淺談鹽化工企業(yè)電氣火災(zāi)的危害及對策

鄧國建，龔炳林，黃龍林，劉銀河

(1.中鹽江西蘭太化工有限公司，江西 新干 331302；2.中鹽新干鹽化有限公司，江西 新干 331302)

隨著科技的發(fā)展，電氣系統(tǒng)在鹽化工企業(yè)中的作用已經(jīng)越來越明顯，鹽化工企業(yè)電氣及其控制系統(tǒng)也愈加復(fù)雜，這也給電氣火災(zāi)的發(fā)生留下了隱患。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前所發(fā)生的工業(yè)企業(yè)火災(zāi)中，電氣火災(zāi)占火災(zāi)總數(shù)的60 %以上。

鹽化工企業(yè)機(jī)電設(shè)備較多，一旦發(fā)生火災(zāi)極易造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此，要采取切實可行的措施維護(hù)電氣設(shè)備與線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行，有效防范電氣起火是預(yù)防鹽化工企業(yè)火災(zāi)的重中之重。

1 電氣火災(zāi)的危害

電氣火災(zāi)給人們造成的損失是不可估量的，留給人們的教訓(xùn)也是極其深刻的。火災(zāi)發(fā)生時，如果沒有及時撲滅，輕者會引起停電，使生產(chǎn)停止；嚴(yán)重時甚至?xí)龤S房，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)周邊存在可能爆炸的物體，尤其是危險化學(xué)品時，還可能引發(fā)爆炸。

2 電氣火災(zāi)的引發(fā)原因

電氣火災(zāi)的原因基本上可分為短路、過載、接觸不良、諧波電流、雷電及靜電等幾種情況。

無論是哪種原因引發(fā)的火災(zāi)，歸結(jié)起來都是因電氣設(shè)備或線路溫升過高，達(dá)到絕緣物或周邊可燃物的燃點，引燃可燃物，發(fā)生火災(zāi)。

2.1 短路

線路發(fā)生短路時，線路中電流將增加到正常工作電流的幾倍甚至幾十倍，設(shè)備溫度急劇上升。如果設(shè)備溫度達(dá)到可燃物的燃點，就會引燃可燃物。同時，在短路點或?qū)Ь€連接松弛的電氣接頭處，還會產(chǎn)生電弧或火花。由于電弧溫度很高，可達(dá)6 000 ℃以上，不但可以引燃其本身的絕緣材料，還可以將其附近的可燃材料、氣體和粉塵引燃，造成火災(zāi)或爆炸。因此，必須采取有效措施來防止發(fā)生短路。

鹽化工企業(yè)電氣線路或電氣設(shè)備發(fā)生短路主要有以下2 個原因：

(1)線路受機(jī)械損傷導(dǎo)致絕緣破損而短路；

(2)線路因過熱、水侵、長霉、日曬或污染等導(dǎo)致絕緣水平下降，受過電壓、啟動電流之類的外因而觸發(fā)短路。

2.2 過載

過載是指電氣設(shè)備或?qū)Ь€的運(yùn)行電流超過其額定值。

造成過載的原因有以下幾個方面：

(1)設(shè)計、選型不正確，使電氣設(shè)備的額定容量小于實際負(fù)載；

(2)設(shè)備及導(dǎo)線隨意裝接，或工藝要求增加負(fù)荷，造成超載運(yùn)行；

(3)檢修、維護(hù)不及時，使設(shè)備或?qū)Ь€長期處于帶病運(yùn)行狀態(tài)；

(4)設(shè)備或?qū)Ь€的質(zhì)量差，不能承受額定負(fù)載電流，產(chǎn)生不應(yīng)該的“過載”。

發(fā)生線路過載時，在用電設(shè)備過多、電動機(jī)軸負(fù)載太大等情況下，過載電流約是線路額定載流量的幾倍，由過載電流引起的線路溫度的升高并不一定能引燃可燃物。但過載可使絕緣劣化加速，以致失效，最后過載轉(zhuǎn)化為短路；而短路電流可達(dá)線路額定載流量的幾百倍，短路的異常高溫足以引燃可燃物。

2.3 接觸不良

當(dāng)電氣線路或設(shè)備的接頭接觸不良時，接頭的接觸電阻就會變得較大。長此以往，負(fù)載電流將會使接觸電阻不斷增大，形成惡性循環(huán)；尤其是鹽化工企業(yè)，現(xiàn)場環(huán)境惡劣，接頭氧化加速。在電動機(jī)啟動電流的沖擊下，接頭處將產(chǎn)生電弧。在電弧的作用下，接頭被燒壞，最終引起燃燒。同時，電弧還可能造成相間短路，這也是電氣火災(zāi)的引發(fā)原因之一。

2.4 諧波電流

計算機(jī)、整流設(shè)備、變頻設(shè)備、電機(jī)軟啟動器等非線性負(fù)荷的電氣設(shè)備，其負(fù)荷電流通常含有多次諧波電流。由于奇次諧波在中性線內(nèi)不是互相抵消，而是互相疊加的，疊加后的電流最大可接近相線電流的2 倍，使電氣線路特別是中性線過載發(fā)熱，加速絕緣老化，繼而造成短路起火。

低壓三相四線制回路中，每相都可能存在基波(50 Hz)和三次諧波(150 Hz)電流。基波電流在對稱平衡的中性線互相抵消，但三次諧波電流卻因相位相同而疊加，視其含量多少其值可接近或超過相線電流。因此，我國有關(guān)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，在某些諧波電流含量大的情況下，中性線截面應(yīng)不小于相線截面，甚至必須是相線截面的2 倍以上。

在諧波電流作用下，中性線需要放大截面，相線也需放大截面，否則將增加發(fā)生火災(zāi)的幾率。另外，常用的穿管電線或多芯電纜，因相線和中性線互相緊貼，中性線的發(fā)熱會使相線絕緣加速劣化，也可能引起整個回路的絕緣水平下降，從而導(dǎo)致線間短路起火。

2.5 雷電及靜電

雷電是大自然的電荷放電，其電壓很高、電流巨大。雷電發(fā)生時，強(qiáng)大的雷電電流在擊毀建筑物、機(jī)電設(shè)備等物體的同時，還可能燃燒起火，甚至引燃易爆物體，導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸事故。

在鹽化工企業(yè)生產(chǎn)工藝過程中，某些設(shè)備或管道還可能產(chǎn)生靜電，靜電一旦有放電途徑時，會產(chǎn)生放電火花，引燃周邊的可燃物，導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸事故。

3 電氣火災(zāi)的防范對策

3.1 總進(jìn)線處裝設(shè)RCD(剩余電流動作保護(hù)器)

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《低壓配電設(shè)計規(guī)范》第4.1.1條規(guī)定，配電線路應(yīng)裝設(shè)短路、過載和接地故障保護(hù)，用于切斷供電電源或發(fā)出信號。對于電弧性接地故障而言就是應(yīng)裝設(shè)RCD。國際電工標(biāo)準(zhǔn)IEC 60364-5-53 第531.2.4 條規(guī)定“TT 系統(tǒng)(保護(hù)接地系統(tǒng))內(nèi)如果只裝1 個RCD，它必須裝設(shè)在電源進(jìn)線處，除非電源進(jìn)線處至RCD 的線路和設(shè)備是雙重絕緣的”。在一般工業(yè)廠房建筑物內(nèi)，除插座回路上裝設(shè)一級30 mA 瞬動漏電保護(hù)器外，應(yīng)規(guī)定在各樓層電源進(jìn)線處裝設(shè)一級額定漏電動作電流為300～500 mA 的毫秒級延時動作防火漏電保護(hù)器。大型廠房建筑可在進(jìn)戶電源處再增設(shè)一級防火漏電保護(hù)器，其額定漏電動作電流不宜大于1 A，延時不超過1 s，用以防范建筑物內(nèi)可能發(fā)生的接地短路故障火災(zāi)。

3.2 控制接地電阻值

漏電即是一種接地短路，雖然可用RCD 來切斷電源，防止火災(zāi)的發(fā)生，但沒有從根本上杜絕漏電事故的發(fā)生。為減少漏電危險，可在設(shè)備中采用抗漏電的絕緣材料，也可增加絕緣表面上帶電導(dǎo)體的對地距離。為了不過度增加設(shè)備制造成本，國際電工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定220/380 V 設(shè)備兩導(dǎo)體間最大持續(xù)過電壓相線間為430 V，相線與中性線或地間為250 V，并按此確定絕緣表面的漏電距離。帶電導(dǎo)體間的過電壓即是電網(wǎng)的正偏差，其數(shù)值受電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的限制，持續(xù)時間較短，一般不會引起漏電事故。易引起漏電事故的是相線對地的持續(xù)長期故障過電壓。為使相線對地過電壓不超過250 V，以避免漏電危險，應(yīng)對變電站配電裝置的接地電阻進(jìn)行控制，使其值符合設(shè)計要求并且盡量小(不大于4 Ω)。

3.3 實施等電位聯(lián)結(jié)

等電位聯(lián)結(jié)是指將保護(hù)接零總線與建筑物的總水管、總煤氣管、暖通管等金屬管道或裝置用導(dǎo)線聯(lián)結(jié)的措施，以達(dá)到均衡廠房建筑物內(nèi)電位的目的，對易燃易爆場所更有其不可替代的重要作用。由于漏電保護(hù)器對相線220 V 線路只提供間接接觸保護(hù)，同時因機(jī)件磨損、接觸不良、質(zhì)量不穩(wěn)定、壽命較短等因素而導(dǎo)致動作失靈的種種隱患，不能單獨成為一種可靠的保護(hù)措施。因此，可實施等電位聯(lián)結(jié)，以有效防止漏電的電氣線路或設(shè)備與低電位的金屬構(gòu)件之間產(chǎn)生電弧、電火花，即消除漏電電壓引起火災(zāi)的可能。

3.4 防雷及防靜電措施

為防止雷電的侵害，必須嚴(yán)格按相關(guān)的規(guī)范實施防雷避雷措施，從雷電接閃器、接地引線到接地體，從材料質(zhì)量到施工把關(guān)，注意細(xì)節(jié)問題的處理。同時，必須針對鹽化工企業(yè)工藝的特點，認(rèn)真摸清生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生靜電的設(shè)備或管道，對照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)做好防靜電導(dǎo)線跨接及接地裝置的連接，將靜電引入接地體，消除靜電。

3.5 其他措施

優(yōu)選電氣設(shè)備或器件，提高絕緣等級；及時了解負(fù)載情況，控制或消除設(shè)備過載；加強(qiáng)設(shè)備清掃，消除環(huán)境因素引起的漏電；加強(qiáng)日常巡查，注意觀察電氣接頭接觸面的狀況，必要時檢測其接頭溫度，以確保接頭接觸良好；加裝消諧濾波裝置，嚴(yán)格控制諧波電流；接地裝置采用新型的銅覆鋼接地材料，有效改善接地狀況；有火災(zāi)爆炸危險的廠房，應(yīng)配置防腐防爆電器等。

在進(jìn)行電氣設(shè)計時，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計規(guī)程保證電氣設(shè)備選擇正確、系統(tǒng)接線設(shè)計合理。設(shè)備布置時，安全凈距應(yīng)保證可靠；配電間應(yīng)保持密閉、通風(fēng)和干燥，并采取降溫散熱措施。運(yùn)行維護(hù)管理中，應(yīng)按相關(guān)規(guī)程要求加強(qiáng)對設(shè)備的巡視和監(jiān)督，按規(guī)程正確操作；發(fā)現(xiàn)隱患應(yīng)及時消除，避免事故發(fā)生。在短路電流較大的線路上，可加裝限流電抗器；并聯(lián)運(yùn)行的變壓器，可分列運(yùn)行以減小短路電流。另外，在選擇電氣設(shè)備時，必須按可能通過該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行校驗，以保證電氣設(shè)備能安全可靠地工作。

電氣火災(zāi)雖然危害極大，但只要正確認(rèn)識，采取切實可行的防范對策，是能夠防范和控制的。

1 王厚余．低壓電氣裝置的設(shè)計安裝和檢驗[M]．北京：中國電力出版社．2007.

2 陸榮華．電氣安全技術(shù)手冊[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社．2006．

3 陳 南．建筑電氣防火安全技術(shù)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社．2006.