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剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器安裝必要性

作者：千家網(wǎng) 日期：2013-01-04 10:40:13 瀏覽：7812

　　近年來，一些行業(yè)、場所火災(zāi)事故多發(fā)，電氣、用火不慎引發(fā)的火災(zāi)事故居高不下，突出反映出消防工作仍存在一些不足和薄弱環(huán)節(jié)，以2005年為例，十大火災(zāi)中死亡人數(shù)最多的兩起吉林省遼源市中心醫(yī)院特大火災(zāi)、汕頭華南賓館特大火災(zāi)，均為電氣火災(zāi)，有關(guān)專家積極呼吁盡快采取有效的技術(shù)防范措施，遏制電氣火災(zāi)的上升勢頭，政府有關(guān)部門也非常重視，GB50045-95(2005年版)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、JGJ16-2008《民用建筑電氣規(guī)范》的相繼出臺(tái)，要求在建筑中設(shè)置剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器。但是由于設(shè)置剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器的國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范尚未齊全，再加上熟悉這一新型報(bào)警設(shè)備的設(shè)計(jì)、施工技術(shù)人員亦較少，實(shí)際工作中遇到的困惑也較多，各地建筑設(shè)計(jì)院、審圖單位、消防監(jiān)督部門執(zhí)行各異，設(shè)計(jì)方法不統(tǒng)一。再者由于我國實(shí)際應(yīng)用情況，人們對(duì)剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器的作用、組成、選型、設(shè)計(jì)等問題都產(chǎn)生了一系列的問題，本文就以剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器為例一一淺析。
一、什么是剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器
　　國標(biāo)GB14287-2005作了明確的定義，其定義如下：“用檢測剩余電流的互感器、剩余電流探測器、報(bào)警器或控制器構(gòu)成的電氣火災(zāi)實(shí)時(shí)檢測并實(shí)施報(bào)警或切斷電源的裝置。”其具體系統(tǒng)組成為執(zhí)行硬件系統(tǒng)和軟件支持系統(tǒng)兩部分，即由探測器、漏電火災(zāi)報(bào)警控制器、終端控制臺(tái)（含總線轉(zhuǎn)換器、系統(tǒng)軟件、自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、UPS電源等）。
國家標(biāo)準(zhǔn)GB14287-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》第一部分的3.3中，“剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器”（Detectorsforelectricfireprotection）被定義為：“探測被保護(hù)線路中的剩余電流等電氣火災(zāi)危險(xiǎn)參數(shù)變化的探測器”?？梢?，剩余電流在GB14287-2005中被認(rèn)為是電氣火災(zāi)技術(shù)防范的重點(diǎn)。事實(shí)上，接地電弧性短路、是電氣火災(zāi)發(fā)生的主要原因。
二、為什么要加裝剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器
　　由于人們對(duì)安全規(guī)范用電常識(shí)的深入，使得由電氣故障引發(fā)的人身傷害事故逐年遞減，但是每年由電氣事故引發(fā)的火災(zāi)數(shù)量卻在增加，這與我國火災(zāi)總數(shù)呈逐年遞減的趨勢形成了鮮明對(duì)比。據(jù)我們?cè)诿磕陣蚁谰忠约笆?、市的消防管理部門對(duì)火災(zāi)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，電氣火災(zāi)占火災(zāi)總的361%，且有逐年上升的趨勢，這就要求我們查原因，找根源再采用行之有效的科學(xué)方法來減輕這些災(zāi)害。日本、歐美等發(fā)達(dá)國家人均用電量比我國高得多，為何其電氣火災(zāi)發(fā)生機(jī)率比我國要小得多呢？其主要原因就是在重要場合設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測系統(tǒng)。例如：日本在很多年前就廣泛運(yùn)用的漏電在線檢測技術(shù)（即剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器）日本《內(nèi)線規(guī)程》中就有了強(qiáng)制明確的強(qiáng)制條文。剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器應(yīng)用在我國國家規(guī)范中其實(shí)早有規(guī)定，如《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-95第4.4.21條：“為減少接地故障引起的電氣火災(zāi)危險(xiǎn)而裝設(shè)的漏電電流動(dòng)作保護(hù)器，其額定動(dòng)作電流不應(yīng)超過0.5A”；又如《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95（2005年版）新增第9.5.1條：“高層建筑內(nèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性大，人員密集等場所宜設(shè)置剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器”；《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006第11.2.7條規(guī)定了宜設(shè)置剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器的場所。
剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器中的“漏電”解釋實(shí)際上已與我們傳統(tǒng)理解的大不一樣，
在相關(guān)規(guī)范中準(zhǔn)確地說應(yīng)該稱之為“剩余電流”，剩余電流比漏電電流含義更廣，它包含了電器式線路緣損傷流入大地的故障接地電流、對(duì)地電容電流、諧波分量電流及電器設(shè)備和線路正常運(yùn)行時(shí)對(duì)地的泄露電流，因帶電導(dǎo)體間相與相間及相與N線間的短路應(yīng)靠保護(hù)電器切斷電源，當(dāng)故障電流值小于過電流保護(hù)裝置的動(dòng)作電流值的電弧短路確難以切斷電源，電氣火災(zāi)的有關(guān)報(bào)道中接地故障電弧引起的火災(zāi)多于帶電導(dǎo)體間（相與相、相與N線）的短路，因此，對(duì)于接地故障無論是金屬性的還是電弧性的短路都能利用剩余電流保護(hù)裝置切斷電源發(fā)出報(bào)警信號(hào)以利預(yù)知災(zāi)前隱患，及時(shí)采取措施消除隱患，避免火災(zāi)的發(fā)生。“剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器”作為一種新生的先進(jìn)保護(hù)措施已經(jīng)得到了消防部門、施工圖審查中心和消防工程設(shè)計(jì)工人員的重視，作為一種預(yù)報(bào)警系統(tǒng)，其優(yōu)于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的地方是可以提前報(bào)警并采取應(yīng)急手段，將用戶損失盡量減少到最低限度，因此在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求設(shè)置“剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器”。
三、電氣火災(zāi)原因分析
　　在電氣火災(zāi)中由于接地故障引起的火災(zāi)占大部分，所謂接地故障指的是帶電體與地面的短路因幾百毫安接地故障漏電電流就可能產(chǎn)生高達(dá)2000℃的電弧很易引燃旁邊可燃物，同時(shí)電氣火災(zāi)主客觀原因如下：
A、客觀原因，據(jù)消防部門和專家對(duì)電氣火災(zāi)現(xiàn)場勘察分析的統(tǒng)計(jì)，電氣火災(zāi)中電氣短路起火約占60%，短路起火中，由于漏電引起的火災(zāi)占大半，它是最常見的電氣火災(zāi)。供電線路及設(shè)備由于某種原因，如安裝使用不當(dāng)、線路老化或機(jī)械損傷等原因，其絕緣性能下降，導(dǎo)致供電線路及設(shè)備與大地之間有不正常的電流流過，這就是漏電。漏電使部分電流流入大地，造成能源浪費(fèi)；人體接觸故障電壓引起電擊，危及生命安全；絕緣破損可能發(fā)生接地故障而引起電氣火災(zāi)。所謂接地故障指的是帶電導(dǎo)體與地面的短路。電氣線路及裝置因絕緣破損有接地故障時(shí)，在漏電故障點(diǎn)和導(dǎo)電不良連接處將引起電弧、電火花，這種電弧具有很大阻抗和電壓降，它限制了故障電流，使過電流保護(hù)器不能動(dòng)作或不能及時(shí)動(dòng)作來切斷電源，而幾百毫安的漏電電弧產(chǎn)生的局部高溫達(dá)2000℃以上，就足以引燃周圍的可燃物而引起電氣火災(zāi)，就電氣火災(zāi)而言，接地故障比線路短路具有更大的危害性。
B、主觀原因，消防技術(shù)規(guī)范對(duì)電氣防火的限制條文少，監(jiān)督管理力度不夠，廣大群眾缺乏電氣安全知識(shí)，造成大量用戶的電氣設(shè)計(jì)、施工、使用過程中存在諸多隱患。因此，建立電氣故障火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)就顯得尤為必要。
再次，早在1986年發(fā)布的《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的一般要求》GB6829-86國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)中，第一次提到電氣火災(zāi)：“剩余電流保護(hù)器還可防止由于接地故障電流引起的電氣火災(zāi)。”剩余電流動(dòng)作保護(hù)技術(shù)早在20世紀(jì)30、40年代國外就開始使用，此技術(shù)的兩大功能，第一是防止人身觸電的事故，當(dāng)時(shí)幾個(gè)部委共同介入剩余電流動(dòng)作保護(hù)技術(shù)的推廣（如勞動(dòng)部、機(jī)械部、電力部等）。為配合推廣、應(yīng)用，當(dāng)時(shí)電力部的陳淑芳等專家執(zhí)筆編制了GB13955-92《漏電保護(hù)器的安裝與運(yùn)行》，此后，產(chǎn)品在全國被廣泛應(yīng)用，有效遏制了人身觸電事故的發(fā)生。但此項(xiàng)技術(shù)的另一個(gè)重要功能，防止因接地故障引起的電氣火災(zāi)卻沒有被重視。直到1993年由公安部沈陽消防研究所執(zhí)筆編制的《防火漏電電流動(dòng)作報(bào)警器》GB14287-93發(fā)布實(shí)施，第一部真正的防止電氣火災(zāi)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)才真正誕生，由于該國標(biāo)實(shí)施后相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)沒有同步出臺(tái)，近10多年沒有太多的產(chǎn)品進(jìn)入市場，推廣應(yīng)用工作幾乎停滯，可這10多年正是我國人均用電量飛速上漲的時(shí)期，所以電氣火災(zāi)從1978年的7.8%上升到2005年的30%。
2005年9月重新編制的GB14287-2005發(fā)布，新名稱為《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》。同時(shí)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-2005，局部修訂條文加入第9.5條“剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器”。
四、在現(xiàn)有的配電系統(tǒng)中早已強(qiáng)制性加裝了傳統(tǒng)的漏電開關(guān)，再加裝剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器不是多此一舉嗎？不是浪費(fèi)資源嗎？
　　傳統(tǒng)的漏電斷路器的主要作用就是保護(hù)人身安全的，它在用電線路泄漏電流超過人身安全值時(shí)立刻切斷電源，它無法探知電路的泄露電流大小,無法了解電路絕緣狀態(tài)的變化,也就是無法對(duì)電氣火災(zāi)做出預(yù)報(bào).基于電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的定義，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的任務(wù)僅在于防范電氣火災(zāi)，與GB16917-1997所規(guī)范的RCBO（剩余電流動(dòng)作斷路器，即“漏電開關(guān)”）在防護(hù)功能、技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)要求等方面有很大區(qū)別。RCBO更側(cè)重于人身安全的防護(hù)。兩者應(yīng)當(dāng)配合使用，但不能相互替代。這就是為什么供電線路有三級(jí)保護(hù)卻仍然頻頻發(fā)生電氣火災(zāi)的原因,所以要彌補(bǔ)其不足的缺陷.現(xiàn)在行之有效的方法是科學(xué)地加裝剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器.
五、防火漏電動(dòng)作報(bào)警器漏電流整定值選擇問題以及保護(hù)對(duì)象分級(jí)問題
　　對(duì)此，不管是民用建筑還是工業(yè)建筑都有現(xiàn)有的規(guī)范可依，民用建筑可參見最近出來的《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法》（暫行）在GB14287-2005國標(biāo)中，要求把漏電火災(zāi)剩余電流值設(shè)定在30-1000mA，我們的經(jīng)驗(yàn)值為一級(jí)整定為800mA，二級(jí)整定為400mA，三級(jí)整定為200mA，并且整定值在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。工業(yè)建筑可參考相關(guān)規(guī)定。剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器分級(jí)保護(hù)問題，《漏電電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》（GB13955-2005）中要求：低壓供配電中為了縮小發(fā)生人身電擊事故和接地故障切斷電源時(shí)引起的停電范圍，剩余電流保護(hù)裝置應(yīng)采用分級(jí)保護(hù)。根據(jù)低壓配電系統(tǒng)的設(shè)置和具體設(shè)備的配電情況，剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器可采用三級(jí)或二級(jí)保護(hù)，三級(jí)保護(hù)分為末端保護(hù)、中級(jí)保護(hù)和一級(jí)保護(hù)，二級(jí)保護(hù)分為末端保護(hù)和一級(jí)保護(hù)。
末端保護(hù)：末端保護(hù)的主要目的是防止人身觸電事故，是對(duì)火災(zāi)防護(hù)的補(bǔ)充。末端保護(hù)一般采用傳統(tǒng)的無延時(shí)漏電斷路器即可，不納入剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器的集中監(jiān)視和控制。具體設(shè)置應(yīng)滿足《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》（GB13955-2005）的相關(guān)要求。
中級(jí)保護(hù)：中級(jí)保護(hù)主要是對(duì)低壓配電系統(tǒng)中末端電線路和末端線路上的設(shè)備進(jìn)行接地故障保護(hù)。本級(jí)保護(hù)采用剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器檢測漏電電流；通過分勵(lì)脫扣元件斷開故障線路斷路器；通過分合閘指示觸點(diǎn)顯示斷路器狀態(tài)。一般情況，I△n（額定漏電動(dòng)作電流）的報(bào)警值宜整定在200mA-400mA之間，檢測電流大于整定電流并延動(dòng)或自動(dòng)切斷故障回路電源。I△n還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場測量線路正常運(yùn)行時(shí)的實(shí)際漏電電流值的2-4倍間。
一級(jí)保護(hù)：一級(jí)保護(hù)是對(duì)低壓配電系統(tǒng)中配電線路和配電線路上的設(shè)備進(jìn)行接地故障保護(hù)。本級(jí)保護(hù)同樣由剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器實(shí)現(xiàn)，其原理與中級(jí)保護(hù)相同。一般情況I△n的報(bào)警值應(yīng)整定在400mA-800mA之間，最大不應(yīng)超過1000mA，檢測電流大于整定電流并延時(shí)Tn=0.5S后發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，為減少停電事故造成的影響，在實(shí)際應(yīng)用中本級(jí)保護(hù)僅發(fā)出報(bào)警信號(hào)。I△n也應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場測量線路正常運(yùn)行時(shí)的實(shí)際漏電電流值校驗(yàn)，I△n值應(yīng)整定在實(shí)際漏電電流值的2-4倍間。
日本的電氣火災(zāi)的預(yù)防和控制做得比較好，他們用電量是中國的8倍，電氣火災(zāi)卻只占了火災(zāi)總數(shù)的2%。“可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)就是日本政府1978年就出臺(tái)政策強(qiáng)制要求安裝電氣火災(zāi)預(yù)測、預(yù)警、預(yù)報(bào)系統(tǒng)，能夠在電氣火災(zāi)發(fā)生之前消除隱患”。據(jù)此，在國家規(guī)范所規(guī)定的場所大有必要設(shè)置剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器，減少電氣火災(zāi)事故，造福于民，其利遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于弊。