摘要：棉紡織廠(chǎng)屬于火災危險場(chǎng)所，在進(jìn)行電氣設計時(shí)要考慮并采取一定的防火措施。本文從接線(xiàn)、熔斷器的選用、中性點(diǎn)接地方式的選擇和接地等問(wèn)題，介紹了電氣防火的一些措施。并就引發(fā)火災嚴重的線(xiàn)路短路故障問(wèn)題，介紹了電氣防火限流式保護器的應用。
關(guān)鍵詞：棉紡織廠(chǎng)；電氣防火；限流式保護器
以原棉作為主要生產(chǎn)原料的棉紡織廠(chǎng)，在生產(chǎn)過(guò)程中要產(chǎn)生飛花、棉絨、棉絮、粉塵等大量易燃物質(zhì)，一遇火源，容易發(fā)生火災，特別是容易發(fā)生電氣性質(zhì)的火災事故。若避免發(fā)生電氣火災事故，就要采取一些相應措施。
1、電動(dòng)機接線(xiàn) 配線(xiàn)管路問(wèn)題
1.1電動(dòng)機出線(xiàn)口接線(xiàn)盒，是電氣線(xiàn)路故障的重點(diǎn)。
運行經(jīng)驗表明，電動(dòng)機線(xiàn)路的故障有三分之二以上發(fā)生在接線(xiàn)盒內。其原因，多數情況是由于緊固螺釘按得不緊，電動(dòng)機振動(dòng)太大，引出線(xiàn)人為地觸動(dòng)、彎曲，電機起動(dòng)時(shí)導線(xiàn)之間產(chǎn)生的排斥力的作用等原因造成接線(xiàn)端子松動(dòng)或引出線(xiàn)折斷，以及接頭過(guò)熱，絕緣老化，從而引起短路故障。如果接線(xiàn)盒密封不好，鉆進(jìn)大量的飛花、塵埃，并被發(fā)生故障產(chǎn)生的火花點(diǎn)燃，就會(huì )竄出火星釀成火災事故。為適應防火要求，應將通用型的開(kāi)啟式或開(kāi)口式的接線(xiàn)盒一律改制成封閉式接線(xiàn)盒。在改制接線(xiàn)盒時(shí)既要注意采取封閉措施，又要使接線(xiàn)盒內有一定的空間裕度，防止絕緣一旦老化或損壞，由于線(xiàn)頭互相壓得過(guò)緊而發(fā)生相間短路。
1.2電源線(xiàn)的保護管改用四氟乙烯軟管。
埋在地下保護電機電源線(xiàn)的鋼管，露出地面高度不超過(guò)150毫米，與接線(xiàn)盒相連時(shí)，常用金屬蛇皮軟管，容易受到外界的觸動(dòng)和碰傷，引起短路發(fā)生電火花。為消除這一事故隱患，可將原機配帶的金屬蛇皮軟管，改用四氟乙烯軟管。在與露出地面的鋼管相套時(shí)，要注意處理好連接處，可用634號環(huán)氧樹(shù)脂膠粘合，也可用乙烯帶扎緊。
1.3選用電動(dòng)機電源線(xiàn)時(shí)應考慮導線(xiàn)的強度和韌性。
棉紡織廠(chǎng)大多使用容量較小的電動(dòng)機，電源線(xiàn)一般只考患導線(xiàn)的允許工作電流，不考慮導線(xiàn)的強度和韌性。例如:織機上的電動(dòng)機容量一般在0.8千瓦或以下，使用單股導線(xiàn)(特別是單股鋁芯導線(xiàn))在接線(xiàn)盒內作硬性連接時(shí)，因織機振動(dòng)比較強烈，很易使連接處松動(dòng)或使導線(xiàn)折斷，造成電動(dòng)機單相運行或短路。防止措施是，凡受振動(dòng)威脅的電動(dòng)機,不論容量大小，與電機相聯(lián)這段電源線(xiàn)均改用多股銅芯導線(xiàn)，避免發(fā)生導線(xiàn)折斷事故。
2、熔斷器的選擇和使用
有些火災是由于對熔斷器選擇、使用不當使熔斷器熔斷迸出電火花引起。所以，棉紡織廠(chǎng)合理選擇、使用熔斷器，是不可忽視的一個(gè)重要環(huán)節。在一般情況下，對于單臺直接起動(dòng)的鼠籠式電動(dòng)機，均按下列公式選擇熔斷器。
Le.r≥Lg.d/(2-2.5)
或Ie.r≥Le.dx 2.5
式中:le.r 熔絲的額定電流;
Ig.d 電動(dòng)機的起動(dòng)電流;
Le.d 電動(dòng)機的額定電流。
按上式選擇出的熔斷器，是只根據熔斷電流大小來(lái)確定的，并未考慮標志熔斷器安秒特性?xún)蓚€(gè)因素中的另一因素一一熔斷時(shí)間。事實(shí)上，不同型號的熔斷器安秒特性有著(zhù)很大的差異。例如熱容量較大的RC型熔斷器和熱容量較小的RL型熔斷器，它們的安秒特性有近2倍的差異。倘若按同一公式選擇不同型號的熔斷器,在實(shí)際運行中勢必會(huì )發(fā)生拒動(dòng)或誤動(dòng)，不僅起不到應有的保護作用，而且還會(huì )造成不良后果。根據棉紡織機器運行的特點(diǎn)，大多選用螺旋式熔斷器作為電動(dòng)機的短路保護裝置，選擇公式:
Le.r≥Lg.d/(1-2)
或le.r≥le.dx 3.5-5
具體選擇方法是:
對于10千瓦以下的電動(dòng)機，可用:
Le.r≥le.dx5
對于10千瓦以上、28千瓦以下的電動(dòng)機，可用:
Le.r≥le.dx3.5
選用熔斷器時(shí)，還要考慮熔斷器的斷流容量。因熔斷器熔斷時(shí)，一般處于兩種可能，一是在起過(guò)允許電流下熔斷，二是在極限開(kāi)斷電流時(shí)熔斷，屬于哪一種熔斷，在實(shí)際運行中只能憑運行經(jīng)驗判斷。凡是熔斷時(shí)響聲特別大，出現火花,管內熔絲熔成許多小點(diǎn)，熔管內壁有熔絲蒸汽附著(zhù)，管內壁有燒焦現象甚至發(fā)生爆裂的，大多是斷開(kāi)極限開(kāi)斷電流時(shí)熔斷的其它，則屬于一般的過(guò)載電流時(shí)熔斷的。當短路電流超過(guò)熔斷器斷流容量時(shí)，熔斷器就不能有效的斷開(kāi)，此時(shí)熔斷器常常發(fā)生爆裂、燒毀,繼而導致兩相或三相短路。
在選用熔斷器時(shí),對斷流要求應給以足夠的重視,使用時(shí)，注意以下三點(diǎn);
1）熔絲的額定電流能大于熔管的額定電流。
2）注意熔斷器的額定電壓值，不要用在高于熔斷器工作電壓的電路中。
3）不可忽視熔斷器斷流的次數。根據技術(shù)條件規定，RC系列熔斷器保證安全斷開(kāi)額定斷流容量1-3次，RM,系列的熔斷器在斷開(kāi)3次額定斷流容量后更換，棉紡織廠(chǎng)應用較廣泛的RL系列的熔斷器安全斷開(kāi)斷流的次數為3-5次。這些規定在日常維護工作中認真遵守。
3、中性點(diǎn)工作制的選擇
根據我廣歷年來(lái)電氣火災事故的分析，因單相對地短路造成的火災事故占70%，兩相短路和兩相對地短路占25%，三相短路占5%。上述情況表明，解決單相對地短路而產(chǎn)生的電火花或電弧，是減少和避免電氣火災事故的關(guān)鍵。
我廠(chǎng)使用兩臺電力變壓器供全廠(chǎng)用電，原設計采取中性點(diǎn)直接接地系統的三相四線(xiàn)制的供電方式。這樣，同一車(chē)間內的動(dòng)力、照明電源雖然可以使用同一臺電力變壓器，但由于配電線(xiàn)路分布較廣，電氣設備較多，與原棉、棉條等易燃生產(chǎn)原料混雜一起，一旦出現單相對地短路，便有很大的短路電流產(chǎn)生。后來(lái)，根據各車(chē)間的實(shí)際情況，將供給易發(fā)生電氣火災紗廠(chǎng)用電的電力變壓器的中性點(diǎn),由直接接地改為不接地,另取照明電源。這樣，如發(fā)生單相對地短路時(shí)，故障的那一相對地電壓接近于零，因而不會(huì )再出現較大的電火花了。兩年來(lái)，我廠(chǎng)先后發(fā)生過(guò)50多次單相對地短路現象，每次都準確地發(fā)出接地聲光信號，值班人員迅速地加以排除，避免了發(fā)生電氣火災事故。
4、接地問(wèn)題
電氣設備接地和接零的設計及施工，不但要考慮電氣系統和電氣設備的正常運行和人身安全，而且還應盡可能地避免接地線(xiàn)發(fā)生斷線(xiàn)或接觸不良，以免產(chǎn)生火花引起火災。
我廠(chǎng)電氣設備金屬外殼的接地線(xiàn)，原設計是用金屬保護管外皮或金屬蛇皮管外皮或接地導線(xiàn)直接埋入地下。在實(shí)際運行 中，曾多次因金屬蛇皮管折斷或地下接地導線(xiàn)受腐變質(zhì)甚至爛掉，造成電動(dòng)機接地線(xiàn)接觸不良產(chǎn)生火花而引起火災。為杜絕事故隱患，我們將生產(chǎn)車(chē)聞內所有電氣設備金屬外殼的接地線(xiàn)，一律與相線(xiàn)一起敷設在同一根保護管內《采用電纜時(shí)，則選擇四芯的),其絕緣要求與相線(xiàn)相同。所有電機及電器的接線(xiàn)盒內，都設有專(zhuān)門(mén)接地用的螺絲，接地用的導線(xiàn)或電纜芯都接在這個(gè)專(zhuān)用的螺絲上。
接地螺絲的大小對接地線(xiàn)是否安全可靠關(guān)系甚大，不可忽攏。接地螺絲和接地線(xiàn)不小千表1內列出的數據時(shí)，一般都能滿(mǎn)足接地要求。
表1電氣設備接地螺絲和接地線(xiàn)的最小規格
接地線(xiàn)的截面按下列公式選樣，可保證可靠而迅速地切斷接地短略電流。
Ig= U/Zn≥KIH
式中: Id—短路電流
U—系統相電壓
Zn—相地回路中的阻抗，包括變壓器阻抗在內;
K—動(dòng)作系數，采用熔斷器作保護時(shí)，K值至少為4，采用自動(dòng)開(kāi)關(guān)作保護時(shí)，K值至少為2;
IH—熔斷器額定電流或自動(dòng)開(kāi)關(guān)脫扣器的整定電流。
5、電氣防火限流式保護器的選用
電氣防火限流式保護器是線(xiàn)路短路保護產(chǎn)品，可以有效克服傳統斷路器、空氣開(kāi)關(guān)和監控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時(shí)間長(cháng)、短路時(shí)產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，當發(fā)生短路故障時(shí)，能以微秒級速度快速限制短路電流以實(shí)現滅弧保護，能顯著(zhù)減少電氣火災事故，保障棉紡廠(chǎng)這種易燃場(chǎng)所的供電安全。
以安科瑞品牌的產(chǎn)品為例，其ASCP系列電氣防火限流式保護器功能特點(diǎn)及選型如下表所示：
電氣防火限流式保護作為末端線(xiàn)路的短路滅弧保護產(chǎn)品，通常設置于被保護線(xiàn)路的斷路器的后端，串接線(xiàn)被保護線(xiàn)路中，各線(xiàn)路的限流保護器通過(guò)有線(xiàn)組網(wǎng)或無(wú)線(xiàn)的方式將監測數據上傳到安科瑞電氣火災監控主機或安全用電云平臺，實(shí)現遠程監控功能。組網(wǎng)拓撲圖如下圖所示。
電氣火災主機組網(wǎng)拓撲圖 安全用電管理云平臺拓撲圖
用戶(hù)通過(guò)監控主機，Web瀏覽器或手機APP就可以查看各電氣防火限流式保護器的運行狀態(tài)、運行參數，并可遠程對保護器進(jìn)行參數設置、限流控制，以及消音、復位等操作。軟件操作界面如下圖所示。
安全用電管理云平臺界面 智慧消防管家APP界面
6、總結
事實(shí)告訴我們，搞好棉紡織廠(chǎng)的電氣防火工作，不僅僅要做好日常維護檢修等基礎性工作，更重要的是要對那些經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗證確實(shí)不合理、不完善或不適用的工藝設計、施工方案、設備選用及設備布局等進(jìn)行改革，從根本上提高各套生產(chǎn)和控制裝置運行的可靠性，以實(shí)現長(cháng)周期，滿(mǎn)負荷運行，達到安全、穩定、持續生產(chǎn)的目的。另外，隨著(zhù)現代電氣防火技術(shù)和產(chǎn)品不斷成熟，采用新的電氣防火解決方案，不僅能提高供電的安全性，還能實(shí)現遠程監控，無(wú)人值守，減少人手的同時(shí)，提高管理效率。
參考文獻：
[1]. 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊. 2022.05版
[2]. 張景魁.棉紡織廠(chǎng)電氣防火措施.勞動(dòng)保護.1981-10-28
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