電纜作為電力傳輸的“血管”,廣泛分布于日常生活和工業生產中。然而,一旦電纜起火甚至爆炸,不僅會造成大規模停電,還可能引發火災、人員傷亡等嚴重后果。究竟是什么原因導致了這些看似“安靜”的電纜突然變成危險源?以下是科學角度的關鍵解析。
當電流超過電纜的設計載流量時,導體因電阻發熱會導致溫度急劇上升。絕緣材料(如聚乙烯、聚氯乙烯)在高溫下逐漸老化、碳化,最終失去絕緣功能并引發短路。若周圍存在可燃物(如油污、粉塵),高溫可能直接點燃它們,造成火災或爆炸。
電纜因絕緣破損、老化或外部機械損傷可能導致相間或對地短路。短路時電流驟增至正常值的數十倍,瞬間產生高溫電弧(可達3000℃以上),足以熔化金屬導體并引燃絕緣層。若短路點處于密閉空間(如電纜溝),積聚的可燃氣體(如絕緣材料分解產生的甲烷)還可能被電弧引爆。
電纜接頭、終端或連接器若安裝不當(如壓接不緊、接觸面氧化),會導致局部接觸電阻過大。通電時這些部位會異常發熱,形成高溫熱點,加速絕緣退化甚至直接引發火花。在石油、化工等爆炸性環境中,火花可能直接點燃易燃易爆混合物。
電纜若敷設在高溫環境(如靠近蒸汽管道、冶煉爐)或直接暴露于明火中,外部熱源會加速絕緣層熔化、燃燒。此外,電纜溝內堆積的易燃物(如油紙、塑料垃圾)遇外部火星也可能率先起火,進而引燃整條電纜線路。
電纜長期運行后,絕緣材料因電應力、化學腐蝕或紫外線照射逐漸脆化、龜裂。劣質電纜(如使用回收料或摻雜無機物)更易提前老化。絕緣性能下降后,局部放電(電暈)現象加劇,持續放電產生的臭氧和熱量會進一步腐蝕材料,最終擊穿絕緣形成起火點。
在腐蝕性環境(如酸雨區、化工廠)中,電纜金屬護套或鎧裝可能被腐蝕穿孔,導致水分侵入引發短路。此外,鼠蟻啃咬、真菌滋生等生物性破壞也會直接損傷絕緣層,成為電流泄漏的通道。
嚴格選型與設計:根據環境選擇阻燃、耐高溫電纜(如交聯聚乙烯絕緣),避免過載設計。
定期巡檢與監測:使用紅外熱像儀檢測接頭溫度,及時發現過熱點;對老舊線路進行絕緣電阻測試。
規范安裝與維護:確保接頭密封防潮,清理電纜通道內的可燃物,避免機械損傷。
加裝保護系統:通過熔斷器、斷路器和故障電弧保護裝置快速切斷故障電流。
電纜安全關乎生命與財產,理解其起火爆炸的機理,不僅是技術問題,更是風險管理的重要一環。從設計到維護,每一個環節的疏忽都可能埋下隱患,唯有科學認知與嚴謹實踐相結合,才能有效遏制此類事故的發生。
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