棉紡織廠電氣防火措施及電氣防火限流式保護(hù)器的應(yīng)用

摘要：棉紡織廠屬于火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所，在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)要考慮并采取一定的防火措施。本文從接線、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(zāi)嚴(yán)重的線路短路故障問(wèn)題，介紹了電氣防火限流式保護(hù)器的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：棉紡織廠；電氣防火；限流式保護(hù)器

以原棉作為主要生產(chǎn)原料的棉紡織廠，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，易發(fā)生火災(zāi)，特別是容易發(fā)生電氣性質(zhì)的火災(zāi)事故。若避免發(fā)生電氣火災(zāi)事故，就要采取一些相應(yīng)措施。

1、電動(dòng)機(jī)接線 配線管路問(wèn)題

1.1電動(dòng)機(jī)出線口接線盒，是電氣線路故障的重點(diǎn)。

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，電動(dòng)機(jī)線路的故障有三分之二以上發(fā)生在接線盒內(nèi)。其原因，多數(shù)情況是由于緊固螺釘按得不緊，電動(dòng)機(jī)振動(dòng)太大，引出線人為地觸動(dòng)、彎曲，電機(jī)起動(dòng)時(shí)導(dǎo)線之間產(chǎn)生的排斥力的作用等原因造成接線端子松動(dòng)或引出線折斷，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(zāi)事故。為適應(yīng)防火要求，應(yīng)將通用型的開(kāi)啟式或開(kāi)口式的接線盒一律改制成封閉式接線盒。在改制接線盒時(shí)既要注意采取封閉措施，又要使接線盒內(nèi)有一定的空間裕度，防止絕緣一旦老化或損壞，由于線頭互相壓得過(guò)緊而發(fā)生相間短路。

1.2電源線的保護(hù)管改用四氟乙烯軟管。

埋在地下保護(hù)電機(jī)電源線的鋼管，露出地面高度不超過(guò)150毫米，與接線盒相連時(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(jī)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(hào)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(jī)電源線時(shí)應(yīng)考慮導(dǎo)線的強(qiáng)度和韌性。

棉紡織廠大多使用容量較小的電動(dòng)機(jī)，電源線一般只考患導(dǎo)線的允許工作電流，不考慮導(dǎo)線的強(qiáng)度和韌性。例如:織機(jī)上的電動(dòng)機(jī)容量一般在0.8千瓦或以下，使用單股導(dǎo)線(特別是單股鋁芯導(dǎo)線)在接線盒內(nèi)作硬性連接時(shí)，因織機(jī)振動(dòng)比較強(qiáng)烈，很易使連接處松動(dòng)或使導(dǎo)線折斷，造成電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行或短路。防止措施是，凡受振動(dòng)威脅的電動(dòng)機(jī),不論容量大小，與電機(jī)相聯(lián)這段電源線均改用多股銅芯導(dǎo)線，避免發(fā)生導(dǎo)線折斷事故。

2、熔斷器的選擇和使用

有些火災(zāi)是由于對(duì)熔斷器選擇、使用不當(dāng)使熔斷器熔斷迸出電火花引起。所以，棉紡織廠合理選擇、使用熔斷器，是不可忽視的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在一般情況下，對(duì)于單臺(tái)直接起動(dòng)的鼠籠式電動(dòng)機(jī)，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(jī)的起動(dòng)電流;

Le.d 電動(dòng)機(jī)的額定電流。

按上式選擇出的熔斷器，是只根據(jù)熔斷電流大小來(lái)確定的，并未考慮標(biāo)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(hào)的熔斷器安秒特性有著很大的差異。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(hào)的熔斷器,在實(shí)際運(yùn)行中勢(shì)必會(huì)發(fā)生拒動(dòng)或誤動(dòng)，不僅起不到應(yīng)有的保護(hù)作用，而且還會(huì)造成不良后果。根據(jù)棉紡織機(jī)器運(yùn)行的特點(diǎn)，大多選用螺旋式熔斷器作為電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù)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(duì)于10千瓦以下的電動(dòng)機(jī)，可用:

Le.r≥le.dx5

對(duì)于10千瓦以上、28千瓦以下的電動(dòng)機(jī)，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，二是在限開(kāi)斷電流時(shí)熔斷，屬于哪一種熔斷，在實(shí)際運(yùn)行中只能憑運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)判斷。凡是熔斷時(shí)響聲特別大，出現(xiàn)火花,管內(nèi)熔絲熔成許多小點(diǎn)，熔管內(nèi)壁有熔絲蒸汽附著，管內(nèi)壁有燒焦現(xiàn)象甚至發(fā)生爆裂的，大多是斷開(kāi)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(dāng)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(dǎo)致兩相或三相短路。

在選用熔斷器時(shí),對(duì)斷流要求應(yīng)給以足夠的重視,使用時(shí)，必須注意以下三點(diǎn);

1）熔絲的額定電流絕不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(shù)。根據(jù)技術(shù)條件規(guī)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次額定斷流容量后必須更換，棉紡織廠應(yīng)用較廣泛的RL系列的熔斷器安全斷開(kāi)斷流的次數(shù)為3-5次。這些規(guī)定在日常維護(hù)工作中必須認(rèn)真遵守。

3、中性點(diǎn)工作制的選擇

根據(jù)我廣歷年來(lái)電氣火災(zāi)事故的分析，因單相對(duì)地短路造成的火災(zāi)事故占70%，兩相短路和兩相對(duì)地短路占25%，三相短路占5%。上述情況表明，解決單相對(duì)地短路而產(chǎn)生的電火花或電弧，是減少和避免電氣火災(zāi)事故的關(guān)鍵。

我廠使用兩臺(tái)電力變壓器供全廠用電，原設(shè)計(jì)采取中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的三相四線制的供電方式。這樣，同一車(chē)間內(nèi)的動(dòng)力、照明電源雖然可以使用同一臺(tái)電力變壓器，但由于配電線路分布較廣，電氣設(shè)備較多，與原棉、棉條等易燃生產(chǎn)原料混雜一起，一旦出現(xiàn)單相對(duì)地短路，便有很大的短路電流產(chǎn)生。后來(lái)，根據(jù)各車(chē)間的實(shí)際情況，將供給易發(fā)生電氣火災(zāi)紗廠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(duì)地短路時(shí)，故障的那一相對(duì)地電壓接近于零，因而不會(huì)再出現(xiàn)較大的電火花了。兩年來(lái)，我廠先后發(fā)生過(guò)50多次單相對(duì)地短路現(xiàn)象，每次都準(zhǔn)確地發(fā)出接地聲光信號(hào)，值班人員迅速地加以排除，避免了發(fā)生電氣火災(zāi)事故。

4、接地問(wèn)題

電氣設(shè)備接地和接零的設(shè)計(jì)及施工，不但要考慮電氣系統(tǒng)和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和人身安全，而且還應(yīng)盡可能地避免接地線發(fā)生斷線或接觸不良，以免產(chǎn)生火花引起火災(zāi)。

我廠電氣設(shè)備金屬外殼的接地線，原設(shè)計(jì)是用金屬保護(hù)管外皮或金屬蛇皮管外皮或接地導(dǎo)線直接埋入地下。在實(shí)際運(yùn)行中，曾多次因金屬蛇皮管折斷或地下接地導(dǎo)線受腐變質(zhì)甚至爛掉，造成電動(dòng)機(jī)接地線接觸不良產(chǎn)生火花而引起火災(zāi)。為杜絕事故隱患，我們將生產(chǎn)車(chē)聞內(nèi)所有電氣設(shè)備金屬外殼的接地線，一律與相線一起敷設(shè)在同一根保護(hù)管內(nèi)《采用電纜時(shí)，則選擇四芯的),其絕緣要求與相線相同。所有電機(jī)及電器的接線盒內(nèi)，都設(shè)有專(zhuān)門(mén)接地用的螺絲，接地用的導(dǎo)線或電纜芯都必須接在這個(gè)的螺絲上。

接地螺絲的大小對(duì)接地線是否安全可靠關(guān)系甚大，不可忽攏。接地螺絲和接地線不小千表1內(nèi)列出的數(shù)據(jù)時(shí)，一般都能滿足接地要求。

表1電氣設(shè)備接地螺絲和接地線的小規(guī)格

接地線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≥KI_H

式中: Id—短路電流

U—系統(tǒng)相電壓

Zn—相地回路中的阻抗，包括變壓器阻抗在內(nèi);

K—動(dòng)作系數(shù)，采用熔斷器作保護(hù)時(shí)，K值至少為4，采用自動(dòng)開(kāi)關(guān)作保護(hù)時(shí)，K值至少為2;

I_H—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(hù)器的選用

電氣防火限流式保護(hù)器是線路短路保護(hù)產(chǎn)品，可以有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開(kāi)關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、切斷短路電流時(shí)間長(zhǎng)、短路時(shí)產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，能以微秒級(jí)速度快速限制短路電流以實(shí)現(xiàn)滅弧保護(hù)，能顯著減少電氣火災(zāi)事故，保障棉紡廠這種易燃場(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(hù)器功能特點(diǎn)及選型如下表所示：

電氣防火限流式保護(hù)作為末端線路的短路滅弧保護(hù)產(chǎn)品，通常設(shè)置于被保護(hù)線路的斷路器的后端，串接線被保護(hù)線路中，各線路的限流保護(hù)器通過(guò)有線組網(wǎng)或無(wú)線的方式將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳到安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)或安全用電云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。組網(wǎng)拓?fù)鋱D如下圖所示。

電氣火災(zāi)主機(jī)組網(wǎng)拓?fù)鋱D 安全用電管理云平臺(tái)拓?fù)鋱D

用戶通過(guò)監(jiān)控主機(jī)，Web瀏覽器或手機(jī)APP就可以查看各電氣防火限流式保護(hù)器的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)，并可遠(yuǎn)程對(duì)保護(hù)器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、限流控制，以及消音、復(fù)位等操作。軟件操作界面如下圖所示。

安全用電管理云平臺(tái)界面 智慧消防管家APP界面

6、總結(jié)

事實(shí)告訴我們，搞好棉紡織廠的電氣防火工作，不僅僅要做好日常維護(hù)檢修等基礎(chǔ)性工作，更重要的是要對(duì)那些經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證確實(shí)不合理、不完善或不適用的工藝設(shè)計(jì)、施工方案、設(shè)備選用及設(shè)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(yùn)行的可靠性，以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期，滿負(fù)荷運(yùn)行，達(dá)到安全、穩(wěn)定、持續(xù)生產(chǎn)的目的。另外，隨著現(xiàn)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(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，無(wú)人值守，減少人手的同時(shí)，提高管理效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]. 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè). 2022.05版

[2]. 張景魁.棉紡織廠電氣防火措施.勞動(dòng)保護(hù).1981-10-28