淺談鹽化工企業(yè)電氣火災的危害及對策

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)中的作用已經越來越明顯，鹽化工企業(yè)電氣及其控制系統(tǒng)也愈加復雜，這也給電氣火災的發(fā)生留下了隱患。據不完全統(tǒng)計，目前所發(fā)生的工業(yè)企業(yè)火災中，電氣火災占火災總數的60 %以上。

鹽化工企業(yè)機電設備較多，一旦發(fā)生火災極易造成人員傷亡和財產損失。因此，要采取切實可行的措施維護電氣設備與線路的安全穩(wěn)定運行，有效防范電氣起火是預防鹽化工企業(yè)火災的重中之重。

1 電氣火災的危害

電氣火災給人們造成的損失是不可估量的，留給人們的教訓也是極其深刻的。火災發(fā)生時，如果沒有及時撲滅，輕者會引起停電，使生產停止；嚴重時甚至會燒毀廠房，造成極大的經濟損失。當周邊存在可能爆炸的物體，尤其是危險化學品時，還可能引發(fā)爆炸。

2 電氣火災的引發(fā)原因

電氣火災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，歸結起來都是因電氣設備或線路溫升過高，達到絕緣物或周邊可燃物的燃點，引燃可燃物，發(fā)生火災。

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，設備溫度急劇上升。如果設備溫度達到可燃物的燃點，就會引燃可燃物。同時，在短路點或導線連接松弛的電氣接頭處，還會產生電弧或火花。由于電弧溫度很高，可達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)電氣線路或電氣設備發(fā)生短路主要有以下2 個原因：

(1)線路受機械損傷導致絕緣破損而短路；

(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

過載是指電氣設備或導線的運行電流超過其額定值。

造成過載的原因有以下幾個方面：

(1)設計、選型不正確，使電氣設備的額定容量小于實際負載；

(2)設備及導線隨意裝接，或工藝要求增加負荷，造成超載運行；

(3)檢修、維護不及時，使設備或導線長期處于帶病運行狀態(tài)；

(4)設備或導線的質量差，不能承受額定負載電流，產生不應該的“過載”。

發(fā)生線路過載時，在用電設備過多、電動機軸負載太大等情況下，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，最后過載轉化為短路；而短路電流可達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

當電氣線路或設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)，現場環(huán)境惡劣，接頭氧化加速。在電動機啟動電流的沖擊下，接頭處將產生電弧。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，這也是電氣火災的引發(fā)原因之一。

2.4 諧波電流

計算機、整流設備、變頻設備、電機軟啟動器等非線性負荷的電氣設備，其負荷電流通常含有多次諧波電流。由于奇次諧波在中性線內不是互相抵消，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，我國有關設計規(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，強大的雷電電流在擊毀建筑物、機電設備等物體的同時，還可能燃燒起火，甚至引燃易爆物體，導致火災或爆炸事故。

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

3 電氣火災的防范對策

3.1 總進線處裝設RCD(剩余電流動作保護器)

根據國家標準《低壓配電設計規(guī)范》第4.1.1條規(guī)定，配電線路應裝設短路、過載和接地故障保護，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裝設RCD。國際電工標準IEC 60364-5-53 第531.2.4 條規(guī)定“TT 系統(tǒng)(保護接地系統(tǒng))內如果只裝1 個RCD，它必須裝設在電源進線處，除非電源進線處至RCD 的線路和設備是雙重絕緣的”。在一般工業(yè)廠房建筑物內，除插座回路上裝設一級30 mA 瞬動漏電保護器外，應規(guī)定在各樓層電源進線處裝設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器。大型廠房建筑可在進戶電源處再增設一級防火漏電保護器，其額定漏電動作電流不宜大于1 A，延時不超過1 s，用以防范建筑物內可能發(fā)生的接地短路故障火災。

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，可在設備中采用抗漏電的絕緣材料，也可增加絕緣表面上帶電導體的對地距離。為了不過度增加設備制造成本，國際電工標準規(guī)定220/380 V 設備兩導體間最大持續(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。帶電導體間的過電壓即是電網的正偏差，其數值受電能質量標準的限制，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，應對變電站配電裝置的接地電阻進行控制，使其值符合設計要求并且盡量小(不大于4 Ω)。

3.3 實施等電位聯結

等電位聯結是指將保護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線聯結的措施，以達到均衡廠房建筑物內電位的目的，對易燃易爆場所更有其不可替代的重要作用。由于漏電保護器對相線220 V 線路只提供間接接觸保護，同時因機件磨損、接觸不良、質量不穩(wěn)定、壽命較短等因素而導致動作失靈的種種隱患，不能單獨成為一種可靠的保護措施。因此，可實施等電位聯結，以有效防止漏電的電氣線路或設備與低電位的金屬構件之間產生電弧、電火花，即消除漏電電壓引起火災的可能。

3.4 防雷及防靜電措施

為防止雷電的侵害，必須嚴格按相關的規(guī)范實施防雷避雷措施，從雷電接閃器、接地引線到接地體，從材料質量到施工把關，注意細節(jié)問題的處理。同時，必須針對鹽化工企業(yè)工藝的特點，認真摸清生產過程中可能產生靜電的設備或管道，對照相關的標準做好防靜電導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)選電氣設備或器件，提高絕緣等級；及時了解負載情況，控制或消除設備過載；加強設備清掃，消除環(huán)境因素引起的漏電；加強日常巡查，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；有火災爆炸危險的廠房，應配置防腐防爆電器等。

在進行電氣設計時，應嚴格按設計規(guī)程保證電氣設備選擇正確、系統(tǒng)接線設計合理。設備布置時，安全凈距應保證可靠；配電間應保持密閉、通風和干燥，并采取降溫散熱措施。運行維護管理中，應按相關規(guī)程要求加強對設備的巡視和監(jiān)督，按規(guī)程正確操作；發(fā)現隱患應及時消除，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；并聯運行的變壓器，可分列運行以減小短路電流。另外，在選擇電氣設備時，必須按可能通過該設備的最大短路電流進行校驗，以保證電氣設備能安全可靠地工作。

電氣火災雖然危害極大，但只要正確認識，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[M]．北京：化學工業(yè)出版社．2006.