摘要：本文分析了木材加工企業的特點、現狀及常見電氣火災隐患，提出了消除電氣火災隐患的措施。介紹了木材加工企業常用電氣裝置的選用及電氣火災監控系統在其低壓配電系統的應用方案及産品選型。
關鍵詞：木材加工企業；電氣火災；電氣火災監控系統
随着我國國民經濟的飛速發展，木材加工工業也迅速發展起來，木材的綜合使用率不斷提高。國有、集體、私營以及三資性質的木材加工企業不斷增加。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，剩餘廢料更容易燃燒。其中如木屑等遇火後，陰燃時間較長，不易及時發現；有的工序使用易燃膠液，是以，這類企業容易發生火災，一旦發生火災，損失巨大。
1 木材加工企業的特點
木材屬于可燃物質，燃點低，一般在250℃～300℃，有的木材用明火點燃時，着火點為157℃，自燃點一般在350℃左右。在木材加工過程中，産生大量的鋸末、刨花、木屑、木粉等，這些物質比木材疏松，與空氣接觸面大，水分容易蒸發，是以比木材更易燃燒。此外，木屑如果堆積在一起，由于鋸木時摩擦而生産的熱量未散，或受輻射熱的影響，以及腐敗發熱等原因，促進氣化過程加速，産生更多的熱量，往往使堆内溫度不斷提高，而且聚集不散，引起自燃。特别是在人造闆生産中還大量使用易燃，可燃的膠料，相應地又增加了木材加工生産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産外，大部分生産工藝都屬于丙類生産，但與其他丙類生産相比較，木材加工的火災危險性要大。是以，國家對木材加工企業的防火工作極為重視，将該類企業列為一級防火機關。對建立木材加工企業的設計、施工審查驗收非常嚴格，同時對已生産的木材加工的企業的安全消防工作不斷進行嚴格的監督檢查，以防止火災事故的發生。然而發生在木材加工企業的火災事故仍連年不斷，給國家和企業帶來巨大的經濟損失，人民的生命和财産安全受到嚴重威脅。
2 火災形勢
由于我國的社會消防工作基礎薄弱，長期滞後于經濟建設的發展，至今火災發生率仍然較高。根據1998年1月1日公安部消防局孫倫局長在北京舉行的新聞釋出會上公布的1997年統計資料：1997年，全國共發生火災（不含森林、草原火災）14餘萬起，死2722人，傷4930人，直接财産損失15.4億元。其中發生特大火災88起，死亡454人，傷366人，直接财産損失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，木材加工企業的消防工作不容忽視。
3 木材加工企業的現狀和常見的電氣隐患
近年來，随着市場經濟的發展，木材加工行業發展迅速，行業格局也發生了很大的變化。由國營大中型企業為主，變為以三資企業、個體和私營企業為主的局面。目前原國營大中型企業，由于受市場經濟的沖擊較大，企業經濟效益連年滑坡，有的停産關門，有的出租、轉讓生産廠房和裝置，有的“騰籠養鳥”搞第三産業。總之，企業經濟效益差，無力對老廠房、舊電氣線路進行技術改造，使電氣火險隐患逐年突出。近年來建立的“三資”企業，大都由專業設計部門設計，并經過消防部門的審查、驗收，消防狀況總的來說是比較好的。但是，為了擴大産量、提高效益、降低成本，往往采用滿負荷甚至超負荷生産。在生産過程中，原料、在産品、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，由于資金少，規模小，隻注重生産，不重視安全防火。從設計到生産均不正規，生産和管理人員消防安全意識淡薄。這類企業，生産場地窄小，廠房簡陋，裝置布置擁擠，電氣線路亂拉亂接，電器元件殘缺、裸露，産品亂堆亂放，粉塵、木屑遍地，火災隐患非常嚴重。木材加工企業中存在的電氣火災隐患主要有以下幾方面。
3.1 電氣線路和裝置的設計、施工不規範
未按照國家有關設計防火規範和爆炸和火災危險環境電力裝置設計規範進行設計和電氣裝置選型。或者生産場所的防火防爆等級确定不當，裝置選型不當。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，絕緣導線穿塑膠管明敷，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産。有的小廠家甚至将油漆、鋸機、刨床等裝置都集中在一個狹小的廠房裡進行生産，電氣線路亂拉亂接，等等。施工粗糙，未按施工規範要求進行施工。主要有：購買的電氣材料品質差，電線電纜的線徑不夠、中間有斷股；電線、電纜與裝置或用電器具的連接配接未用接線端子，直接纏繞後加螺母；接線端子連接配接時未用墊圈，壓接不緊；銅、鋁導體未經過處理直接連接配接；電線保護管使用不當；保護接地和接零混用；接地電極數量不夠、接地電阻大，等等。新增用電裝置，未核算原有供電裝置和線路的負載率，未按電壓損失校驗截面積；線路的敷設方式不規範，接通了事。電氣控制元器件的選擇使用未考慮現場的生産環境和防火等級。
3.2 在正常生産中疏于管理，不重視維修檢查
常見的電氣隐患有：（1）變壓器缺油、長期過載、絕緣油油質下降；（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，接線端子連接配接不良，端子盒蓋缺損；（5）電壓低，電動機的啟動轉矩不夠；（6）電控櫃密封差，内部積灰、積粉塵嚴重；（7）線路絕緣老化、脫落、線頭裸露；（8）線路過負荷，發熱嚴重；（9）接頭處因氧化、鏽蝕，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）産成品的堆碼過高，緊靠照明燈具；（15）生産區燈泡碎裂後，不及時更換；（16）膠木燈口上擰接200W以上的白熾燈泡；（17）生産操作人員随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 曆史教訓
1990年一場大火無情的燒毀了成都木材綜合工廠制材工廠中的房間，直接經濟損失近兩百多萬元，間接損失難以估計。經成都市消防支隊在現場勘查驗證，認定為電氣引起火災。火災的前一天下午，生産線5＃斷鋸機操作工工作完成後，未拉開電源刀閘，匆匆下班，離開了工廠中的房間。晚上，該裝置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，引燃樓闆的鋸末、粉塵。火勢迅速漫延，在短短的幾十分鐘内，将建築面積2000多平方米，生産規模為年産3萬立方米鋸材的制材工廠中的房間毀于一旦。損失是慘重的，教訓也是非常深刻的，是以，提高消防意識，加強安全用電管理是非常重要的。
5 木材加工企業消除電氣火險隐患的措施
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，大火災時有發生，造成了大量人員傷亡，直接财産損失數十億元。在一定程度上影響了經濟建設和社會安定。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教育訓練，提高每一個職工的防火、救火能力。
5.2 認真執行《消防法》按規範設計、施工、驗收、預防火險隐患的産生
對于建立和進行技術改造的木材加工企業，需要嚴格按照有關建築防火規範和《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規範》（GB50058-92）進行電氣部分的設計，并嚴格按照規定報消防部門稽核、驗收，為将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，確定電氣安裝工程品質達到要求，預防電氣火險隐患的發生
首先要嚴把電氣安裝工程所需材料、裝置的購置關。目前，市場上電氣産品、良莠不齊，以絕緣導線為例，市場上常見的僞劣産品有的實際截面積小于标稱截面積達10％以上；有的标明長度為100米，實際隻有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。這類生産廠家的多數是無生産許可證的一些小型鄉鎮企業。是以，在材料采購時一定要注意産品的生産廠家、生産許可證和産品檢驗合格證等，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範進行安裝施工。特别要在細小部位上按規範要求做好。要確定每個導線（體）接點連接配接緊密、接觸良好，必要時導體接觸面上塗電力脂，以保證接觸面積。在爆炸性氣體環境1區内的電纜線路嚴禁有中間接頭，爆炸性氣體環境2區和爆炸性粉塵環境10區和1區電纜線路不應有中間接頭。在爆炸危險環境内的電氣裝置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，導線或電纜的連接配接與封端，應采用壓接、焊接或釺焊；接地線（或零線）的截面一定要保證。與裝置接地（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配接時，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配接導線不得超過兩根，等等。對工程品質的檢查驗收是非常關鍵的一個環節。負責此項工作的人員一定要嚴把品質關，從安裝工程開始到結束應跟蹤檢查，督促施勞工員嚴格按規範完成每一項工作。
5.4 建立健全完善的安全用電管理制度，并嚴格執行，預防電氣火災發生
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。對于新增或轉移用電負荷，搭接新線路、拉接臨時施工電源，需要由技術管理部門統一負責。停送電操作巡視檢查、值班、維修等應嚴格執行電氣作業安全組織措施的七項管理制度，并認真做好安全技術措施。電氣從業人員需要加強安全技術職業教育訓練，嚴格考核标準，堅持證上網操作。應堅持巡回檢查制度，發生問題，及時處理，消除隐情。裝置操作崗位，需要落實，停機斷電制度，責任落實到人。總之，完善制度嚴格執行責任到人，獎罰分明，是預防電氣火災隐患的有效的方法。
5.5 加速老企業的整改工作，把電氣火險隐患降低到最小
目前，大多數老企業存在不同程度的電氣線路和元器件老化現象，有的還相當嚴重。根據目前的火災形勢，老企業需要認真抓好電氣火險隐患的整改工作。首先，要進行企業内部的自查，針對檢查出的問題逐項落實資金進行整改，對不能及時整改的隐患要求相應的防範措施，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，加裝電氣火災監控裝置和系統
建立木材加工企業，在電氣設計時嚴格按照國家标準和規範的要求，通過電氣火災監控裝置來預防和保護低壓配電系統，防止電氣火災事故。老的企業由于線路和用電裝置老化，電氣事故頻發，更應該通過加裝電氣火災監控裝置和系統，來提升系統的安全性，減少由于電氣故障引起的火災事故。
6 木材加工企業所用的電氣裝置及線路選擇計算方法
企業在生産過程中要不斷進行技術改造和生産結構的調整。為适應生産的需要，電氣裝置和線路也要求進行相應的調整。這種情況下，一般是由企業自己的工程技術人員來完成其設計工作。這裡将木材加工企業中常用的電氣裝置和線路選擇計算方法做一簡單介紹。
6.1 電氣裝置的選擇
電氣裝置的選擇，在确定裝置安裝區域的爆炸和火災危險等級的前提下，應按照《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規範》（GB50058-92）中的各種電氣裝置防爆結構的選型表和各種電氣裝置防護結構的選型表選擇與其安裝區域的爆炸和火災危險等級相适宜的電氣裝置型号。
6.2 電氣線路的選擇
首先，應根據各生産區域的爆炸和火災危險等級，按照《爆炸和火災危險環境電氣裝置設計規範》（GB50058-92）要求，确定電線、電纜的類型、最小截面、線路的走向和敷設方式等。其次，根據供電線路所帶裝置的數量和電機功率以及裝置運作方式，确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确定有需要系數法、利用系數法、機關面積功率法和機關名額法等等，設計者可根據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。導線截面積選好後，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％。最後再按照《爆炸和火災危險環境電氣裝置設計規範》（GB50058-92）有關章節要求進行校驗。
6.3 電氣保護的配置
一般木材加工企業常用的是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，首先應确定其額定電壓為工作電壓，再根據變壓器最大工作電流乘以一個系數來确定熔體的額定電流。在木材加工行業中，較大功率的電動機一般都有啟動裝置，在确定系數時可不考慮電機自起動，該系統一般為1．1～1．3。400kVA～800kVA的變壓器，若企業僅有一台專變，電業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）。其選擇一般由電業局有關部門确定。若企業有兩台以上專變，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等功能。
（2）電動機保護和啟動方式 木材加工企業使用的電機一般都是380V低壓變流電機，很少采用高壓電機。電機的功率多數在75kW以下，僅有少數裝置的配套電機達到75kW以上，例如纖維闆線使用的熱磨機等。一般情況下生産裝置在出廠時均配套有電動機，使用機關隻需對裝置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《工業與民用通用裝置電力裝置設計規範》GBJ55-83的有關章節确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。目前頻敏變阻器由内置式和外置式兩種，由于内置式頻敏變阻器無觸頭，直接安裝于轉子軸上，與轉子繞組串聯連接配接。在啟動時能随着頻率的變化而自動的改變阻抗，實作電動機的無級起動。适當選擇參數，可獲得接近恒轉矩等機械特性。具有接線簡單、起動平穩、成本低、維護友善、無火花産生等優點，建議優先選擇。我廠纖維分廠的三台熱磨機于1990年采用内置式頻敏變阻器取代了原有的外置式頻敏變阻器，運作幾年效果非常好，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《工業與民用通裝置電力裝置設計規範》GBJ55-83有關章節進行選擇。木材加工企業中，由于使用的電動機功率較低，是以，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，将會留下火災隐患。應按照設計手冊認真選擇和比對參數。
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配接處3米以内，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範》GBJ54-83。低壓配電線路的保護除确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生短路或過載時，能有效地保護用電裝置、配電線路和防人身間接電擊，并減少不必要的停電。再按照《爆炸和火災危險環境電氣裝置設計規範》（GB50058-92）有關章節要求進行校驗。
4）低壓線路電氣火災監控裝置和系統的配置
電氣火災監控系統主要通過裝設于各配電回路的剩餘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，對線路的剩餘電流、過電流、過電壓、溫度、故障電弧等信号進行采集和監視，實作對電氣火災的早期預警和報警，當必要時關聯切除切除信号超标的回路，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配電系統電氣火災監控配置方案，采用了安科瑞品牌的監測系統和監控設定。
該方案低壓配電回路設定了安科瑞ARCM系列的剩餘電流式電氣火災探測器，用來監測各回路的剩餘電流和線纜溫度。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。所有監測裝置通過RS485總線組網後，将資料上傳到Acrel-6000/B電氣火災監控主機，實作對所有監測資料的遠端集中監控。方案的産品選型表如下表所示：
該企業電氣火災監控系統運作以來，共報警并排查了線路漏電故障6起，故障電弧故障3起，避免了因故障導緻更大電氣安全隐患，對預防電氣火災事故起到了積極的作用。
7、總結
木材加工企業作為火災危險場所，防火要求至關重要。傳統的老舊企業在電氣安全設計上已不符合新的電氣防火規範的要求，為了提高供電系統的安全，需要進行配電系統改造。随着新的電氣防火技術和防火裝置的不斷出現，結合新的規範要求，可以采用電氣火災監控裝置和系統，以實作對電氣火災的預防、報警與保護，減少電氣火災事故的發生。
參考文獻
1 工業與民用配電設計手冊．第二版．水利電力出版社，1994，12
2 工業與民用電力裝置設計規範．中國建築工業出版社，1990，9