電氣照明裝置的防火防爆措施

呂俊霞，張新春

(河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南陽473009)

0 引言

電氣照明是把電能轉(zhuǎn)化為光能而發(fā)出的一種光源。照明燈具在工作過程中，往往要產(chǎn)生大量的熱，致使其玻璃燈泡、燈管、燈座等表面溫度較高。又若燈具選用不當(dāng)或發(fā)生故障時會產(chǎn)生電火花、電弧;接觸不良導(dǎo)致局部過熱;導(dǎo)線和燈具的過載和過壓，會引起導(dǎo)線過熱，以及燈具破碎。凡此種種，都會造成可燃?xì)怏w、易燃蒸汽和粉塵爆炸，或引起可燃物起火燃燒。另外，電氣照明廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域，人們司空見慣，往往容易忽視其防火安全，所以更增大了發(fā)生火災(zāi)的可能性。由于照明裝置引起火災(zāi)的案例很多，損失慘重，如新疆克拉瑪依火災(zāi)事故。所以關(guān)于照明裝置防火應(yīng)引起人們的足夠重視。

雖然電氣照明的種類繁多，但其中比較常見，火災(zāi)危險又較大的主要有以下幾種:白熾燈、熒光燈、高壓汞燈及鹵鎢燈。

電氣照明按使用性質(zhì)，一般可分為工作照明、裝飾照明和事故照明。

工作照明:供室內(nèi)外工作場所作為正常的照明使用。

裝飾照明:用于美化城市，節(jié)日裝飾和櫥窗布置等照明。

事故照明:工廠、車間和重要場所，以及公共集會場所發(fā)生電源中斷或火災(zāi)事故時，供繼續(xù)工作的人員疏散的照明，如備用照明燈具和應(yīng)急安全照明。

1 常用照明燈具的火災(zāi)危險性

1.1 白熾燈

白熾燈具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但發(fā)光效率低和壽命短，適用于照度要求不高、開關(guān)次數(shù)頻繁和需要調(diào)光的場所。

白熾燈的表面溫度較高，在散熱良好的條件下工作時，燈泡的表面溫度往往與其功率大小直接相關(guān)。在散熱不良時，燈泡表面溫度則要高得多，并且功率越大，升溫的速度也越快。

燈泡距可燃物愈近，則引起燃燒的時間越短。另外，白熾燈耐震性較差，燈泡易破碎。破碎后，高溫玻璃碎片和高溫?zé)艚z濺落于可燃物上或接觸到可燃?xì)怏w，也會引起火災(zāi)。

1.2 熒光燈

熒光燈是被廣泛應(yīng)用的一種低壓氣體放電光源。它具有發(fā)光效率高、壽命長、光色柔和等優(yōu)點(diǎn)。但它的功率因數(shù)低，附件較多。

熒光燈廣泛應(yīng)用于照度要求較高的室內(nèi)各個場所照明。

熒光燈的鎮(zhèn)流器由鐵芯線圈組成。正常工作時，鎮(zhèn)流器本身也耗電，所以具有一定的溫度。若散熱條件不好，或燈管配套不合理，以及其他附件故障，其內(nèi)部溫升會破壞線圈的絕緣，形成匝間短路，產(chǎn)生高溫和電火花。

熒光燈的火災(zāi)危險性主要是鎮(zhèn)流器發(fā)熱烤著可燃物。鎮(zhèn)流器是由鐵芯和線圈再加上外殼組成。正常工作時，由于銅損和鐵損使其有一定的溫度。如果制造粗劣，散熱不良或燈管選配不合理，以及其他附件發(fā)生故障時，都會使其溫度進(jìn)一步升高，超過允許值。這樣就會破壞線圈的絕緣強(qiáng)度，甚至形成匝間短路，產(chǎn)生高溫、電弧或火花，將會使周圍可燃物發(fā)生燃燒，形成火災(zāi)。

1.3 高壓汞燈

高壓汞燈又稱高壓水銀熒光燈，是普通熒光燈的改進(jìn)型產(chǎn)品，是在熒光燈的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的氣體放電光源。屬于又一種高壓汞蒸氣(壓強(qiáng)在1×105Pa以上)的氣體放電光源。具有發(fā)光效率高、壽命較長等優(yōu)點(diǎn)。但啟輝時間長，功率因數(shù)低、抗電源電壓波動能力差。適用于安裝點(diǎn)較高、面積較大的室內(nèi)照明場所。

正常工作時，同樣功率的高壓汞燈，其表面溫度比白熾燈要低，但因高壓汞燈功率比較大，不僅溫升速度快，發(fā)出的熱量也比較大。如400 W高壓汞燈，表面溫度可達(dá)180～250℃左右，其火災(zāi)危險程度與功率為200 W的白熾燈相仿。高壓汞燈鎮(zhèn)流器的火災(zāi)危險與熒光燈鎮(zhèn)流器相似。

1.4 鹵鎢燈

鹵鎢燈是碘鎢燈和溴鎢燈的統(tǒng)稱，這種燈具具有結(jié)構(gòu)簡單、光譜特性好、發(fā)光效率高、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。但使用壽命較短，只能水平安裝。這種燈適用于照度要求較高，安裝點(diǎn)較高的室內(nèi)外照明場所。

鹵鎢燈工作時維持燈管點(diǎn)燃的最低溫度約為250℃。1 000 W鹵鎢燈的石英玻璃管外表面溫度可達(dá)500～800℃，而其內(nèi)壁的溫度更高，約為1 600℃左右。因此，鹵鎢燈不僅在短時間內(nèi)能烤燃接觸燈管較近的可燃物，其高溫輻射還能將距離燈管一定距離的可燃物烤燃。所以它的火災(zāi)危險比其他照明燈具更大。

事實(shí)上，鹵鎢燈在公共場所和建筑工地引起的火災(zāi)較多，必須予以足夠的重視。

2 照明裝置的火災(zāi)危險性

白熾燈是根據(jù)熱輻射原理制成的，由于發(fā)光效率比較低，只占熱輻射的6% ～10%，而其中熱能的60%～80%通過燈泡表面向周圍空氣中輻射。白熾燈額定功率越大，熱輻射的能量越大，其表面溫度也越高。例如，白熾燈額定功率為200 W，其表面溫度可達(dá)300℃左右，因此，如果其周圍存在可燃物，在高溫的作用下將會引燃可燃物，甚至釀成火災(zāi)。

碘鎢燈同樣也是根據(jù)熱輻射原理利用碘鎢循環(huán)制成的，碘鎢燈的額定功率越大，熱輻射能量也越大，其表面溫度也越高。例如，1 000 W鹵鎢燈的石英玻璃管外表面溫度可達(dá)500～800℃，而其內(nèi)壁的溫度更高，約為1 600℃左右，溫度如此之高會在極短的時間內(nèi)引燃周圍的可燃物，甚至釀成電氣火災(zāi)。

熒光燈是氣體放電光源，其熒光燈燈管溫度雖不高，但由硅鋼片疊制而成，并在其上繞有線圈的電感式鎮(zhèn)流器卻是一個發(fā)熱元件，其致熱原因分析如下。

正常工作時，是由鎮(zhèn)流器的鐵芯功率損耗和線圈的功率損耗造成的，其工作溫度不會超過鎮(zhèn)流器銘牌上標(biāo)出的最高允許溫度，但是在故障情況下卻可能出現(xiàn)過熱或者異常高溫，導(dǎo)致鎮(zhèn)流器出現(xiàn)異常高溫的常見原因有以下幾種。

(1)鎮(zhèn)流器內(nèi)部線圈絕緣老化被電壓擊穿形成匝間短路或?qū)娱g短路，引起短路電流過大，使鎮(zhèn)流器過度發(fā)熱，嚴(yán)重時燒毀鎮(zhèn)流器線圈并伴有冒煙現(xiàn)象。

(2)啟輝器失去作用，內(nèi)部電容器短路或U型雙金屬片與靜觸點(diǎn)燒結(jié)在一起不能瞬時分開。如果故障時間過長，由于鎮(zhèn)流器電流過大，也會引起過熱和高溫，同樣會出現(xiàn)燒毀鎮(zhèn)流器現(xiàn)象。

(3)熒光燈電源電壓過高，鎮(zhèn)流器承受電壓過大，也會出現(xiàn)過熱和高溫現(xiàn)象。

(4)通風(fēng)散熱不良，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的熱量不能及時散發(fā)出去，從而也會使鎮(zhèn)流器出現(xiàn)過熱和高溫現(xiàn)象。

如果鎮(zhèn)流器出現(xiàn)過熱和高溫現(xiàn)象，其周圍的可燃物可能會被引燃，嚴(yán)重時釀成火災(zāi)。

案例:1993年8月12日某市某商業(yè)大廈發(fā)生火災(zāi)，原因是由于后樓出租柜臺的售貨員下班時未按規(guī)定關(guān)燈引起的。這支熒光燈安裝在柜臺里。由于鎮(zhèn)流器緊貼該柜臺，長時間發(fā)熱且熱量散不出去使鎮(zhèn)流器絕緣老化和損壞，造成鎮(zhèn)流器線圈匝間短路，產(chǎn)生異常高溫，引燃固定鎮(zhèn)流器的木質(zhì)材料，最后釀成特大火災(zāi)。滅火中，有34名官兵受傷，其中3人重傷，這起火災(zāi)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)2千多萬。

高壓汞燈雖然也是一種氣體放電燈，但當(dāng)高壓汞燈額定功率比較大時，其燈泡表面溫度仍可高達(dá)250℃左右，同樣會引燃其周圍的可燃物。同時因?yàn)楦邏汗療舻逆?zhèn)流器是發(fā)熱元件，出現(xiàn)故障時產(chǎn)生過熱和異常高溫現(xiàn)象也將會引燃周圍可燃物，甚至釀成火災(zāi)。

霓虹燈的火災(zāi)危險主要來自霓虹燈專用的升壓變壓器及其高壓側(cè)線路。如果升壓變壓器高壓側(cè)的絕緣子上存有污穢塵埃，并受潮濕空氣或雨水侵襲時，由于高電壓的作用將會發(fā)生單相對中性線或者單相對地的泄漏電流。一般常以電弧性短路形式出現(xiàn)，電弧溫度很高，可高達(dá)3 000℃，將會引燃周圍的可燃物。與此同時泄漏電流還會使升壓變壓器輸出功率增大使其過載，導(dǎo)致線圈絕緣加速老化乃至損壞，最后發(fā)展為變壓器繞組內(nèi)部短路溫度急劇增加燒毀變壓器。如果周圍存在可燃物，將會引燃甚至釀成火災(zāi)。

3 照明裝置的防火防爆措施

各種照明燈具在把電能轉(zhuǎn)換成光能的過程中，都伴有能量損耗，致使燈具表面溫度較高。所以要根據(jù)環(huán)境場所的火災(zāi)危險性來選擇照明燈具。而且照明裝置應(yīng)與可燃物、可燃結(jié)構(gòu)之間保持一定的距離。嚴(yán)禁用紙、布或其他可燃物遮擋燈具。除此之外，還應(yīng)符合下列防火要求。

燈泡的正下方，不宜堆放可燃物品。燈泡距地面高度一般不應(yīng)低于2 m。如必須低于此高度時，應(yīng)采取必要的防護(hù)措施?？赡軙龅脚鲎驳膱鏊?，燈泡應(yīng)有金屬或其他網(wǎng)罩防護(hù)。

鹵鎢燈燈管附近的導(dǎo)線應(yīng)采用耐熱絕緣導(dǎo)線(如玻璃絲、石棉、瓷珠等護(hù)套的導(dǎo)線)，而不應(yīng)采用具有延燃性絕緣導(dǎo)線，以免燈管高溫破壞絕緣引起短路。

室外或某些特殊場所的照明燈具應(yīng)有防濺設(shè)施，防止水滴濺到高溫的燈泡表面，使燈泡炸裂。燈泡破碎后，應(yīng)及時更換。

鎮(zhèn)流器與燈管的電壓和容量相匹配。鎮(zhèn)流器安裝時應(yīng)注意通風(fēng)散熱，不準(zhǔn)鎮(zhèn)流器直接固定在可燃物上，否則應(yīng)用不燃的隔熱材料進(jìn)行隔離。

可燃吊頂內(nèi)暗裝的燈具功率不宜過大，并應(yīng)以白熾燈或熒光燈為主，而且燈具上方應(yīng)保持一定的空間，以利散熱。另外，暗裝燈具及其發(fā)熱附件，周圍應(yīng)用不燃材料(石棉板或石棉布)做好防火隔熱處理，否則可燃材料上應(yīng)刷防火涂料。

以上討論了燈具本身的防火措施。除此之外，照明裝置其他部分也存在一定的火災(zāi)危險性。所以要搞好照明線路、燈座、燈具開關(guān)、掛線盒等設(shè)備的防火。

綜上所述，我們討論了常用照明燈具主要防火防爆措施。除此之外，電氣線路的其他部分也存在著一定的火災(zāi)的危險性，所以，我們應(yīng)防患于未然，做好照明系統(tǒng)及有關(guān)電路的防火和防爆工作。

［1］劉鴻國編著.電氣火災(zāi)預(yù)防檢測技術(shù)［M］.北京:中國電力出版社，2006

［2］楊在塘主編.電氣防火工程［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1997

［3］夏洪永，俞章毅主編.電氣安全技術(shù)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008

［4］何利民，尹全英編著.怎樣查找電氣故障［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1999

［5］張慶河主編.電氣安與靜電安全［M］.北京:中國石化出版社，2005