安科瑞對于木材加工企業(yè)的電氣火災(zāi)隱患及電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用
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摘 要：本文分析了木材加工企業(yè)的特點、現(xiàn)狀及常見電氣火災(zāi)隱患，提出了清理電氣火災(zāi)隱患的措施。介紹了木材加工企業(yè)常用電氣設(shè)備的選用及電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在其低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用方案及產(chǎn)品選型。
關(guān)鍵詞：木材加工企業(yè)；電氣火災(zāi)；電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)
0 引言
隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，木材加工工業(yè)也迅速發(fā)展起來，木材的綜合利用率不斷提高。國有、集體、私營以及三資性質(zhì)的木材加工企業(yè)不斷增加。由于一般木材加工廠的廠房防火性能較低，加工原料都是可燃物質(zhì)，剩余廢料更容易燃燒。其中如木屑等遇火后，陰燃時間較長，不易及時發(fā)現(xiàn)；有的工序使用易燃膠液，因此，這類企業(yè)容易發(fā)生火災(zāi)，一旦發(fā)生火災(zāi)，損失巨大。
1 木材加工企業(yè)的特點
木材屬于可燃物質(zhì)，燃點低，一般在250℃～300℃，有的木材用明火點燃時，著火點為157℃，自燃點一般在350℃左右。在木材加工過程中，產(chǎn)生大量的鋸末、刨花、木屑、木粉等，這些物質(zhì)比木材疏松，與空氣接觸面大，水分容易蒸發(fā)，所以比木材更易燃燒。此外，木屑如果堆積在一起，由于鋸木時摩擦而生產(chǎn)的熱量未散，或受輻射熱的影響，以及發(fā)熱等原因，使氣化過程加速，產(chǎn)生更多的熱量，往往使堆內(nèi)溫度不斷提高，而且聚集不散，引起自燃。特別是在人造板生產(chǎn)中還大量使用易燃，可燃的膠料，相應(yīng)地又增加了木材加工生產(chǎn)過程中的火災(zāi)危險性。木材加工，除膠料配制、油漆等工段屬甲類生產(chǎn)外，大部分生產(chǎn)工藝都屬于丙類生產(chǎn)，但與其他丙類生產(chǎn)相比較，木材加工的火災(zāi)危險性要大。所以，對木材加工企業(yè)的防火工作很重視，將該類企業(yè)列為重要防火單位。對新建木材加工企業(yè)的設(shè)計、施工審查驗收非常嚴(yán)格，同時對已生產(chǎn)的木材加工的企業(yè)的消防工作不斷進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督檢查，以防止火災(zāi)事故的發(fā)生。然而發(fā)生在木材加工企業(yè)的火災(zāi)事故仍連年不斷，給和企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失，人民的生命和財產(chǎn)受到嚴(yán)重威脅。
2 火災(zāi)形勢及歷史教訓(xùn)
由于我國的社會消防工作基礎(chǔ)薄弱，長期滯后于經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，至今火災(zāi)發(fā)生率仍然較高。根據(jù)1998年1月1日公安部消防局孫倫局長在北京舉行的新聞發(fā)布會上公布的1997年統(tǒng)計數(shù)據(jù)：1997年，全國共發(fā)生火災(zāi)（不含森林、草原火災(zāi)）14余萬起，死2722人，傷4930人，直接財產(chǎn)損失15.4億元。其中發(fā)生特大火災(zāi)88起，死亡454人，傷366人，直接財產(chǎn)損失3.6億元。造成火災(zāi)的主要原因中，違章用電、亂拉亂接電線等引起的火災(zāi)占很大的比例。由此可見，木材加工企業(yè)的消防工作不容忽視。
1990年一場大火無情的燒毀了成都木材綜合工廠制材車間，直接經(jīng)濟損失近兩百多萬元，間接損失難以估計。經(jīng)成都市消防支隊在現(xiàn)場勘查取證，認(rèn)定為電氣引起火災(zāi)。火災(zāi)的前一天下午，生產(chǎn)線5＃斷鋸機操作工工作完成后，未拉開電源刀閘，匆匆下班，離開了車間。晚上，該設(shè)備的磁力起動器因絕緣擊穿，引起相間短路，電弧和高溫銅熔珠從破損的外殼缺口處飛，引燃樓板的鋸末、粉塵。火勢迅速漫延，在短短的幾十分鐘內(nèi)，將建筑面積2000多平方米，生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)3萬立方米鋸材的制材車間毀于一旦。損失是慘重的，教訓(xùn)也是非常深刻的，所以，提高消防意識，加強用電管理是非常重要的。
3 木材加工企業(yè)的現(xiàn)狀和常見的電氣隱患
近年來，隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，木材加工行業(yè)發(fā)展迅速，行業(yè)格局也發(fā)生了很大的變化。由國營大中型企業(yè)為主，變?yōu)橐匀Y企業(yè)、個體和私營企業(yè)為主的局面。目前原國營大中型企業(yè)，由于受市場經(jīng)濟的沖擊較大，企業(yè)經(jīng)濟效益連年滑坡，有的停產(chǎn)關(guān)門，有的出租、轉(zhuǎn)讓生產(chǎn)廠房和設(shè)備，有的“騰籠養(yǎng)鳥"搞第三產(chǎn)業(yè)。總之，企業(yè)經(jīng)濟效益差，無力對老廠房、舊電氣線路進(jìn)行技術(shù)改造，使電氣火險隱患逐年突出。近年來新建的“三資"企業(yè)，大都由相關(guān)設(shè)計部門設(shè)計，并經(jīng)過消防部門的審查、驗收，消防狀況總的來說是比較好的。但是，為了擴大產(chǎn)量、增大效益、降低成本，往往采用滿負(fù)荷甚至超負(fù)荷生產(chǎn)。在生產(chǎn)過程中，原料、在產(chǎn)品、成品和廢料的堆放也比較密集，疏忽了防火的管理。個體私營企業(yè)，由于資金少，規(guī)模小，只注意生產(chǎn)，不重視防火。從設(shè)計到生產(chǎn)均不正規(guī)，生產(chǎn)和管理人員消防意識淡薄。這類企業(yè)，生產(chǎn)場地窄小，廠房簡陋，設(shè)備布置擁擠，電氣線路亂拉亂接，電器元件殘缺、裸露，產(chǎn)品亂堆亂放，粉塵、木屑遍地，火災(zāi)隱患非常嚴(yán)重。木材加工企業(yè)中存在的電氣火災(zāi)隱患主要有以下幾方面。
3.1 電氣線路和設(shè)備的設(shè)計、施工不規(guī)范
未按照有關(guān)設(shè)計防火規(guī)范和爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范進(jìn)行設(shè)計和電氣設(shè)備選型。或者生產(chǎn)場所的防火防爆等級確定不當(dāng)，設(shè)備選型不當(dāng)。例如，油漆廠房屬爆炸危險場所，常見有的小廠家使用普通鐵殼開關(guān)或膠蓋刀閘，絕緣導(dǎo)線穿塑料管明敷，有的甚至直接采用絕緣導(dǎo)線明敷為用電器具供電。又如：有些廠家在有火災(zāi)爆炸危險場所，使用防護式電動機生產(chǎn)。有的小廠家甚至將油漆、鋸機、刨床等設(shè)備都集中在一個狹小的廠房里進(jìn)行生產(chǎn)，電氣線路亂拉亂接，等等。施工粗糙，未按施工規(guī)范要求進(jìn)行施工。主要有：購買的電氣材料質(zhì)量差，電線電纜的線徑不夠、中間有斷股；電線、電纜與設(shè)備或用電器具的連接未用接線端子，直接纏繞后加螺母；接線端子連接時未用墊圈，壓接不緊；銅、鋁導(dǎo)體未經(jīng)過處理直接連接；電線保護管使用不當(dāng)；保護接地和接零混用；接地電極數(shù)量不夠、接地電阻大等。新增用電設(shè)備，未核算原有供電設(shè)備和線路的負(fù)載率，未按電壓損失校驗截面積；線路的敷設(shè)方式不規(guī)范，接通了事。電氣控制元器件的選擇使用未考慮現(xiàn)場的生產(chǎn)環(huán)境和防火等級。
3.2 在正常生產(chǎn)中疏于管理，不重視維修檢查
常見的電氣隱患有：（1）變壓器缺油、長期過載、絕緣油油質(zhì)下降；（2）門、窗損壞，蛇等小動物進(jìn)入變配電間；（3）用銅絲代替保險絲；（4）電機軸承缺油，接線端子連接不良，端子盒蓋缺損；（5）電壓低，電動機的啟動轉(zhuǎn)矩不夠；（6）電控柜密封差，內(nèi)部積灰、積粉塵嚴(yán)重；（7）線路絕緣老化、脫落、線頭裸露；（8）線路過負(fù)荷，發(fā)熱嚴(yán)重；（9）接頭處因氧化、銹蝕，接觸電阻變大；（10）線路亂拉亂接；（11）用普通的膠木刀閘代替鐵殼開關(guān)和自動開關(guān)等。
4 木材加工企業(yè)清理電氣火險隱患的措施
1） 大力宣傳《消防法》，提高消防意識，增加消防知識
2） 認(rèn)真執(zhí)行《消防法》按規(guī)范設(shè)計、施工、驗收、預(yù)防火險隱患的產(chǎn)生
3 ）加強工程項目施工的檢查驗收工作，確保電氣安裝工程質(zhì)量達(dá)到要求，預(yù)防電氣火險隱患的發(fā)生
4 ）建立健全完善的用電管理制度，并嚴(yán)格執(zhí)行，預(yù)防電氣火災(zāi)發(fā)生
5 ）加速老企業(yè)的整改工作，把電氣火險隱患降低到小值
6 ）結(jié)合新的消防要求，加裝電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備和系統(tǒng)
5 木材加工企業(yè)所用的電氣設(shè)備及線路選擇計算方法
企業(yè)在生產(chǎn)過程中要不斷進(jìn)行技術(shù)改造和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。為適應(yīng)生產(chǎn)的需要，電氣設(shè)備和線路也要求進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。這種情況下，一般是由企業(yè)自己的工程技術(shù)人員來完成其設(shè)計工作。這里將木材加工企業(yè)中常用的電氣設(shè)備和線路選擇計算方法做一簡單介紹。
5.1 電氣設(shè)備的選擇
電氣設(shè)備的選擇，在確定設(shè)備安裝區(qū)域的爆炸和火災(zāi)危險等級的前提下，應(yīng)按照《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》（GB50058-92）中的各種電氣設(shè)備防爆結(jié)構(gòu)的選型表和各種電氣設(shè)備防護結(jié)構(gòu)的選型表選擇與其安裝區(qū)域的爆炸和火災(zāi)危險等級相適宜的電氣設(shè)備型號。
5.2 電氣線路的選擇
首先，應(yīng)根據(jù)各生產(chǎn)區(qū)域的爆炸和火災(zāi)危險等級，按照《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電氣裝置設(shè)計規(guī)范》（GB50058-92）要求，確定電線、電纜的類型、小截面、線路的走向和敷設(shè)方式等。其次，根據(jù)供電線路所帶設(shè)備的數(shù)量和電機功率以及設(shè)備運行方式，確定線路的計算電流和計算負(fù)荷以及負(fù)荷工作時間。線路的計算電流和計算負(fù)荷的確定有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法、單位面積功率法和單位指標(biāo)法等等，設(shè)計者可根據(jù)需要選擇相應(yīng)的方法進(jìn)行計算。電線、電纜截面的選擇應(yīng)按線路計算電流小于一定的敷設(shè)條件下導(dǎo)線相應(yīng)工作時間的載流量選擇導(dǎo)線截面積，同時要考慮線路敷設(shè)地段的散熱條件。導(dǎo)線截面積選好后，還需要按線路的敷設(shè)作為進(jìn)行電壓損失校驗，一般動力負(fù)荷的低壓線路的允許電壓損失為5％。帶有照明負(fù)荷的低壓線路的允許電壓損失為3％～5％。再按照《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電氣裝置設(shè)計規(guī)范》（GB50058-92）有關(guān)章節(jié)要求進(jìn)行校驗。
5.3 電氣保護的配置
一般木材加工企業(yè)常用的是10kV以下配電變壓器、電動機和低壓供電線路，其電氣保護的選擇方法為：
（1）變壓器保護 一般400kVA以下的變壓器采用高壓跌落保險保護。跌落保險的選擇，首先應(yīng)確定其額定電壓為工作電壓，再根據(jù)變壓器上限工作電流乘以一個系數(shù)來確定熔體的額定電流。
（2）電動機保護和啟動方式 木材加工企業(yè)使用的電機一般都是380V低壓變流電機，很少采用高壓電機。
（3）低壓線路保護 為在電氣故障時，防止人身間接電擊、電氣線路損壞和電氣火災(zāi)，低壓配電線路應(yīng)按要求裝設(shè)短路保護過負(fù)載保護和接地故障保護。低壓配電線路上下級保護電器的動作應(yīng)具有選擇性，各級間應(yīng)能協(xié)調(diào)配合，但對于非重要負(fù)荷，可無選擇性切斷。配電線路應(yīng)裝設(shè)短路保護，保護電器應(yīng)裝設(shè)在每回線路的電源側(cè)、線路的分支處和線路載流量減小處，距離被保護線路與電源線路的連接處3米以內(nèi)，且不靠近可燃物的地方。用于線路短路和過載保護的電器有：熔斷器、自動空氣開關(guān)。
（4）低壓線路電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備和系統(tǒng)的配置
電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要通過裝設(shè)于各配電回路的剩余電流式電氣火災(zāi)探測器、故障電弧探測器和電氣防火限流式保護器，對線路的剩余電流、過電流、過電壓、溫度、故障電弧等信號進(jìn)行采集和監(jiān)視，實現(xiàn)對電氣火災(zāi)的早期預(yù)警和報警，當(dāng)必要時聯(lián)動切除切除信號超標(biāo)的回路，對短路回路進(jìn)行短路滅弧保護，達(dá)到預(yù)防和保護的目的。
下圖為某木材加式企業(yè)配電系統(tǒng)電氣火災(zāi)監(jiān)控配置方案，采用了安科瑞品牌的監(jiān)測系統(tǒng)和監(jiān)控設(shè)置。
該方案低壓配電回路設(shè)置了安科瑞ARCM系列的剩余電流式電氣火災(zāi)探測器，用來監(jiān)測各回路的剩余電流和線纜溫度。照明回路中裝設(shè)了AFDD系列的故障電弧保護器，用來監(jiān)測回路中的故障電弧，并進(jìn)行保護。倉庫的配電回路裝設(shè)了ASCP系列的電氣防火限流式保護器，用于線路的短路滅弧保護。所有監(jiān)測設(shè)備通過RS485總線組網(wǎng)后，將數(shù)據(jù)上傳到Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控主機，實現(xiàn)對所有監(jiān)測數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控。方案的產(chǎn)品選型表如下表所示：
該企業(yè)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)運行以來，共報警并排查了線路漏電故障6起，故障電弧故障3起，避免了因故障導(dǎo)致更大電氣隱患，對預(yù)防電氣火災(zāi)事故起到了積極的作用。
6、總結(jié)
木材加工企業(yè)作為火災(zāi)危險場所，防火要求至關(guān)重要。傳統(tǒng)的老舊企業(yè)在電氣設(shè)計上已不符合新的電氣防火規(guī)范的要求，為了提高供電系統(tǒng)，需要進(jìn)行配電系統(tǒng)改造。隨著新的電氣防火技術(shù)和防火設(shè)備的不斷出現(xiàn)，結(jié)合新的規(guī)范要求，可以采用電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備和系統(tǒng)，以實現(xiàn)對電氣火災(zāi)的預(yù)防、報警與保護，減少電氣火災(zāi)事故的發(fā)生。
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