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北京奥尼睿尔谈安装消电漏电火灾报警系统的必要性

编辑:北京奥尼睿尔科技有限公司时间:2018-10-09

近年来电气火灾事故居高不下,以2005年为例,十大火灾中死亡人数多的两起吉林省辽源市中心医院特大火灾、汕头华南宾馆特大火灾,均为电气火灾,有关专家积极呼吁尽快采取有效的技术防范措施,遏制电气火灾的上升势头,政府有关部门也非常重视,GB50045-95(2005年版)《高层民用建筑设计防火规范》、GB50016-2006《建筑设计防火规范》、JGJ16-2008《民用建筑电气规范》的相继出台,要求在建筑中设置漏电火灾报警系统。但是由于设置漏电火灾报警系统的我国标准和规范尚未齐全,再加上熟悉这一新型报警设备的设计、施工技术人员亦较少,实际工作中遇到的困惑也较多,各地建筑设计院、审图单位、消防监督部门执行各异,设计方法不统一。再者由于我国实际应用情况,人们对漏电火灾报警系统的作用、组成、选型、设计等问题都产生了一系列的问题本文就此以我公司的KJ-F系列漏电火灾报警系统为例一一浅析,以期抛砖引玉。

    一、什么是漏电火灾报警系统

    国标GB14287-2005作了明确的定义,其定义如下:“用检测剩余电流的互感器、剩余电流探测器、报警器或控制器构成的电气火灾实时检测并实施报警或切断电源的装置。”其具体系统组成为执行硬件系统和软件支持系统两部分,即由探测器、漏电火灾报警控制器、终端控制台(含总线转换器、系统软件、自动转换开关、UPS电源等)。

    我国标准GB14287-2005《电气火灾监控系统》一部分的3.3中,“剩余电流式电气火灾监控探测器”(Detectorsforelectricfireprotection)被定义为:“探测被保护线路中的剩余电流等电气火灾危险参数变化的探测器”。可见,剩余电流在GB14287-2005中被认为是电气火灾技术防范的重点。事实上,接地电弧性短路、是电气火灾发生的主要原因。

    二、为什么要加装漏电火灾报警系统

    由于人们对安全规范用电常识的深入,使得由电气故障引发的人身伤害事故逐年递减,但是每年由电气事故引发的火灾数量却在增加,这与我国火灾总数呈逐年递减的趋势形成了鲜明对比。据我们在每年我国消防局以及省、市的消防管理部门对火灾数据的统计分析,电气火灾占火灾总的361%,且有逐年上升的趋势,这就要求我们查原因,找根源再采用行之有效的科学方法来减轻这些灾害。日本、欧美等发达国人均用电量比我国高得多,为何其电气火灾发生机率比我国要小得多呢?其主要原因就是在重要场合设置剩余电流式电气火灾监控探测系统。例如:日本在很多年前就广泛运用的漏电在线检测技术(即漏电火灾报警系统)日本《内线规程》中就有了强制明确的强制条文。漏电火灾报警系统应用在我国规范中其实早有规定,如《低压配电设计规范》GB50054-95第4.4.21条:“为减少接地故障引起的电气火灾危险而装设的漏电电流动作保护器,其额定动作电流不应超过0.5A”;又如《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版)新增第9.5.1条:“高层建筑内火灾危险性大,人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统”;《建筑设计防火规范》GB50016-2006第11.2.7条规定了宜设置漏电火灾报警系统的场所。

    漏电火灾报警系统中的“漏电”解释实际上已与我们传统理解的大不一样,在相关规范中准确地说应该称之为“剩余电流”,剩余电流比漏电电流含义更广,它包含了电器式线路缘损伤流入大地的故障接地电流、对地电容电流、谐波分量电流及电器设备和线路正常运行时对地的泄露电流,因带电导体间相与相间及相与N线间的短路应靠保护电器切断电源,当故障电流值小于过电流保护装置的动作电流值的电弧短路确难以切断电源,电气火灾的有关报道中接地故障电弧引起的火灾多于带电导体间(相与相、相与N线)的短路,因此,对于接地故障无论是金属性的还是电弧性的短路都能利用剩余电流保护装置切断电源发出报警信号以利预知灾前隐患,及时采取措施消除隐患,避免火灾的发生。“漏电火灾报警系统”作为一种新生的先进保护措施已经得到了消防部门、施工图审查中心和消防工程设计工人员的重视,作为一种预报警系统,其优于火灾自动报警系统及消防联动系统的地方是可以提前报警并采取应急手段,将用户损失尽量减少到低限度,因此在工程设计中应严格按照规范要求设置“漏电火灾报警系统”。

    三、电气火灾原因分析

    在电气火灾中由于接地故障引起的火灾占大部分,所谓接地故障指的是带电体与地面的短路因几百毫安接地故障漏电电流就可能产生高达2000℃的电弧很易引燃旁边可燃物,同时电气火灾主客观原因如下:

    A、客观原因,据消防部门和专家对电气火灾现场勘察分析的统计,电气火灾中电气短路起火约占60%,短路起火中,由于漏电引起的火灾占大半,它是常见的电气火灾。供电线路及设备由于某种原因,如安装使用不当、线路老化或机械损伤等原因,其绝缘性能下降,导致供电线路及设备与大地之间有不正常的电流流过,这就是漏电。漏电使部分电流流入大地,造成能源浪费;人体接触故障电压引起电击,危及生命安全;绝缘破损可能发生接地故障而引起电气火灾。所谓接地故障指的是带电导体与地面的短路。电气线路及装置因绝缘破损有接地故障时,在漏电故障点和导电不良连接处将引起电弧、电火花,这种电弧具有很大阻抗和电压降,它限制了故障电流,使过电流保护器不能动作或不能及时动作来切断电源,而几百毫安的漏电电弧产生的局部高温达2000℃以上,就足以引燃周围的可燃物而引起电气火灾,就电气火灾而言,接地故障比线路短路具有更大的危害性。

    B、主观原因,消防技术规范对电气防火的限制条文少,监督管理力度不够,广大群众缺乏电气安全知识,造成大量用户的电气设计、施工、使用过程中存在诸多隐患。因此,建立电气故障火灾预警系统就显得尤为必要。

    再次,早在1986年发布的《剩余电流动作保护装置的一般要求》GB6829-86强制标准中,初次提到电气火灾:“剩余电流保护器还可防止由于接地故障电流引起的电气火灾。”剩余电流动作保护技术早在20世纪30、40年代国外就开始使用,此技术的两大功能,一是防止人身触电的事故,当时几个部委共同介入剩余电流动作保护技术的推广(如劳动部、机械部、电力部等)。为配合推广、应用,当时电力部的陈淑芳等专家执笔编制了GB13955-92《漏电保护器的安装与运行》,此后,产品在全国被广泛应用,有效遏制了人身触电事故的发生。但此项技术的另一个重要功能,防止因接地故障引起的电气火灾却没有被重视。直到1993年由公安部沈阳消防研究所执笔编制的《防火漏电电流动作报警器》GB14287-93发布实施,一部真正的防止电气火灾产品标准才真正诞生,由于该国标实施后相关的规范和标准没有同步出台,近10多年没有太多的产品进入市场,推广应用工作几乎停滞,可这10多年正是我国人均用电量飞速上涨的时期,所以电气火灾从1978年的7.8%上升到2005年的30%。2005年9月重新编制的GB14287-2005发布,新名称为《电气火灾监控系统》。同时《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-2005,局部修订条文加入第9.5条“漏电火灾报警系统”。

    四、在现有的配电系统中早已强制性加装了传统的漏电开关,再加装漏电报警系统不是多此一举吗?不是浪费资源吗?

    传统的漏电断路器的主要作用就是保护人身安全的,它在用电线路泄漏电流超过人身安全值时立刻切断电源,它无法探知电路的泄露电流大小,无法了解电路绝缘状态的变化,也就是无法对电气火灾做出预报.基于电气火灾监控探测器的定义,剩余电流式电气火灾监控探测器的任务仅在于防范电气火灾,与GB16917-1997所规范的RCBO(剩余电流动作断路器,即“漏电开关”)在防护功能、技术参数、结构要求等方面有很大区别。RCBO更侧重于人身安全的防护。两者应当配合使用,但不能相互替代。这就是为什么供电线路有三级保护却仍然频频发生电气火灾的原因,所以要弥补其不足的缺陷.现在行之有效的方法是科学地加装漏电火灾报警系统.

    五、防火漏电动作报警器漏电流整定值选择问题以及保护对象分级问题

    对此,不管是民用建筑还是工业建筑都有现有的规范可依,民用建筑可参见近来出来的《电气火灾监控系统的设计方法》(暂行)在GB14287-2005国标中,要求把漏电火灾剩余电流值设定在30-1000mA,我们的经验值为一级整定为800mA,二级整定为400mA,三级整定为200mA,并且整定值在一定范围内连续可调。工业建筑可参考相关规定。漏电火灾报警系统分级保护问题,《漏电电流动作保护装置安装和运行》(GB13955-2005)中要求:低压供配电中为了缩小发生人身电击事故和接地故障切断电源时引起的停电范围,剩余电流保护装置应采用分级保护。根据低压配电系统的设置和具体设备的配电情况,漏电火灾报警系统可采用三级或二级保护,三级保护分为末端保护、中级保护和一级保护,二级保护分为末端保护和一级保护。

    末端保护:末端保护的主要目的是防止人身触电事故,是对火灾防护的补充。末端保护一般采用传统的无延时漏电断路器即可,不纳入漏电火灾报警系统的集中监视和控制。具体设置应满足《剩余电流动作保护装置安装和运行》(GB13955-2005)的相关要求。

    中级保护:中级保护主要是对低压配电系统中末端电线路和末端线路上的设备进行接地故障保护。本级保护采用漏电火灾报警系统检测漏电电流;通过分励脱扣元件断开故障线路断路器;通过分合闸指示触点显示断路器状态。一般情况,I△n(额定漏电动作电流)的报警值宜整定在200mA-400mA之间,检测电流大于整定电流并延动或自动切断故障回路电源。I△n还应根据现场测量线路正常运行时的实际漏电电流值的2-4倍间。

    一级保护:一级保护是对低压配电系统中配电线路和配电线路上的设备进行接地故障保护。本级保护同样由漏电火灾报警系统实现,其原理与中级保护相同。一般情况I△n的报警值应整定在400mA-800mA之间,不应超过1000mA,检测电流大于整定电流并延时Tn=0.5S后发出声光报警信号,为减少停电事故造成的影响,在实际应用中本级保护仅发出报警信号。I△n也应根据现场测量线路正常运行时的实际漏电电流值校验,I△n值应整定在实际漏电电流值的2-4倍间。

    综上所述,在我国规范所规定的场所大有必要设置漏电火灾报警系统,减少电气火灾事故,造福于民,其利远远大于弊。

    参考文献

    【3】JGJ16-2008《民用建筑电气规范》.

来源:慧聪网