淺談木材加工企業(yè)的電氣火災隱患及電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的應用

安科瑞 陳聰

摘要：本文分析了木材加工企業(yè)的特點、現(xiàn)狀及常見電氣火災隱患，提出了消滅電氣火災隱患的措施。結尾介紹了木材加工企業(yè)常用電氣設備的選用及電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在其低壓配電系統(tǒng)的應用方案及產(chǎn)品選型。

關鍵詞：木材加工企業(yè)；電氣火災；電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

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，一旦發(fā)生火災，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，較低著火點為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，以及腐壞發(fā)熱等原因，促使氣化過程加速，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，相應地又增加了木材加工生產(chǎn)過程中的火災危險性。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，木材加工的火災危險性要大。所以，國家對木材加工企業(yè)的防火工作特別重視，將該類企業(yè)列為①級防火單位。對新建木材加工企業(yè)的設計、施工審查驗收非常嚴格，同時對已生產(chǎn)的木材加工的企業(yè)的安全消防工作不斷進行嚴格的監(jiān)督檢查，以防止火災事故的發(fā)生。然而發(fā)生在木材加工企業(yè)的火災事故仍連年不斷，給國家和企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失，人民的生命和財產(chǎn)安全受到嚴重威脅。

2 火災形勢

由于我國的社會消防工作基礎薄弱，長期滯后于經(jīng)濟建設的發(fā)展，至今火災發(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（不含森林、草原火災）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88起，死亡454人，傷366人，直接財產(chǎn)損失3.6億元。造成火災的主要原因中，違章用電、亂拉亂接電線等引起的火災占很大的比例。由此可見，木材加工企業(yè)的消防工作不容忽視。

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)關門，有的出租、轉(zhuǎn)讓生產(chǎn)廠房和設備，有的“騰籠養(yǎng)鳥"搞第三產(chǎn)業(yè)?？傊?，企業(yè)經(jīng)濟效益差，無力對老廠房、舊電氣線路進行技術改造，使電氣火險隱患逐年突出。近年來新建的“三資"企業(yè)，大都由設計部門設計，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、提升效益、降低成本，往往采用滿負荷甚至超負荷生產(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，疏忽了安全防火的管理。個體私營企業(yè)，由于資金少，規(guī)模小，只注重生產(chǎn)，不重視安全防火。從設計到生產(chǎn)均不正規(guī)，生產(chǎn)和管理人員消防安全意識淡薄。這類企業(yè)，生產(chǎn)場地窄小，廠房簡陋，設備布置擁擠，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，火災隱患非常嚴重。木材加工企業(yè)中存在的電氣火災隱患主要有以下幾方面。

3.1 電氣線路和設備的設計、施工不規(guī)范

未按照國家有關設計防火規(guī)范和爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范進行設計和電氣設備選型?；蛘呱a(chǎn)場所的防火防爆等級確定不當，設備選型不當。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或膠蓋刀閘，絕緣導線穿塑料管明敷，有的甚至直接采用絕緣導線明敷為用電器具供電。又如：有些廠家在有火災爆炸危險場所，使用防護式電動機生產(chǎn)。有的小廠家甚至將油漆、鋸機、刨床等設備都集中在一個狹小的廠房里進行生產(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、鋁導體未經(jīng)過處理直接連接；電線保護管使用不當；保護接地和接零混用；接地電極數(shù)量不夠、接地電阻大，等等。新增用電設備，未核算原有供電設備和線路的負載率，未按電壓損失校驗截面積；線路的敷設方式不規(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、鼠等小動物進入變配電間；（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、積粉塵嚴重；（7）線路絕緣老化、脫落、線頭裸露；（8）線路過負荷，發(fā)熱嚴重；（9）接頭處因氧化、銹蝕，接觸電阻增加；（10）線路亂拉亂接；（11）用普通的膠木刀閘代替鐵殼開關和自動開關；（12）鐵殼開關的外蓋損壞或常打開；（13）在油漆、粉塵嚴重的場所拉接大功率的普通白熾燈；（14）產(chǎn)成品的堆碼過高，緊靠照明燈具；（15）生產(chǎn)區(qū)燈泡碎裂后，不及時更換；（16）膠木燈口上擰接200W以上的白熾燈泡；（17）生產(chǎn)操作人員隨意使用電爐等電熱器具；（18）燈口、接線盒開關損壞；殘缺、接頭裸露，等等。

4 歷史教訓

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，認定為電氣引起火災?；馂牡那耙惶煜挛?，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?；饎菅杆俾?，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，教訓也是非常深刻的，所以，提高消防意識，加強安全用電管理是非常重要的。

5 木材加工企業(yè)消滅電氣火險隱患的措施

5.1 大力宣傳《消防法》，提高消防意識，增加消防知識

近年來，我國火災形勢嚴峻，大火災時有發(fā)生，造成了大量人員傷亡，直接財產(chǎn)損失數(shù)十億元。在一定程度上影響了經(jīng)濟建設和社會安定。對此，我國政府非常重視，于1998年4月29日公布了《中華人民共和國消防法》并于1998年9月1日正式實施。要防止火災于未然首先是要充分認識火災的危害性，加大宣傳力度，使企業(yè)每一個職工都能對火災的危害性有充分的認識。同時要加強職工隊伍的消防知識和消防技能的培訓，提高每一個職工的防火、救火能力。

5.2 認真執(zhí)行《消防法》按規(guī)范設計、施工、驗收、預防火險隱患的產(chǎn)生

對于新建和進行技術改造的木材加工企業(yè)，須嚴格按照有關建筑防火規(guī)范和《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》（GB50058-92）進行電氣部分的設計，并嚴格按照規(guī)定報消防部門審核、驗收，為將來的消防安全工作打好基礎。

5.3 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)量達到要求，預防電氣火險隱患的發(fā)生

首先要嚴把電氣安裝工程所需材料、設備的購置關。目前，市場上電氣產(chǎn)品、良莠不齊，以絕緣導線為例，市場上常見的偽劣產(chǎn)品有的實際截面積小于標稱截面積達10％以上；有的標明長度為100米，實際只有80多米；有的芯線有斷股；有的絕緣層厚薄不勻，且韌性差，易拆斷等等。這類生產(chǎn)廠家的多數(shù)是無生產(chǎn)許可證的一些小型鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)。所以，在材料采購時一定要注意產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)許可證和產(chǎn)品檢驗合格證等，不可貪便宜。

在施工過程中要嚴格按照設計圖要求和有關電氣安裝驗收規(guī)范進行安裝施工。特別要在細小部位上按規(guī)范要求做好。要確保每個導線（體）接點連接緊密、接觸良好，必要時導體接觸面上涂電力脂，以保證接觸面積。在爆炸性氣體環(huán)境1區(qū)內(nèi)的電纜線路嚴禁有中間接頭，爆炸性氣體環(huán)境2區(qū)和爆炸性粉塵環(huán)境10區(qū)和1區(qū)電纜線路不應有中間接頭。在爆炸危險環(huán)境內(nèi)的電氣設備的金屬外殼應可靠接地，并應采用專門的接地線。在爆炸危險場所使用鋁芯導線或電纜時，導線或電纜的連接與封端，應采用壓接、焊接或釬焊；接地線（或零線）的截面一定要保證。與設備接地（接零）端子一定要壓接良好；接地和接零不能混用；導線與接線端子連接時，一定加墊圈；對于多股導線或軟導線一定要壓接或焊接接線鼻子；每個接線端子上連接導線不得超過兩根，等等。對工程質(zhì)量的檢查驗收是非常關鍵的一個環(huán)節(jié)。負責此項工作的人員一定要嚴把質(zhì)量關，從安裝工程開始到結束應跟蹤檢查，督促施工人員嚴格按規(guī)范完成每一項工作。

5.4 建立健全完善的安全用電管理制度，并嚴格執(zhí)行，預防電氣火災發(fā)生

建立完善的用電管理制度，要從上到下，層層分明、責任落實到每個人。對于新增或轉(zhuǎn)移用電負荷，搭接新線路、拉接臨時施工電源，須由技術管理部門統(tǒng)一負責。停送電操作巡視檢查、值班、維修等應嚴格執(zhí)行電氣作業(yè)安全組織措施的七項管理制度，并認真做好安全技術措施。電氣工作人員須加強安全技術職業(yè)培訓，嚴格考核標準，堅持證上網(wǎng)操作。應堅持巡回檢查制度，發(fā)生問題，及時處理，消滅隱情。設備操作崗位，須落實，停機斷電制度，責任落實到人。總之，完善制度嚴格執(zhí)行責任到人，獎罰分明，是預防電氣火災隱患的較合理的方法。

5.5 加速老企業(yè)的整改工作，把電氣火險隱患降低到較小

目前，大多數(shù)老企業(yè)存在不同程度的電氣線路和元器件老化現(xiàn)象，有的還相當嚴重。根據(jù)目前的火災形勢，老企業(yè)須認真抓好電氣火險隱患的整改工作。首先，要進行企業(yè)內(nèi)部的自查，針對檢查出的問題逐項落實資金進行整改，對不能及時整改的隱患要求相應的防范措施，專人負責檢查管理。其次，要請消防部門進一步檢查，認真完成整改工作。

5.6 結合新的消防要求，加裝電氣火災監(jiān)控設備和系統(tǒng)

新建木材加工企業(yè)，在電氣設計時嚴格按照國家標準和規(guī)范的要求，通過電氣火災監(jiān)控設備來預防和保護低壓配電系統(tǒng)，防止電氣火災事故。老的企業(yè)由于線路和用電設備老化，電氣事故頻發(fā)，更應該通過加裝電氣火災監(jiān)控設備和系統(tǒng)，來提升系統(tǒng)的安全性，減少由于電氣故障引起的火災事故。

     6 木材加工企業(yè)所用的電氣設備及線路選擇計算方法

     企業(yè)在生產(chǎn)過程中要不斷進行技術改造和生產(chǎn)結構的調(diào)整。為適應生產(chǎn)的需要，電氣設備和線路也要求進行相應的調(diào)整。這種情況下，一般是由企業(yè)自己的工程技術人員來完成其設計工作。這里將木材加工企業(yè)中常用的電氣設備和線路選擇計算方法做一簡單介紹。

6.1 電氣設備的選擇

電氣設備的選擇，在確定設備安裝區(qū)域的爆炸和火災危險等級的前提下，應按照《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》（GB50058-92）中的各種電氣設備防爆結構的選型表和各種電氣設備防護結構的選型表選擇與其安裝區(qū)域的爆炸和火災危險等級相適宜的電氣設備型號。

6.2 電氣線路的選擇

    首先，應根據(jù)各生產(chǎn)區(qū)域的爆炸和火災危險等級，按照《爆炸和火災危險環(huán)境電氣裝置設計規(guī)范》（GB50058-92）要求，確定電線、電纜的類型、較小截面、線路的走向和敷設方式等。其次，根據(jù)供電線路所帶設備的數(shù)量和電機功率以及設備運行方式，確定線路的計算電流和計算負荷以及負荷工作時間。線路的計算電流和計算負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法等等，設計者可根據(jù)需要選擇相應的方法進行計算。電線、電纜截面的選擇應按線路計算電流小于一定的敷設條件下導線相應工作時間的載流量選擇導線截面積，同時要考慮線路敷設地段的散熱條件。導線截面積選好后，還須按線路的敷設作為進行電壓損失校驗，一般動力負荷的低壓線路的允許電壓損失為5％。帶有照明負荷的低壓線路的允許電壓損失為3％～5％。結尾再按照《爆炸和火災危險環(huán)境電氣裝置設計規(guī)范》（GB50058-92）有關章節(jié)要求進行校驗。

    6.3 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，首先應確定其額定電壓為工作電壓，再根據(jù)變壓器較大工作電流乘以一個系數(shù)來確定熔體的額定電流。在木材加工行業(yè)中，較大功率的電動機一般都有啟動裝置，在確定系數(shù)時可不考慮電機自起動，該系統(tǒng)一般為1．1～1．3。400kVA～800kVA的變壓器，若企業(yè)僅有一臺專變，電業(yè)局一般要求在變壓器的高壓側裝置SF6高壓斷路器（自帶短路保護和過流保護）。其選擇一般由電業(yè)局有關部門確定。若企業(yè)有兩臺以上專變，應設立一個高壓配電室，完成高壓配電、高壓配電線路的保護、變壓器保護和無功集中補償?shù)裙δ堋?/span>

（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。電機的功率多數(shù)在75kW以下，僅有少數(shù)設備的配套電機達到75kW以上，例如纖維板線使用的熱磨機等。一般情況下生產(chǎn)設備在出廠時均配套有電動機，使用單位只需對設備所配電機的型式按安裝場所的防火防爆等級進行校核即可。

在選擇保護之前，應先按照《工業(yè)與民用通用設備電力裝置設計規(guī)范》GBJ55-83的有關章節(jié)確定電動機的啟動方式。大功率繞線式電動機主要采用頻敏變阻器起動方式。目前頻敏變阻器由內(nèi)置式和外置式兩種，由于內(nèi)置式頻敏變阻器無觸頭，直接安裝于轉(zhuǎn)子軸上，與轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)連接。在啟動時能隨著頻率的變化而自動的改變阻抗，實現(xiàn)電動機的無級起動。適當選擇參數(shù)，可獲得接近恒轉(zhuǎn)矩等機械特性。具有接線簡單、起動平穩(wěn)、成本低、維護方便、無火花產(chǎn)生等優(yōu)點，建議優(yōu)先選擇。我廠纖維分廠的三臺熱磨機于1990年采用內(nèi)置式頻敏變阻器取代了原有的外置式頻敏變阻器，運行幾年效果非常好，維護工作量和維修費用大大降低。鼠籠式電動機的降壓啟動，一般采用自耦變壓器降壓啟動和星三角啟動方式等兩種方式，機械對啟動轉(zhuǎn)矩要求不高時，可選擇星三角啟動方式。電動機的保護應按照《工業(yè)與民用通設備電力裝置設計規(guī)范》GBJ55-83有關章節(jié)進行選擇。木材加工企業(yè)中，由于使用的電動機功率較低，所以，較常用的電機保護裝置是：熔斷器＋熱斷電器和自動空氣開關＋熱繼電器。熔斷器和自動空氣開關主要作為電動機的短路保護和過電流保護，熱繼電器主要作為電動機的過負荷保護。選擇不當，將會留下火災隱患。應按照設計手冊認真選擇和匹配參數(shù)。

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，低壓配電線路應按要求裝設短路保護過負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具有選擇性，各級間應能協(xié)調(diào)配合，但對于非重要負荷，可無選擇性切斷。配電線路應裝設短路保護，保護電器應裝設在每回線路的電源側、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。

低壓配電線路的保護應符合《低壓配電裝置及級路設計規(guī)范》GBJ54-83。低壓配電線路的保護除確定額定電流值和保護整定電流值之外，還要進行保護電器的級間配合校驗和保護電器與配電線路的配合校驗，以達到在低壓線路發(fā)生短路或過載時，能合理地保護用電設備、配電線路和防人身間接電擊，并減少不必要的停電。結尾再按照《爆炸和火災危險環(huán)境電氣裝置設計規(guī)范》（GB50058-92）有關章節(jié)要求進行校驗。

4）低壓線路電氣火災監(jiān)控設備和系統(tǒng)的配置

電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)主要通過裝設于各配電回路的剩余電流式電氣火災探測器、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、故障電弧等信號進行采集和監(jiān)視，實現(xiàn)對電氣火災的早期預警和報警，當必要時聯(lián)動切除切除信號超標的回路，對短路回路進行短路滅弧保護，達到預防和保護的目的。

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)控設置。

該方案低壓配電回路設置了安科瑞ARCM系列的剩余電流式電氣火災探測器，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，并進行保護。倉庫的配電回路裝設了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電氣火災監(jiān)控主機，實現(xiàn)對所有監(jiān)測數(shù)據(jù)的遠程集中監(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，避免了因故障導致更大電氣安全隱患，對預防電氣火災事故起到了積極的作用。

7 總結

木材加工企業(yè)作為火災危險場所，防火要求至關重要。傳統(tǒng)的老舊企業(yè)在電氣安全設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)的安全，需要進行配電系統(tǒng)改造。隨著新的電氣防火技術和防火設備的不斷出現(xiàn)，結合新的規(guī)范要求，可以采用電氣火災監(jiān)控設備和系統(tǒng)，以實現(xiàn)對電氣火災的預防、報警與保護，減少電氣火災事故的發(fā)生。 

參考文獻

1 工業(yè)與民用配電設計手冊．第二版．水利電力出版社，1994，12

2 工業(yè)與民用電力裝置設計規(guī)范．中國建筑工業(yè)出版社，1990，9

3 防火檢查手冊．上?？茖W技術出版社，1982，12

4李平生.淺談木材加工企業(yè)的電氣火災隱患及其防范措施.四川林業(yè)科技.1999,6(20)

5企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊. 2022.05