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安科瑞对于木材加工企业的电气火灾隐患及电气火灾监控系统的应用
2023-5-22 阅读(821)
摘 要：本文分析了木材加工企业的特点、现状及常见电气火灾隐患，提出了清理电气火灾隐患的措施。介绍了木材加工企业常用电气设备的选用及电气火灾监控系统在其低压配电系统的应用方案及产品选型。
关键词：木材加工企业；电气火灾；电气火灾监控系统
0 引言
随着我国国民经济的飞速发展，木材加工工业也迅速发展起来，木材的综合利用率不断提高。国有、集体、私营以及三资性质的木材加工企业不断增加。由于一般木材加工厂的厂房防火性能较低，加工原料都是可燃物质，剩余废料更容易燃烧。其中如木屑等遇火后，阴燃时间较长，不易及时发现；有的工序使用易燃胶液，因此，这类企业容易发生火灾，一旦发生火灾，损失巨大。
1 木材加工企业的特点
木材属于可燃物质，燃点低，一般在250℃～300℃，有的木材用明火点燃时，着火点为157℃，自燃点一般在350℃左右。在木材加工过程中，产生大量的锯末、刨花、木屑、木粉等，这些物质比木材疏松，与空气接触面大，水分容易蒸发，所以比木材更易燃烧。此外，木屑如果堆积在一起，由于锯木时摩擦而生产的热量未散，或受辐射热的影响，以及发热等原因，使气化过程加速，产生更多的热量，往往使堆内温度不断提高，而且聚集不散，引起自燃。特别是在人造板生产中还大量使用易燃，可燃的胶料，相应地又增加了木材加工生产过程中的火灾危险性。木材加工，除胶料配制、油漆等工段属甲类生产外，大部分生产工艺都属于丙类生产，但与其他丙类生产相比较，木材加工的火灾危险性要大。所以，对木材加工企业的防火工作很重视，将该类企业列为重要防火单位。对新建木材加工企业的设计、施工审查验收非常严格，同时对已生产的木材加工的企业的消防工作不断进行严格的监督检查，以防止火灾事故的发生。然而发生在木材加工企业的火灾事故仍连年不断，给和企业带来巨大的经济损失，人民的生命和财产受到严重威胁。
2 火灾形势及历史教训
由于我国的社会消防工作基础薄弱，长期滞后于经济建设的发展，至今火灾发生率仍然较高。根据1998年1月1日公安部消防局孙伦局长在北京举行的新闻发布会上公布的1997年统计数据：1997年，全国共发生火灾（不含森林、草原火灾）14余万起，死2722人，伤4930人，直接财产损失15.4亿元。其中发生特大火灾88起，死亡454人，伤366人，直接财产损失3.6亿元。造成火灾的主要原因中，违章用电、乱拉乱接电线等引起的火灾占很大的比例。由此可见，木材加工企业的消防工作不容忽视。
1990年一场大火无情的烧毁了成都木材综合工厂制材车间，直接经济损失近两百多万元，间接损失难以估计。经成都市消防支队在现场勘查取证，认定为电气引起火灾。火灾的前一天下午，生产线5＃断锯机操作工工作完成后，未拉开电源刀闸，匆匆下班，离开了车间。晚上，该设备的磁力起动器因绝缘击穿，引起相间短路，电弧和高温铜熔珠从破损的外壳缺口处飞，引燃楼板的锯末、粉尘。火势迅速漫延，在短短的几十分钟内，将建筑面积2000多平方米，生产规模为年产3万立方米锯材的制材车间毁于一旦。损失是惨重的，教训也是非常深刻的，所以，提高消防意识，加强用电管理是非常重要的。
3 木材加工企业的现状和常见的电气隐患
近年来，随着市场经济的发展，木材加工行业发展迅速，行业格局也发生了很大的变化。由国营大中型企业为主，变为以三资企业、个体和私营企业为主的局面。目前原国营大中型企业，由于受市场经济的冲击较大，企业经济效益连年滑坡，有的停产关门，有的出租、转让生产厂房和设备，有的“腾笼养鸟"搞第三产业。总之，企业经济效益差，无力对老厂房、旧电气线路进行技术改造，使电气火险隐患逐年突出。近年来新建的“三资"企业，大都由相关设计部门设计，并经过消防部门的审查、验收，消防状况总的来说是比较好的。但是，为了扩大产量、增大效益、降低成本，往往采用满负荷甚至超负荷生产。在生产过程中，原料、在产品、成品和废料的堆放也比较密集，疏忽了防火的管理。个体私营企业，由于资金少，规模小，只注意生产，不重视防火。从设计到生产均不正规，生产和管理人员消防意识淡薄。这类企业，生产场地窄小，厂房简陋，设备布置拥挤，电气线路乱拉乱接，电器元件残缺、裸露，产品乱堆乱放，粉尘、木屑遍地，火灾隐患非常严重。木材加工企业中存在的电气火灾隐患主要有以下几方面。
3.1 电气线路和设备的设计、施工不规范
未按照有关设计防火规范和爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范进行设计和电气设备选型。或者生产场所的防火防爆等级确定不当，设备选型不当。例如，油漆厂房属爆炸危险场所，常见有的小厂家使用普通铁壳开关或胶盖刀闸，绝缘导线穿塑料管明敷，有的甚至直接采用绝缘导线明敷为用电器具供电。又如：有些厂家在有火灾爆炸危险场所，使用防护式电动机生产。有的小厂家甚至将油漆、锯机、刨床等设备都集中在一个狭小的厂房里进行生产，电气线路乱拉乱接，等等。施工粗糙，未按施工规范要求进行施工。主要有：购买的电气材料质量差，电线电缆的线径不够、中间有断股；电线、电缆与设备或用电器具的连接未用接线端子，直接缠绕后加螺母；接线端子连接时未用垫圈，压接不紧；铜、铝导体未经过处理直接连接；电线保护管使用不当；保护接地和接零混用；接地电极数量不够、接地电阻大等。新增用电设备，未核算原有供电设备和线路的负载率，未按电压损失校验截面积；线路的敷设方式不规范，接通了事。电气控制元器件的选择使用未考虑现场的生产环境和防火等级。
3.2 在正常生产中疏于管理，不重视维修检查
常见的电气隐患有：（1）变压器缺油、长期过载、绝缘油油质下降；（2）门、窗损坏，蛇等小动物进入变配电间；（3）用铜丝代替保险丝；（4）电机轴承缺油，接线端子连接不良，端子盒盖缺损；（5）电压低，电动机的启动转矩不够；（6）电控柜密封差，内部积灰、积粉尘严重；（7）线路绝缘老化、脱落、线头裸露；（8）线路过负荷，发热严重；（9）接头处因氧化、锈蚀，接触电阻变大；（10）线路乱拉乱接；（11）用普通的胶木刀闸代替铁壳开关和自动开关等。
4 木材加工企业清理电气火险隐患的措施
1） 大力宣传《消防法》，提高消防意识，增加消防知识
2） 认真执行《消防法》按规范设计、施工、验收、预防火险隐患的产生
3 ）加强工程项目施工的检查验收工作，确保电气安装工程质量达到要求，预防电气火险隐患的发生
4 ）建立健全完善的用电管理制度，并严格执行，预防电气火灾发生
5 ）加速老企业的整改工作，把电气火险隐患降低到小值
6 ）结合新的消防要求，加装电气火灾监控设备和系统
5 木材加工企业所用的电气设备及线路选择计算方法
企业在生产过程中要不断进行技术改造和生产结构的调整。为适应生产的需要，电气设备和线路也要求进行相应的调整。这种情况下，一般是由企业自己的工程技术人员来完成其设计工作。这里将木材加工企业中常用的电气设备和线路选择计算方法做一简单介绍。
5.1 电气设备的选择
电气设备的选择，在确定设备安装区域的爆炸和火灾危险等级的前提下，应按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）中的各种电气设备防爆结构的选型表和各种电气设备防护结构的选型表选择与其安装区域的爆炸和火灾危险等级相适宜的电气设备型号。
5.2 电气线路的选择
首先，应根据各生产区域的爆炸和火灾危险等级，按照《爆炸和火灾危险环境电气装置设计规范》（GB50058-92）要求，确定电线、电缆的类型、小截面、线路的走向和敷设方式等。其次，根据供电线路所带设备的数量和电机功率以及设备运行方式，确定线路的计算电流和计算负荷以及负荷工作时间。线路的计算电流和计算负荷的确定有需要系数法、利用系数法、单位面积功率法和单位指标法等等，设计者可根据需要选择相应的方法进行计算。电线、电缆截面的选择应按线路计算电流小于一定的敷设条件下导线相应工作时间的载流量选择导线截面积，同时要考虑线路敷设地段的散热条件。导线截面积选好后，还需要按线路的敷设作为进行电压损失校验，一般动力负荷的低压线路的允许电压损失为5％。带有照明负荷的低压线路的允许电压损失为3％～5％。再按照《爆炸和火灾危险环境电气装置设计规范》（GB50058-92）有关章节要求进行校验。
5.3 电气保护的配置
一般木材加工企业常用的是10kV以下配电变压器、电动机和低压供电线路，其电气保护的选择方法为：
（1）变压器保护 一般400kVA以下的变压器采用高压跌落保险保护。跌落保险的选择，首先应确定其额定电压为工作电压，再根据变压器上限工作电流乘以一个系数来确定熔体的额定电流。
（2）电动机保护和启动方式 木材加工企业使用的电机一般都是380V低压变流电机，很少采用高压电机。
（3）低压线路保护 为在电气故障时，防止人身间接电击、电气线路损坏和电气火灾，低压配电线路应按要求装设短路保护过负载保护和接地故障保护。低压配电线路上下级保护电器的动作应具有选择性，各级间应能协调配合，但对于非重要负荷，可无选择性切断。配电线路应装设短路保护，保护电器应装设在每回线路的电源侧、线路的分支处和线路载流量减小处，距离被保护线路与电源线路的连接处3米以内，且不靠近可燃物的地方。用于线路短路和过载保护的电器有：熔断器、自动空气开关。
（4）低压线路电气火灾监控设备和系统的配置
电气火灾监控系统主要通过装设于各配电回路的剩余电流式电气火灾探测器、故障电弧探测器和电气防火限流式保护器，对线路的剩余电流、过电流、过电压、温度、故障电弧等信号进行采集和监视，实现对电气火灾的早期预警和报警，当必要时联动切除切除信号超标的回路，对短路回路进行短路灭弧保护，达到预防和保护的目的。
下图为某木材加式企业配电系统电气火灾监控配置方案，采用了安科瑞品牌的监测系统和监控设置。
该方案低压配电回路设置了安科瑞ARCM系列的剩余电流式电气火灾探测器，用来监测各回路的剩余电流和线缆温度。照明回路中装设了AFDD系列的故障电弧保护器，用来监测回路中的故障电弧，并进行保护。仓库的配电回路装设了ASCP系列的电气防火限流式保护器，用于线路的短路灭弧保护。所有监测设备通过RS485总线组网后，将数据上传到Acrel-6000/B电气火灾监控主机，实现对所有监测数据的远程集中监控。方案的产品选型表如下表所示：
该企业电气火灾监控系统运行以来，共报警并排查了线路漏电故障6起，故障电弧故障3起，避免了因故障导致更大电气隐患，对预防电气火灾事故起到了积极的作用。
6、总结
木材加工企业作为火灾危险场所，防火要求至关重要。传统的老旧企业在电气设计上已不符合新的电气防火规范的要求，为了提高供电系统，需要进行配电系统改造。随着新的电气防火技术和防火设备的不断出现，结合新的规范要求，可以采用电气火灾监控设备和系统，以实现对电气火灾的预防、报警与保护，减少电气火灾事故的发生。
参考文献
【1】工业与民用配电设计手册．第二版．水利电力出版社，1994，12
【2】工业与民用电力装置设计规范．中国建筑工业出版社，1990，9
【3】防火检查手册．上海科学技术出版社，1982，12
【4】李平生.浅谈木材加工企业的电气火灾隐患及其防范措施.四川林业科技.1999,6(20)
【5】企业微电网设计与应用手册. 2022.05
