《锂离子电池生产企业安全规范征求意见稿》编制说明.docx

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《锂离子电池生产企业安全规范征求意见稿》编制说明

《锂离子电池生产企业安全规范

（征求意见稿）》

编制说明

标准编制组

一、工作简况

（一）任务来源

中国电池工业协会从规范锂离子电池企业安全生产的角度出发，经国家安全生产监督管理总局批准，组织锂离子行业大型企业、科研院所、检测机构共同起草编制了《锂离子电池生产企业安全规范》。

（二）标准制定的目的、意义

锂离子电池因为能量密度高、环境友好等诸多特点，近几年在我国得到了快速发展，目前主要的应用领域为消费电子和新能源汽车。

据不完全统计，2014-2016年我国动力锂电池出货量分别为5.9GWh、17GWh、30.5GWh，同比增长293%、188%、79%，最近几年由于国家政策扶持和新能源汽车市场的不断扩大，2016年和2017年新能源汽车销量分别达到51万辆和77.7万辆，按照工信部发布的《节能与新能源汽车技术路线图》，至2020年新能源汽车销量为210万辆，2025年525万辆，2030年则超过1500万辆。

国内动力电池市场正处于高速发展的阶段，然而由于现有锂离子电池材料体系和制造技术还不完善，导致发生了一系列锂离子电池安全事故。

如2016年1月16日深圳宝安电池厂突然起火；同年3月22日，深圳美拜电子有限公司仓库发生意外起火；最严重的锂电池安全事故发生在5月31日位于启东市的江苏海四达电源有限公司，该公司的锂电生产车间发生空间爆炸，造成2人死亡，多人受伤。

据不完全统计，2016年锂电池产业相关起火事故有40多起，分布在锂离子电池的生产、运输、应用、回收等各个环节，其中发生在生产环节多达10起事故。

通过对安全生产事故的情况分析，多数火灾事故主要发生在锂离子电池大量集中存放的区域，如电池化成、老化、电池仓库等区域，特别是在夜间等无人值守的情况下，事故发生的概率明显高于其它时间段；其次事故的主要原因是由于单个锂电池内部短路问题造成电池温度升高，形成热失控，从而引燃周围的电池，高温进一步导致电解液及电极物质分解，气体体积急剧膨胀，最终导致起火或爆炸。

就目前的实际情况而言，锂离子电池无法从本质上做到百分之百的安全，总有一定的概率发生起火事故,虽然发生事故概率很低（约十亿分之一），但是由于目前锂离子电池在处于高速的发展阶段，各个生产厂家的产能也在不断扩大，从而发生起火事故的次数增多。

然而由于国内还没有锂电池行业如何安全生产、储存等方面的安全生产管理规范，使得企业在进行厂房和库房设计和选址时没有标准可以参照，造成业内电池企业生产车间设计不规范、仓储环境简陋，无排风恒温设施和实时监控设备等，消防设备配置不齐，特别是对于发生较大的火灾事故后，由于生产车间和仓库等设计的不规范容易造成火灾的连锁反应，没有能够起到应有的隔离火灾的效果，防止火灾的进一步蔓延扩散。

此外，对于发生火灾是否有明确有效的应急措施来确保人身和财产的安全也成为一个关注点，为此业内企业代表和专家共同呼吁，希望国家相关安全部门，能够尽快出台统一的、切实可行的锂离子电池行业的安全生产管理规范，通过标准的制定主要目的是为了规范现有的锂离子电池行业的安全生产，并给予电池企业在新上项目提供设计安全和执行标准，有利于企业减少锂离子电池安全事故，降低安全事故的危害程度，通过建立安全事故自动监测报警系统和应急处理措施，尽可能降低生产企业的人身和财产安全。

（三）编制过程

本技术规范由中国电池工业协会牵头，项目负责人为协会副理事长王金良教授。

协会锂离子电池应用专业委员会秘书处于2016年10月开始对锂离子电池生产企业的安全现状进行调研，同时对2016年以来国内外锂离子电池企业安全事故进行了统计分析。

在此基础上，于2016年12月正式向国家安监总局提交了立项报告，并随即成立了标准编制组，标志着安全标准的编制工作正式启动。

2017年03月~2017年月6月起草小组针对现有国内外相关资料及各单位意见起草标准文本，经过3次内部讨论、修改最终形成了安全标准的草稿。

2017年6月9日中国电池工业协会组织相关行业内的企业、高校教授、检测研究院和安监局领导等在北京召开了第一次研讨会，主要包括：

公安部天津消防研究所、北京理工大学、金方圆安全技术研究院（苏州）有限公司、深圳市安全生产监督管理局、中国汽车技术研究中心、中国科学院物理研究所、山东省轻工业安全生产管理协会、广州能源检测研究院、浙江天能能源科技股份有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、东莞新能源科技有限公司、欣旺达电子股份有限公司、比亚迪电池有限公司、天津力神股份有限公司、中航锂电（洛阳）股份有限公司、深圳市比克动力电池有限公司、江苏海四达电源股份有限公司、江苏双登集团有限公司等19家单位的30位专家代表参加现场讨论会议，现场对安全标准框架内容、行业性质、重点区域的防护措施以及如何规避风险等问题进行了讨论，并确定了下一步安全标准工作的侧重点和方向。

2017年7月，中国电池工业协会秘书处在福建宁德召开了编制组内部讨论会，广州能源检测研究院、浙江天能能源科技股份有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、东莞新能源科技有限公司、欣旺达电子股份有限公司参加了会议，参会成员针对6月份北京研讨会提出的问题进行了讨论，特别就标准的逻辑顺序、重点术语定义、风险分析几个方面进行了深入交流，并一致同意在接下来的一段时间内加紧磋商，形成标准初稿。

2017年11月，经过编制组成员数月的反复沟通，期间通过邮件、电话会议等方式持续深入讨论，征求意见稿（初稿）初步形成。

中国电池工业协会秘书处召集编制组成员在广东深圳开会，参会单位有广州能源检测研究院、浙江天能能源科技股份有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、东莞新能源科技有限公司、欣旺达电子股份有限公司，会议针对部分原物料的火灾危险等级、某些场所发生安全事故的应急措施等问题进行了确认，并就近期在召开评审会交换了意见。

2018年3月16日，中国电池工业协会秘书处邀请了包括国内知名安全生产专家孟宪卫教授、哈尔滨工业大学胡信国教授在内的行业专家以及宁德时代新能源科技股份有限公司、浙江天能能源科技有限公司、中航锂电（洛阳）有限公司、比亚迪锂电池有限公司、欣旺达电子股份有限公司、广州能源监测研究院等企业和机构代表在杭州召开了2018年第一次研讨会，重点针对NMP加热烘干过程中可能发生的危险以及防范措施、事故防烟排烟措施、电池测试过程中的安全风险防范等问题进行了讨论，各个代表提出了许多建设性的意见和建议。

2018年6月28日，编制组成员单位中航锂电（洛阳）有限公司、广州能源监测研究院、宁德时代新能源科技股份有限公司、浙江天能能源科技股份有限公司的代表在杭州召开了2018年第二次研讨会，会议重点针对生产中电解液的存储安全、高位货架预警及灭火措施等问题进行了讨论，各个代表结合行业特点、企业自身情况提出了许多有益的改进措施。

2018年8月15日，中国电池工业协会副理事长王金良教授一行在深圳、惠州和东莞调研了行业内的大中型锂电池生产企业，主要针对工序过程中的电解液、化成、老化、仓库等重点区域进行了考察和调研，并听取了几家业内企业安全部门简绍了当前他们的安全防火措施、管理方法和经验，并将相关内容融入到标准的编制当中。

二、标准编制原则

本着以事故导向和预控主要风险的原则，规范性的制订原则，制定本标准的主要内容。

（1）符合GB/T1.1－2009《标准化工作导则第1部分：

标准的结构和编写规则》。

（2）反映国内外的技术进步和发展，并与现行的国家政策、法规及相关国家标准协调一致。

（3）本规范作为锂离子电池生产企业行业的安全标准，不涉及锂离子电池原材料企业和回收企业，此外标准内容中也不涉及锂离子电池的质量安全管理、职业健康防护和厂区外交通运输安全管理等方面的内容。

（4）标准的内容应便于实施，并且易于被国内外同行业所引用

三、标准编制主要内容

标准主要内容由以下部分组成：

范围、规范性引用文件、术语和定义、危险辨识、通用要求、生产工序及设备设施的安全、防火及消防设施、安全管理和应急措施、资料性附录。

（一）范围

本标准规定了锂离子电池生产、加工过程中工序和设备设施的安全措施，以及防火安全、作业安全和安全管理的要求。

本标准适用于锂离子电池的生产和加工企业。

本标准不适用于锂离子电池原材料的生产企业和锂离子电池回收企业。

（二）规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T2900.41电工术语原电池和蓄电池

GB17945消防应急照明和疏散指示系统

GB18218危险化学品重大危险源辨识

GB19517国家电气设备安全技术规范

GB/T29639生产经营单位生产安全事故应急预案编制导则

GB/T33000企业安全生产标准化基本规范

GB/T31485电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法

GB/T31486电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法

GB50016建筑设计防火规范

GB50019采暖通风与空气调节设计规范

GB50052供配电系统设计规范

GB50054低压配电设计规范

GB50055通用用电设备配电设计规范

GB50057建筑物防雷设计规范

GB50084自动喷水灭火系统设计规范

GB50116火灾自动报警设计规范

GB50140建筑灭火器配置设计规范

GB50974消防给水及消火栓系统技术规范

AQ4273粉尘爆炸危险场所用除尘系统安全技术规范

（三）术语和定义

1）锂离子电池（lithiumionbattery）：

含有机溶剂电解液，利用锂离子作为导电离子，在阴极和阳极之间移动，并被设计成可重复充电和放电的电池。

注：

负极活性物质不是金属锂

说明：

参照GB/T19596-2017电动汽车术语GB/T2900-2008.41电工术语原电池和蓄电池，重新对本标准中锂离子电池进行了完善，主要考虑了本标准中所涉及的锂离子电池中最主要的物质为有机电解液，随着锂离子电池行业技术的不断进步，如采用非有机溶剂电解液，那么电解液本身的易燃起火性质可能大幅降低（可参考铅酸电池），对于标准的适用性方面可能会有偏差，所以特别提到了含有机溶剂电解液，此外也特别注明了负极活性物质不是金属锂，主要是排除了后续锂离子电池的发展产生的新型电池，如锂空电池、锂硫电池等，所以本标准范围内不包括金属锂相关内容。

（四）危险辨识

1）4.1生产企业应参照GB50016-2014第3.1条对锂离子电池原材料、成品电池、各生产工序等的危险等级进行危险辨识，锂离子电池存储物品的火灾危险性等级应参照附录A.1锂离子电池原物料火灾危险辨识表，锂离子电池生产过程中的火灾危险性等级应参照附录A.2锂离子电池各生产工序火灾危险辨识表。

说明：

按照GB50016-2014第3.1条火灾危险分类，将锂离子电池生产过程中原物料的火灾危险性和各生产工序火灾危险性进行分类，辨识原物料和生产过程中各个工序的危险等级。

（五）通用要求

1）5.1锂离子电池生产企业的建筑防火设计应符合GB50016的规定，建筑耐火等级不应低于二级。

说明：

锂离子电池生产企业建筑按照GB50016的规定的要求，生产车间按照附录A附表2的分类应按照丙类建筑进行设计，建筑物耐火等级不低于二级。

2）5.3化成场所、老化场所和成品电池仓库应为独立的防火分区，应采用防火墙和耐火时间不低于1.5h的楼板与其它区域进行隔开，自动化生产线如无法实现独立的防火分区，应设置有安全防护措施满足区域的整体安全要求。

说明：

化成场所、老化场所和成品电池仓库为大量带电电池集中存放的区域，存在锂离子电池起火的风险，从行业的安全事故来看，多事事故时发生在上述区域，应当周边的区域进行有效的分隔，自动化生产线也是目前锂离子动力电池行业发展的趋势，规模化生产无法实现和周边的区域完全独立的分隔，应在化成场所、老化场所和成品电池仓库设置有安全防火措施，满足区域的整体安全要求。

3）5.5激光切割和激光焊接存在可燃性粉尘的工序，其除尘装置应符合AQ4273的规定。

说明：

激光切割和激光焊接存在粉尘爆炸风险的工序，会产生有少量的铝粉或者铜粉，由于激光切割产生的粉尘粒度较小，存在一定的安全风险，而采用机械切割的方式，粉尘粒度一般较大，难以形成粉尘爆炸的条件，所以激光切割和激光焊接的除尘装置应符合AQ4273的相关规定，防止由于粉尘引起除尘装置的爆炸，此外行业内无相关起火爆炸案例，主要原因是产生的粉尘量很少，难以满足爆炸的条件。

4）5.6注液工序、化成工序、老化工序和电池仓库等消防安全重点部位设置24h视频监控装置，其中化成工序，老化工序和电池仓库应安排专人24h不间断巡查和值守。

说明：

化成工序、老化工序和成品电池仓库等重点区域为事故多发区域，从事故的发生时间来看多为无人值守的夜间或者休息时间，上述区域应设置有视频监控和专人巡查，现场人员应及时处理有安全隐患的电池，防止发生事故后现场无人进行及时处理，扩大事故灾害。

5）5.7化成工序、老化工序、电池仓库等电池大量集中存放的区域，应在建筑或设备上安装火灾探测器，现场应配置相应的灭火措施，应优先选择在设备上设置火灾探测器和自动灭火装置。

说明：

锂离子电池建议全厂设置喷淋系统，一是按照GB50016的要求设置的喷淋系统，喷淋的水流量较小，对于锂离子电池的火灾起不到很好的灭火作用，反而会有助燃的可能性，锂离子电池的火灾需要采用大量水进行灭火，水不仅起到了灭火的作用，更重要的是能够快速到达锂离子电池起火点，能够短时间对锂离子电池内部进行降温；二是部分车间设备上安装有密封罩，厂房的喷淋系统不能直接达到设备内部，水源不易直接到达起火点；三是设备存在误喷报警的情况，自动化程度高的工厂，装配车间的料卷价格超过50万人民币，通常机器头部、尾部各一个，一旦喷淋到料卷便是超过100万元损失，特别容易造成小事故大损失，依据《两高办理危害生产安全刑事案件的解释》（法释〔2015〕22号）第六条“造成直接经济损失一百万元以上的应当认定为造成严重后果，对相关责任人员，处三年以下有期徒刑或者拘役。

针对锂离子电池生产过程的特殊性，宜优先在设备上配置火灾探测器和自动灭火装置，不仅处理速度快，而且不会影响到周边的设备。

（六）生产工序及设备设施的安全

1）6.2涂布工序

6.2.1NMP回收系统应采取防止NMP蒸汽逸散或泄漏的措施。

6.2.2涂布机的烘道内应设置NMP浓度自动实时监控报警装置，并设置两级防护措施，一级防护当可燃气体浓度达到爆炸下限的25%时报警，二级防护当可燃气体浓度达到爆炸下限的50%时停机，并应与加热和通风装置连锁。

6.2.3NMP回收系统应具备异常或紧急停机状态下通风延时的功能，通风应使设备内部可燃气体浓度降低到爆炸下限的25%以下。

6.2.4涂布机的加热设备采用直接的电加热方式时，满足如下要求：

6.2.4.1电加热设备应具有控温保护、超温保护和连锁停机的功能。

6.2.4.2电加热设备前方应设置保护罩。

说明：

NMP液体，常温下闪点为95℃，属于丙类物质，在涂布烘干的过程中会产生NMP蒸汽，具有爆炸性，烘道内应设置有NMP浓度监控装置，参照石油化工标准，当NMP蒸汽达到25%LEL时报警，50%LEL应停机，并应与加热和通风装置进行连锁，防止NMP蒸汽浓度超过爆炸下限，此外涂布机的加热设备采用直接的电加热的方式，应具有控制保护、超温保护的措施，宜采用空气的加热方式，防止可燃蒸汽和高温物体直接接触。

6.2.4.2电加热设备前方应设置保护罩，防止有异物进入烘道，被点燃引发起火事故。

2）6.3注液工序

6.3.1注液工序满足如下要求：

6.3.1.1注液车间如采用循环通风系统应设置净化处理系统。

6.3.1.2注液车间应安装可燃气体浓度报警装置，可燃气体浓度超过爆炸下限的25%应报警。

6.3.1.3注液车间应设置事故通风换气设施，换气次数不应低于12次/h。

6.3.1.4电解液输送管道接口处应采用双套管保护措施，并采用耐腐蚀的材质。

6.3.2注液设备满足如下要求：

6.3.2.1注液设备应设置局部抽排风装置，并具有故障连锁报警功能。

6.3.2.2注液设备及其电气接插件、电气排插接头等应配置防止电解液滴落或溅射的防护措施。

6.3.2.3注液设备应具备电解液回收装置，且具有防泄漏、防逸散功能。

6.3.2.4注液设备电气线路应采用阻燃套管并做防腐处理。

6.3.2.5注液设备应与真空泵分开放置。

6.3.3车间内电解液暂存间满足如下要求：

6.3.3.1暂存间面积不应超过丙类防火分区面积的5%，应采用耐火时间不低于1.5h的防火隔墙和乙级防火门与其他工序间隔，电解液暂存间面积超过丙类防火分区面积的5%，应采用防火墙和甲级防火门与其他区域分隔，防火分区面积不应超过20%。

6.3.3.2电解液暂存间应设置有通风装置，实测风速不应低于0.5m/s。

6.3.3.3暂存间应安装可燃气体浓度报警装置，可燃气体浓度超过爆炸下限的25%应报警。

6.3.3.4暂存间照明灯具应采用冷光源或防爆灯，电气和照明开关应采用防爆型。

6.3.3.5暂存间电解液存量不宜超过1昼夜的需要量。

6.3.3.6电解液罐体应设置静电接地的措施。

6.3.3.7暂存间地面、工具和容器应采用不发火花的材料。

6.3.3.8电解液盛装容器应充填惰性气体，并采用管道输送液体的措施，可在接口处安装液体泄露检测装置。

6.3.3.9暂存间宜局部设置悬挂球式干粉灭火器或火探管灭火器等自动灭火装置

6.3.3.10应按照7.5.1的要求配置相应的应急灭火器材，并符合有关标准的要求。

6.3.4电解液罐体的运输工具应采用手动叉车或防爆型叉车。

说明：

注液工序的危险性主要来自电解液的自然挥发和泄露，通常注液工序有采用循环通风系统，换气次数一般高于12次/h，此外电解液注液的过程应设置有局部的抽排风措施，使电解液的蒸汽进行有序的排放，防止电解液蒸汽大量存在注液区域内，区域有上述的防护措施，电解液车间浓度正常情况下低于25%LEL；

区域设置有可燃气体浓度报警装置和事故通风设置，防止在极端的情况下，电解液的设备泄露或循环通风系统出现问题，电解液蒸汽弥漫在整个区域。

电解液具有腐蚀性，电解液输送管道接口处应采用双套管保护措施，防止电解液将管道腐蚀泄露后引起起火事故。

电气线路同样也应采用阻燃套管并做防腐处理。

6.3.3.1注液工序电解液暂存区域面积按照GB50016第3.1.2条规定，当火灾危险性较大的生产部分占本层或本防火分区建筑面积的比例小于5%时，可按照火灾危险性较小的部分确定；当面积超过5%并小于20%时，应采用防火墙或防火隔墙和其他区域分隔。

其中原物料中电解液从闪点测试分类为甲乙类，这是由于电解液为混合物，各个电池厂家使用的电解液种类不同，所以闪点存在一些差异闪点在60℃以下，虽然电解液通过闪点测试属于甲乙类危险物质，而实际过程中电解液引燃温度都超过400℃，远大于常见可燃物的引燃温度如纸张引燃温度130℃，布匹引燃温度140℃，因此这些溶剂成分存在一燃即灭的闪点温度，未加热情形不易发生持续燃烧（高引燃温度）的过程，实验测试电解液主要成分闪点见表1。

表中数据显示溶剂EC或PC是丙类溶剂（闪点≥60℃，一般可燃物质），溶剂DEC、EMC、DMC是甲类溶剂（闪点＜28℃，易燃溶剂）。

表1电解液溶剂成分引燃温度和闪点

成分名称

碳酸乙烯酯

碳酸炳烯酯

碳酸二乙酯

碳酸甲乙酯

碳酸二甲酯

缩写

EC

PC

DEC

EMC

DMC

引燃温度（℃）

465

315

445

440

458

闪点（℃）

160

132

25

23

17

实验测试在没有明火加热、电弧加热的情况下，对电解液存储可能碰到的点火源如静电（电解液是导静电材料）、工具碰撞机械火花、跌落滚动的机械火花，用13KV电火花点火器、手动砂轮打磨不锈钢铁棒火花、扳手工具敲打等在室温25℃、40℃、60℃维持5分钟，试验多次都不能点燃。

从防护角度，

从行业的安全事故分析，2008年LG发生过电解液注液过程发生过起火事故，主要原因是由于电解液滴落在设备上，在标准条款中也专门针对该项内容进行了具体的要求，6.3.2b）。

3）6.4化成工序

6.4.1化成设备应自带安全诊断保护功能，并满足如下要求：

6.4.1.1化成设备应具备电池电压、电流、容量、温度和时间等异常报警功能。

6.4.1.2化成设备应具备校准诊断、过充、过放等保护功能。

6.4.1.3化成设备外壳、电线外部和线槽应采取多点接地，电气开关断路器应设置漏电开关。

6.4.1.4应定期对化成设备的性能参数和电气线路检查，并保存记录。

6.4.1.5化成设备应在室内消火栓的防护范围之内。

6.4.2化成设备（货架）之间的工作通道应能使运输工具顺利通过，手动叉车通道应大于1.5m，人行通道应大于0.8m，化成设备到顶部的容烟空间应大于0.6m，工作通道不应放置其它物品。

6.4.3化成工艺采用高度≤3.0m的化成设备，整个测试过程中电池在化成设备外部，满足如下要求：

6.4.3.1化成区域屋顶应设置火灾探测器，可采用烟感或温感。

6.4.3.2应按照7.5.1的要求配置相应的应急灭火器材，并符合有关标准的要求。

6.4.4化成工艺采用高度≤3.0m的密闭箱体测试，整个测试过程电池在箱体内部，满足如下要求：

6.4.4.1化成设备箱体内部应设置火灾探测器且联动现场报警灯。

6.4.4.2化成设备箱体应具有安全防爆功能。

6.4.4.3应按照7.5.1的要求配置相应的应急灭火器材，并符合有关标准的要求。

6.4.5化成工艺采用高度≤3.0m的货架放置电池，货架放置在高温房间内，控制设备在高温房间外，满足如下要求：

6.4.5.1化成房间室内和室外的屋顶应设置火灾探测系统，火警信号应送回到工厂中央监控中心。

6.4.5.2化成房间内应至少设置两套超温报警系统，采用电加热方式，加热部件应设置在化成房间外部。

6.4.5.3化成房间内应设置自动灭火系统，可采用先气体灭火再喷水灭火，或直接采用大流量喷水灭火的方式。

6.4.5.4化成房间内宜局部设置悬挂球式干粉灭火器或火探管灭火器等自动灭火装置。

6.4.6化成设备采用高度≥7.5m的自动化立体设备，满足如下要求：

6.4.6.1化成设备的每个货位应设置火灾探测器和自动灭火装置，火灾探测器可采用烟感或温感探测器。

6.4.6.2货架的层与层之间和邻近货位应设置防火隔板，防火隔板的耐火时间不应小于0.5h。

6.4.6.3火灾探测器应和仓库控制系统、堆垛机、堆垛机货叉自动灭火装置、声光报警装置分别联动，并接入消防用电或独立备用电源。

6.4.8化成设备采用高度在3.0m~7.5m的自动化立体设备，宜按照6.4.6的要求设置相应的安全防火措施。

说明：

化成工艺是行业中起火案例最多的工艺车间，工序的危险性主要是来自大量带电电池的充放电过程，过程中锂离子电池内部材料处于活化不稳定阶段，容易在测试过程中出现个别电池的短路导致起火。

化成车间应采取设备和管道金属外壳接地消静电措施，运载车辆应采用无火花材料，防止由于静电等引起火灾危害事故；化成设备应具电压、电流、容量、温度等报警功能，防止由于设备造成电池的过充电、过放电等现象，导致起火等安全事故的发生。

此外，根据行业内安全事故案例，设备线路、电