詳細介紹
一、引言 剩余電流式火災監(jiān)控探測器在木材行業(yè)的應用
木材加工企業(yè)是一種高風險的行業(yè)，因其的生產環(huán)境和加工工藝，電氣火災隱患時刻存在。為了有效預防和控制電氣火災的發(fā)生，引入電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)至關重要。本文將深入探討木材加工企業(yè)的電氣火災隱患及電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的應用。
二、電氣火災隱患
在木材加工企業(yè)中，存在以下電氣火災隱患：
導線選擇不當：部分木材加工企業(yè)因成本考慮，選用較小的導線截面積，導致導線過載易發(fā)熱，從而引發(fā)火災。此外，老化的導線也會因絕緣層破損而導致短路起火。
安裝方式不合理：導線安裝時未遵循相關規(guī)范，導致線路混亂，易引發(fā)電氣火災。例如，導線敷設在可燃物上方，或線槽、線管穿越可燃物時未采取防火措施。
保護措施不足：部分木材加工企業(yè)未設置適當?shù)谋Ｗo裝置，如剩余電流保護器、過載保護器等，導致電氣火災事故的發(fā)生。
三、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng) 剩余電流式火災監(jiān)控探測器在木材行業(yè)的應用
針對上述電氣火災隱患，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)應運而生。該系統(tǒng)由監(jiān)控探測器、監(jiān)控主機和報警器三部分組成，可實時監(jiān)控生產場所的電氣火災隱患。其工作原理是通過對電氣線路的實時監(jiān)測，將采集到的數(shù)據(jù)與正常狀態(tài)下的數(shù)據(jù)進行比較，從而及時發(fā)現(xiàn)異常情況。當檢測到異常情況時，系統(tǒng)會立即啟動報警裝置，提醒相關人員進行處理，以防止火災事故的發(fā)生。
四、應用場景
電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在木材加工企業(yè)中具有廣泛的應用場景，包括：
生產車間：車間內的大型設備、傳送帶、切割機等設備在運轉過程中易產生靜電和火花，同時木屑、粉塵等易燃物質容易堆積，存在較大的火災風險。通過安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，可實時監(jiān)測車間內的電氣火災隱患，有效預防火災事故的發(fā)生。
倉庫：木材加工企業(yè)的倉庫儲存了大量的木材、油漆、化學品等易燃物質，一旦發(fā)生火災，后果不堪設想。通過在倉庫內安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，可實時監(jiān)測倉庫內的電氣火災隱患，為消防工作提供及時的預警信息。
辦公樓：辦公樓的電線、照明器具、電腦等設備眾多，人員密集且消防意識相對薄弱，一旦發(fā)生火災容易造成嚴重的人員傷亡。通過在辦公樓內安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，可提高消防安全水平，保障員工生命財產安全。
五、實際操作
以下為電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在實際操作中的幾個案例：
系統(tǒng)設置：根據(jù)木材加工企業(yè)的實際情況，選擇合適的監(jiān)控探測器和監(jiān)控主機進行組網(wǎng)。同時，根據(jù)不同的應用場景設置相應的報警閾值和監(jiān)控模式，確保系統(tǒng)能夠及時準確地檢測到電氣火災隱患。
故障排除：當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，應立即停止相關設備的運行并切斷電源，迅速檢查故障原因并進行排除。同時，對故障進行詳細記錄，以便日后進行維護和排查。
日常維護：為確保電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行，需要定期對系統(tǒng)進行維護。例如，清理探測器上的灰塵和雜物、檢查線路連接是否緊固等。此外，還需要對系統(tǒng)進行功能測試，確保各個部件能夠正常工作。
六、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)在生產過程中要不斷進行技術改造和生產結構的調整。為適應生產的需要，電氣設備和線路也要求進行相應的調整。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 剩余電流式火災監(jiān)控探測器在木材行業(yè)的應用
首先，應根據(jù)各生產區(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、最小截面、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，還需要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％。最后再按照《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)變壓器最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?/p>
（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置式和外置式兩種，由于內置式頻敏變阻器無觸頭，直接安裝于轉子軸上，與轉子繞組串聯(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，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，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，能有效地保護用電設備、配電線路和防人身間接電擊，并減少不必要的停電。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。
七、結論
綜上所述，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在木材加工企業(yè)中的應用具有重要意義。該系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測電氣火災隱患，提高消防安全水平，有效預防和控制電氣火災事故的發(fā)生。然而，企業(yè)應充分認識到電氣火災隱患的嚴重性，加強對員工的消防培訓和應急演練，提高員工的消防意識和應對能力。只有這樣，才能全面提升木材加工企業(yè)的消防安全水平。
安科瑞 徐浩竣，江蘇安科瑞電器制造有限公司
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