段，將電信信號(hào)轉(zhuǎn)換成為紅外熱像圖。紅外熱成像儀主要包含紅外探測(cè)器、光學(xué)成像物鏡、光敏元、光機(jī)掃描機(jī)構(gòu)等元器件。轉(zhuǎn)換后的紅外熱像圖熱分布場(chǎng)與物體表面溫度分布相吻合，同時(shí)為了更加有效的判斷被測(cè)目標(biāo)物體的溫度變化，通過(guò)對(duì)比度的控制、圖像亮度調(diào)整等方法，讓圖像清晰度提高，呈現(xiàn)出立體感，以提升紅外熱成像的檢測(cè)效果。

3.紅外測(cè)溫技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

其優(yōu)點(diǎn)如下

（1）所需要的人力成本較低。紅外測(cè)溫技術(shù)會(huì)實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷掃描成像，最終的檢測(cè)結(jié)果是實(shí)時(shí)的、可靠的、直觀的。而傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)需要巡邏人員使用手持設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，不僅僅采集到的數(shù)據(jù)是瞬態(tài)的，也浪費(fèi)了大量的人力成本。

（2）應(yīng)用紅外測(cè)溫技術(shù)在線監(jiān)測(cè)，能夠讓系統(tǒng)在不停電的情況下進(jìn)行系統(tǒng)的在線檢測(cè)。無(wú)需對(duì)系統(tǒng)做任何的設(shè)定，可以了解到設(shè)備的真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)，因而紅外測(cè)溫技術(shù)具有其它檢測(cè)技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)[3]。

（3）能夠?yàn)闄z修決策提供參考。通過(guò)紅外測(cè)溫技術(shù)，能夠反映出系統(tǒng)存在的故障、故障發(fā)生的原因、給系統(tǒng)造成的損失等。以便讓檢修人員做出檢修決策。

（四）紅外檢測(cè)技術(shù)在消防工作中應(yīng)用

紅外檢測(cè)技術(shù)在消防工作中，可用于發(fā)現(xiàn)從閃燃和回流的氣體。消防人員可以借助紅外熱像儀，很容易的發(fā)現(xiàn)閃燃和回流。紅外熱像儀對(duì)熱敏感的這一獨(dú)特功能，消防隊(duì)員可以充分利用來(lái)有效地保護(hù)自己，在消防搶險(xiǎn)中提高滅火效率。

消防人員開門前，對(duì)于逃逸出的蒸汽可以使用紅外熱像儀進(jìn)行觀察，若流速較慢，則說(shuō)明此時(shí)的溫度大約是100-200℃之間，威力并不是太大。若由于房間里的聚合物開始燃燒，當(dāng)溫度上升到200℃后，房間內(nèi)的壓力就會(huì)上升，可以看到外逸的例如苯酚，包含著酚類聚合物的氣體。有時(shí)溫度會(huì)上升到4000C蒸汽流速加快，壓力也不斷增大，有越來(lái)越多的氣體外逸。此時(shí)如果打開門，火勢(shì)便會(huì)越來(lái)越大，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)打開的門新鮮的氧氣被吸入到房間里[4]。在大約500℃時(shí)，產(chǎn)生其他烴，例如碳化氫類的化合物，并接近閃燃。接近600℃時(shí)，閃燃的第一個(gè)跡象便是第一道火焰沖出房間。

結(jié)語(yǔ)

紅外檢測(cè)技術(shù)是通過(guò)非接觸式的紅外在線檢測(cè)技術(shù)以及熱成像技術(shù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行在線檢測(cè)。通過(guò)在線監(jiān)測(cè)，能夠?qū)崟r(shí)收集設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在或者己經(jīng)存在的故障，并能夠制定檢修策略。通過(guò)紅外檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，逐步推廣電氣檢測(cè)在消防工作中的應(yīng)用范圍。將電氣檢測(cè)工作納入安全評(píng)估體系之中，逐步在重點(diǎn)單位、公眾聚集場(chǎng)所、易燃易爆場(chǎng)所、開業(yè)前消防安全檢查、工程驗(yàn)收中推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]楊坤、楊霖.關(guān)于供電接地系統(tǒng)防火安全性能的探討[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息

[2]田裕鵬.紅外檢測(cè)與診斷技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社

[3]黃沛.紅外熱像技術(shù)在建筑土程中的應(yīng)用[J].廣東汕頭大學(xué)

[4]李杰明，陳作兵，容亮，等.電力設(shè)備狀態(tài)檢修的探討[J].廣西水利水電