2014
一、引言
木材加工企业是一种高风险的行业，因其特有的生产环境和加工工艺，电气火灾隐患时刻存在。为了有效预防和控制电气火灾的发生，引入电气火灾监控系统至关重要。本文将深入探讨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。
二、电气火灾隐患
在木材加工企业中，存在以下电气火灾隐患：
- 导线选择不当：部分木材加工企业因成本考虑，选用较小的导线截面积，导致导线过载易发热，从而引发火灾。此外，老化的导线也会因绝缘层破损而导致短路起火。
- 安装方式不合理：导线安装时未遵循相关规范，导致线路混乱，易引发电气火灾。例如，导线敷设在可燃物上方，或线槽、线管穿越可燃物时未采取防火措施。
- 保护措施不足：部分木材加工企业未设置适当的保护装置，如剩余电流保护器、过载保护器等，导致电气火灾事故的发生。
三、电气火灾监控系统
针对上述电气火灾隐患，电气火灾监控系统应运而生。该系统由监控探测器、监控主机和报警器三部分组成，可实时监控生产场所的电气火灾隐患。其工作原理是通过对电气线路的实时监测，将采集到的数据与正常状态下的数据进行比较，从而及时发现异常情况。当检测到异常情况时，系统会立即启动报警装置，提醒相关人员进行处理，以防止火灾事故的发生。
四、应用场景
电气火灾监控系统在木材加工企业中具有广泛的应用场景，包括：
- 生产车间：车间内的大型设备、传送带、切割机等设备在运转过程中易产生静电和火花，同时木屑、粉尘等易燃物质容易堆积，存在较大的火灾风险。通过安装电气火灾监控系统，可实时监测车间内的电气火灾隐患，有效预防火灾事故的发生。
- 仓库：木材加工企业的仓库储存了大量的木材、油漆、化学品等易燃物质，一旦发生火灾，后果不堪设想。通过在仓库内安装电气火灾监控系统，可实时监测仓库内的电气火灾隐患，为消防工作提供及时的预警信息。
- 办公楼：办公楼的电线、照明器具、电脑等设备众多，人员密集且消防意识相对薄弱，一旦发生火灾容易造成严重的人员伤亡。通过在办公楼内安装电气火灾监控系统，可提高消防安全水平，保障员工生命财产安全。
五、实际操作
以下为电气火灾监控系统在实际操作中的几个案例：
- 系统设置：根据木材加工企业的实际情况，选择合适的监控探测器和监控主机进行组网。同时，根据不同的应用场景设置相应的报警阈值和监控模式，确保系统能够及时准确地检测到电气火灾隐患。
- 故障排除：当系统出现故障时，应立即停止相关设备的运行并切断电源，迅速检查故障原因并进行排除。同时，对故障进行详细记录，以便日后进行维护和排查。
- 日常维护：为确保电气火灾监控系统的长期稳定运行，需要定期对系统进行维护。例如，清理探测器上的灰尘和杂物、检查线路连接是否紧固等。此外，还需要对系统进行功能测试，确保各个部件能够正常工作。
六、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。
6.1 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。
6.2 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、最小截面、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％。最后再按照《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。
6.3 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，再根据变压器最大工作电流乘以一个系数来确定熔体的额定电流。在木材加工行业中，较大功率的电动机一般都有启动装置，在确定系数时可不考虑电机自起动，该系统一般为1．1～1．3。400kVA～800kVA的变压器，若企业仅有一台专变，电业局一般要求在变压器的高压侧装置SF6高压断路器（自带短路保护和过流保护）。其选择一般由电业局有关部门确定。若企业有两台以上专变，应设立一个高压配电室，完成高压配电、高压配电线路的保护、变压器保护和无功集中补偿等功能。
（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。电机的功率多数在75kW以下，仅有少数设备的配套电机达到75kW以上，例如纤维板线使用的热磨机等。一般情况下生产设备在出厂时均配套有电动机，使用单位只需对设备所配电机的型式按安装场所的防火防爆等级进行校核即可。
在选择保护之前，应先按照《工业与民用通用设备电力装置设计规范》GBJ55-83的有关章节确定电动机的启动方式。大功率绕线式电动机主要采用频敏变阻器起动方式。目前频敏变阻器由内置式和外置式两种，由于内置式频敏变阻器无触头，直接安装于转子轴上，与转子绕组串联连接。在启动时能随着频率的变化而自动的改变阻抗，实现电动机的无级起动。适当选择参数，可获得接近恒转矩等机械特性。具有接线简单、起动平稳、成本低、维护方便、无火花产生等优点，建议优先选择。我厂纤维分厂的三台热磨机于1990年采用内置式频敏变阻器取代了原有的外置式频敏变阻器，运行几年效果非常好，维护工作量和维修费用大大降低。鼠笼式电动机的降压启动，一般采用自耦变压器降压启动和星三角启动方式等两种方式，机械对启动转矩要求不高时，可选择星三角启动方式。电动机的保护应按照《工业与民用通设备电力装置设计规范》GBJ55-83有关章节进行选择。木材加工企业中，由于使用的电动机功率较低，所以，常用的电机保护装置是：熔断器＋热断电器和自动空气开关＋热继电器。熔断器和自动空气开关主要作为电动机的短路保护和过电流保护，热继电器主要作为电动机的过负荷保护。选择不当，将会留下火灾隐患。应按照设计手册认真选择和匹配参数。
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。
低压配电线路的保护应符合《低压配电装置及级路设计规范》GBJ54-83。低压配电线路的保护除确定额定电流值和保护整定电流值之外，还要进行保护电器的级间配合校验和保护电器与配电线路的配合校验，以达到在低压线路发生短路或过载时，能有效地保护用电设备、配电线路和防人身间接电击，并减少不必要的停电。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。
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安全隐患，对预防电气火灾事故起到了积极的作用。
七、结论
综上所述，电气火灾监控系统在木材加工企业中的应用具有重要意义。该系统能够实时监测电气火灾隐患，提高消防安全水平，有效预防和控制电气火灾事故的发生。然而，企业应充分认识到电气火灾隐患的严重性，加强对员工的消防培训和应急演练，提高员工的消防意识和应对能力。只有这样，才能全面提升木材加工企业的消防安全水平。
安科瑞 徐浩竣，江苏安科瑞电器制造有限公司
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