劉 瀟 / 張 強(qiáng) / 張 敏

(1.山東同圓設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司， 山東 濟(jì)南 250101；2.山東魯光信息工程有限公司， 山東 濟(jì)南 250101)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)工業(yè)以及家庭用電隨之增加，各種電氣設(shè)備也隨著增多，給人們?nèi)粘Ｉ顜?lái)了極大的便利。但是目前漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用并不完善，仍存在許多安全隱患，直接影響了人們的人身安全，并為社會(huì)和個(gè)人帶來(lái)了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

1 電氣火災(zāi)起因

造成電氣火災(zāi)的原因來(lái)自多個(gè)方面，如絕緣體的老化、電源短路、接地故障等，都可能導(dǎo)致電氣火災(zāi)的發(fā)生，但最主要的一個(gè)原因就是電源短路。然而在大多數(shù)電源短路的情況中，由于漸變性故障導(dǎo)致的短路是主要問(wèn)題。這種電氣火災(zāi)主要是由于在非正常情況下發(fā)生漏電，通常很難檢測(cè)出來(lái)，這種情況稱為隱蔽性故障。對(duì)于這種隱蔽性故障，需要有專門的檢測(cè)裝置，通過(guò)對(duì)周圍介質(zhì)或?qū)^緣體表面的電流監(jiān)控達(dá)到對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控預(yù)警的作用，從而達(dá)到防患于未然的目的。

2 影響電氣火災(zāi)控制難度的主要因素

1)客觀因素

導(dǎo)致電氣火災(zāi)發(fā)生有很多客觀因素，如電氣火災(zāi)可能發(fā)生在配電系統(tǒng)的任一個(gè)環(huán)節(jié)、電纜故障及負(fù)載電器使用壽命的限制等。

2)主觀因素

人們對(duì)于電氣火災(zāi)的認(rèn)識(shí)不到位導(dǎo)致管理強(qiáng)度與認(rèn)識(shí)的缺陷以及對(duì)配電系統(tǒng)不規(guī)范的檢修及操作，進(jìn)一步增加了電氣火災(zāi)發(fā)生的不確定性。

3)國(guó)家政策因素

國(guó)家出版的規(guī)范性文件對(duì)這方面的必要技術(shù)沒(méi)有做充分的推廣。如《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警規(guī)范》(GB 50116-98)中沒(méi)有明確提出關(guān)于電氣火災(zāi)的預(yù)防及監(jiān)測(cè)?！陡邔用裼媒ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50045-2005)只提到對(duì)剩余電流的監(jiān)測(cè)。

4)缺乏強(qiáng)制性因素

目前市場(chǎng)及科研院所已經(jīng)研發(fā)出了針對(duì)電氣火災(zāi)的監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)與安裝實(shí)踐，證明其在預(yù)防電氣火災(zāi)上發(fā)揮著重要作用。但國(guó)家及地方相關(guān)部門缺乏對(duì)工程開(kāi)發(fā)單位的強(qiáng)制性監(jiān)督，使得工程開(kāi)發(fā)單位為了節(jié)省成本只是在設(shè)計(jì)圖紙中表現(xiàn)出電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)或只對(duì)部分電氣系統(tǒng)進(jìn)行電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用。

3 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)比較分析

這兩種系統(tǒng)的功能很相似，都是針對(duì)建筑物內(nèi)配電系統(tǒng)的電氣火災(zāi)。它們的共同之處為都為加密串接地故障產(chǎn)生的剩余電流。當(dāng)剩余電流超過(guò)最大限制的報(bào)警值時(shí)，報(bào)警器就會(huì)報(bào)警以提醒管理人員要馬上處理，避免引起火災(zāi)。而漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)與電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的不同之處就在于電氣火災(zāi)系統(tǒng)增加了對(duì)電纜溫度的檢測(cè)功能。

1)漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

該系統(tǒng)是我國(guó)首先使用的防范電氣火災(zāi)的產(chǎn)品，主要是對(duì)電弧性接地故障引發(fā)的電氣火災(zāi)進(jìn)行防范，其產(chǎn)品大致可以分為兩類：

圖1 高壓開(kāi)關(guān)柜的溫度場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)

(1)獨(dú)立式探測(cè)器：產(chǎn)品本身具有可以獨(dú)立完成漏電電流檢測(cè)以及超限報(bào)警的功能，具有聲光報(bào)警的功能以及輸出一對(duì)常見(jiàn)的閉接點(diǎn)。

(2)非獨(dú)立式探測(cè)器：這個(gè)系統(tǒng)本身并不能獨(dú)立完成漏電的檢測(cè)和極限報(bào)警，必須通過(guò)監(jiān)控設(shè)備相互合作來(lái)完成。其中探測(cè)器包含兩種形式，第一種是剩余電流互感器與接口模塊的結(jié)合，第二種是獨(dú)立漏電火災(zāi)報(bào)警器與接口模塊的結(jié)合。

以上描述的系統(tǒng)適合使用在環(huán)境潮濕、布線環(huán)境相對(duì)較差和需要防范電弧接地故障的場(chǎng)所。

2)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

該系統(tǒng)是由非獨(dú)立剩余電流互感器、接口模塊以及電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備等部件組成。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是漏電檢測(cè)以及配電回路電纜溫升檢測(cè)。

目前，常用的檢測(cè)原件是Pt100的鉑熱電阻或者雙金屬溫度計(jì)。主要粘貼于配電系統(tǒng)的第二級(jí)開(kāi)關(guān)的接線端處，或當(dāng)配電系統(tǒng)的第一級(jí)與第二級(jí)開(kāi)關(guān)之間的距離比較短時(shí)，可以粘貼在第一級(jí)開(kāi)關(guān)接線端處。因?yàn)閿嗦菲髋c電纜連接處的接觸電阻最大，在線路中有過(guò)高負(fù)荷時(shí)，此處的溫度是最高的，最容易導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。

顯然在電氣火災(zāi)防范方面，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)具有非常良好的監(jiān)控功能，因?yàn)橛捎谶^(guò)負(fù)載造成的火災(zāi)發(fā)生率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電弧性接地故障而引起的火災(zāi)發(fā)生率，電弧性接地故障引發(fā)火災(zāi)的發(fā)生率不到總電氣火災(zāi)的百分之三，而過(guò)負(fù)載造成的電氣火災(zāi)要占百分之六十多。由此可見(jiàn)該系統(tǒng)適用性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。

4 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

目前電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在大型項(xiàng)目中已經(jīng)開(kāi)始設(shè)計(jì)和應(yīng)用，根據(jù)工程的性質(zhì)和特點(diǎn)，應(yīng)用也不盡相同。如在山東某大型金融建筑群項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)人員把基于光纖的電氣火災(zāi)系統(tǒng)進(jìn)行了應(yīng)用，取得了良好的效果。該系統(tǒng)由分布式光纖電纜測(cè)溫系統(tǒng)、光纖光柵剩余電流檢測(cè)系統(tǒng)、光纖光柵配電柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。其中對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的高壓部分和低壓部分進(jìn)行了全面的監(jiān)測(cè)。如圖1、圖2和圖3所示。

圖2 配電安全監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)

5 剩余電流的檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置

1)對(duì)自然泄漏電流的影響應(yīng)采取措施進(jìn)行補(bǔ)償

(1)把檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置在負(fù)荷的旁邊，干線部分的自然漏電不會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生影響。

(2)將檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置在電源的旁邊，采用調(diào)整的剩余電流報(bào)警器的下限來(lái)與自然漏電相抵消，使之檢測(cè)不受到影響。但是這種方法不適用于大容量、線路長(zhǎng)以及自然漏電較大的配電回路。

從電氣火災(zāi)的發(fā)生位置來(lái)看，負(fù)載側(cè)發(fā)生火災(zāi)的幾率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了電源側(cè)。因此在不能達(dá)到兩全其美的情況下，將監(jiān)測(cè)點(diǎn)安置在負(fù)荷側(cè)更為合理。建議檢測(cè)點(diǎn)安裝在配電系統(tǒng)第二級(jí)樓層配電箱位置處，假如將檢測(cè)點(diǎn)安置在第三級(jí)開(kāi)關(guān)處，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量將會(huì)大大增加，會(huì)增加資金投入。

圖3 配電箱光纖光柵火災(zāi)監(jiān)控示意圖

2)設(shè)置部位

在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)置是非常重要的。如果安置的不合理，會(huì)導(dǎo)致監(jiān)控效果不明顯，監(jiān)控效率下降。通常監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置要考慮兩點(diǎn)：一是配電回路的自然泄漏電流對(duì)測(cè)量的影響和自然泄漏電流波動(dòng)對(duì)測(cè)量的影響；另一點(diǎn)是電氣火災(zāi)最有可能發(fā)生的部位。

另外，無(wú)論是電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)還是漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，它們的導(dǎo)線選擇、線路敷設(shè)、接地等的要求都應(yīng)與自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的要求相同。

6 結(jié)束語(yǔ)

人們對(duì)于電氣火災(zāi)發(fā)生原因的認(rèn)識(shí)已經(jīng)由過(guò)去單純的短路轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N客觀及主觀因素。但真正把電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)合理運(yùn)用到工程項(xiàng)目中還有很長(zhǎng)的一段路要走，其中包括相關(guān)法律法規(guī)及規(guī)范的出臺(tái)，相關(guān)先進(jìn)監(jiān)測(cè)方法的研究等。

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