剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器安裝設(shè)置及工程應(yīng)用簡(jiǎn)介

王濤

摘 要：文章重點(diǎn)介紹剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的監(jiān)測(cè)原理以及安裝設(shè)置的依據(jù)和方式。并結(jié)合某建筑工程低壓配電柜中所安裝使用的此類(lèi)型電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器實(shí)例，分析指出實(shí)際工程應(yīng)用中安裝設(shè)置此類(lèi)型電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：被連接件；表面處理；扭矩系數(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU892 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）14-0071-02

當(dāng)前建筑工程為了對(duì)電氣火災(zāi)的發(fā)生進(jìn)行有效遏制，根據(jù)電氣火災(zāi)的產(chǎn)生原因和主要特征，通過(guò)安裝設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)作為防止火災(zāi)發(fā)生的重要措施。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的兩大組成部分是電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備和電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。具體設(shè)備有電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)、線(xiàn)型感溫火災(zāi)探測(cè)器、測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器等。

建筑工程低壓配電系統(tǒng)中安裝設(shè)置的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，根據(jù)《GB 14287-2005電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》規(guī)定：電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器以探測(cè)參數(shù)區(qū)分有兩種，分別是剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器、測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。而通過(guò)檢測(cè)低壓配電回路中的剩余電流大小來(lái)預(yù)防配電線(xiàn)路和設(shè)備的接地故障所引發(fā)的火災(zāi)，已是廣泛應(yīng)用的防止電氣火災(zāi)技術(shù)。以下主要就剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的監(jiān)測(cè)原理以及安裝設(shè)置的依據(jù)和方式進(jìn)行介紹。

1 剩余電流監(jiān)測(cè)原理、產(chǎn)生原因與電氣火災(zāi)

1.1 剩余電流監(jiān)測(cè)原理

剩余電流監(jiān)測(cè)原理是在低壓配電TN-S系統(tǒng)無(wú)故障的正?；芈分蠭a+Ib+Ic+In=0，在互感器磁芯內(nèi)沒(méi)有磁通，線(xiàn)圈內(nèi)的電動(dòng)勢(shì)為零。當(dāng)出現(xiàn)接地故障時(shí)，故障電流穿過(guò)磁芯流向故障點(diǎn)，但卻經(jīng)大地或經(jīng)TN系統(tǒng)的保護(hù)線(xiàn)返回變壓器中性點(diǎn)。使得穿過(guò)磁芯的線(xiàn)路中的電流因此不再平衡Ia+Ib+Ic+In≠0，電流差值在磁芯內(nèi)產(chǎn)生了磁通，導(dǎo)致線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。此差值電流被稱(chēng)作“剩余電流”。

1.2 剩余電流產(chǎn)生的原因

從前文剩余電流的定義可知，當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生接地故障時(shí)，故障電流導(dǎo)致剩余電流的形成。而造成線(xiàn)路接地故障的原因有以下幾點(diǎn)：

①建筑物內(nèi)配電線(xiàn)路施工不規(guī)范，如線(xiàn)路私拉亂扯未穿阻燃管敷設(shè)而直接埋于墻內(nèi)、隨意置于桁架上或線(xiàn)路穿過(guò)鋼管時(shí)被鋼管內(nèi)壁刮傷絕緣層；

②老舊建筑物內(nèi)使用的線(xiàn)路年久失修而導(dǎo)致絕緣層老化破損；

③用戶(hù)隨意增加負(fù)荷，造成線(xiàn)路因負(fù)荷大而發(fā)熱，使得絕緣層老化失效；

④線(xiàn)路受自然條件影響，如周?chē)諝獬睗駥?dǎo)致絕緣水平下降。

1.3 接地故障導(dǎo)致電氣火災(zāi)

配電線(xiàn)路絕緣層受損使得絕緣電阻下降，而絕緣電阻減小后就易于造成泄漏電流產(chǎn)生。使得在泄漏電流流入接地點(diǎn)處形成發(fā)熱現(xiàn)象，當(dāng)流入接地點(diǎn)周?chē)幸兹嘉飼r(shí)，經(jīng)長(zhǎng)期高溫累積作用便會(huì)產(chǎn)生燃燒現(xiàn)象從而引發(fā)火災(zāi)。這種線(xiàn)路短路多為接地故障，并且泄漏電流一般為毫安級(jí)，因而線(xiàn)路上通常設(shè)置的一般的低壓斷路器無(wú)法動(dòng)作起到保護(hù)效果。這是因?yàn)樗念~定動(dòng)作電流大，而線(xiàn)路接地故障形成的接地短路電流小，不能夠使斷路器動(dòng)作跳閘。這也是接地故障容易導(dǎo)致電氣火災(zāi)的一個(gè)重要原因。

因此為了能夠有效切除故障線(xiàn)路并防止電氣火災(zāi)發(fā)生，而在低壓配電柜中使用帶剩余電流保護(hù)功能的斷路器。只有這種類(lèi)型斷路器的能夠在接地短路電流小到甚至僅有幾個(gè)毫安時(shí)，同樣能動(dòng)作跳閘，斷開(kāi)故障線(xiàn)路。所以使用剩余電流保護(hù)作用對(duì)建筑物內(nèi)由于電氣線(xiàn)路接地故障所導(dǎo)致的火災(zāi)進(jìn)行預(yù)防成為一項(xiàng)重要的防電氣火災(zāi)措施。

在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，剩余電流動(dòng)作保護(hù)器通常與剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器一起配合使用，剩余電流動(dòng)作保護(hù)器安裝在負(fù)載終端，主要用于人身觸電時(shí)及時(shí)切斷電源，防止電擊事故發(fā)生。剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器則安裝在配電柜中，通過(guò)檢測(cè)配電線(xiàn)路的剩余電流，一旦發(fā)現(xiàn)超過(guò)報(bào)警值，就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，主要用于防范因泄漏電流而導(dǎo)致的電氣火災(zāi)。

2 剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器介紹

電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器按探測(cè)參數(shù)來(lái)區(qū)分，分為兩種分別是測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器和剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器；按工作方式區(qū)分有獨(dú)立式探測(cè)器（具有監(jiān)控報(bào)警功能的探測(cè)器）和非獨(dú)立式探測(cè)器兩類(lèi)。以下重點(diǎn)介紹剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。

根據(jù)《GB 50045-1995高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（2005版）》及《GB 14287.2-2005 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)第二部分：剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》規(guī)范解釋?zhuān)Ｓ嚯娏魇诫姎饣馂?zāi)監(jiān)控探測(cè)器是用來(lái)監(jiān)測(cè)低壓配電電氣線(xiàn)路中的剩余電流，從而防止發(fā)生電氣火災(zāi)的裝置。它是僅用于探測(cè)接地故障電流，而不探測(cè)相間故障電流、相對(duì)中線(xiàn)的故障電流的設(shè)備，具有監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)處理、分析、通信等功能。其安裝和運(yùn)行應(yīng)滿(mǎn)足《GB 13955-2005剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》規(guī)范中的要求。

剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的任務(wù)是正確檢測(cè)出配電線(xiàn)路和設(shè)備的接地故障電流并及時(shí)發(fā)出報(bào)警，實(shí)際上所探測(cè)的是被保護(hù)區(qū)域的剩余電流。目前剩余電流式探測(cè)器基本上都采用剩余電流互感器作為探測(cè)元件。

剩余電流互感器是一種探測(cè)配電線(xiàn)路剩余電流的互感器，它的一次回路是相線(xiàn)（A、B、C）和中性線(xiàn)N，即相線(xiàn)和中性線(xiàn)同時(shí)、同向穿過(guò)互感器。對(duì)剩余電流互感器的主要要求是具有毫安級(jí)的高精度、40 A以上的抗過(guò)載能力（±1%）。

3 剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的設(shè)置與安裝

根據(jù)相關(guān)規(guī)范，對(duì)低壓電氣線(xiàn)路的剩余電流監(jiān)控可按主干線(xiàn)、次干線(xiàn)和負(fù)載終端分3級(jí)進(jìn)行。設(shè)置的基本原則是低壓配電電氣回路末端探測(cè)為主，在末端配電柜的進(jìn)線(xiàn)或出線(xiàn)端設(shè)置，以便對(duì)末端配電柜至負(fù)載終端的線(xiàn)路和設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。

位于低壓配電系統(tǒng)某一路分支線(xiàn)到若干個(gè)終端負(fù)載之間的配電柜稱(chēng)為末端配電柜。例如場(chǎng)所區(qū)域配電柜、照明配電柜、設(shè)備專(zhuān)用配電柜等。

在低壓配電系統(tǒng)電氣回路末端正常泄漏電流不大于200 mA，且上一級(jí)配電處的正常泄漏電流≤500 mA，仍符合設(shè)置條件時(shí)，也可設(shè)置在其上一級(jí)配電柜處，這便可以對(duì)上下兩級(jí)之間的線(xiàn)路和設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。例如設(shè)置在配電柜1也是可以的。

設(shè)置的探測(cè)器的報(bào)警值必須適宜所探測(cè)電氣線(xiàn)路，報(bào)警的泄漏電流值不應(yīng)小于被保護(hù)電氣線(xiàn)路和設(shè)備的正常運(yùn)行時(shí)固有泄漏電流最大值的2倍，并且≤1 000 mA。

在配電柜處設(shè)置探測(cè)器時(shí)，其柜內(nèi)出線(xiàn)必須是TN-S系統(tǒng)，并且要保證N線(xiàn)出線(xiàn)后不能重復(fù)接地。剩余電流探測(cè)器是用于380 V/220 V饋線(xiàn)回路剩余電流的探測(cè)，是將某一饋線(xiàn)回路各相（A相、B相、C相）和中性線(xiàn)N同時(shí)穿過(guò)同一剩余電流探測(cè)器來(lái)進(jìn)行工作的。因此剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器安裝時(shí)，三相相線(xiàn)及中性線(xiàn)必須一起穿過(guò)探測(cè)器，PE線(xiàn)禁止穿過(guò)探測(cè)器；安裝剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器后，應(yīng)滿(mǎn)足原有電氣設(shè)備的絕緣標(biāo)準(zhǔn)。

剩余電流互感器在沒(méi)有特殊情況下應(yīng)該接入A、B、C、N四條線(xiàn)路。

剩余電流互感器在安裝時(shí)，必須將PE線(xiàn)和N線(xiàn)嚴(yán)格區(qū)分開(kāi)，PE線(xiàn)不可接入剩余電流互感器。N線(xiàn)應(yīng)接入互感器，而穿過(guò)剩余電流互感器的N線(xiàn)及接入剩余電流互感器負(fù)荷側(cè)的N線(xiàn)，僅作為中性線(xiàn)，不能重復(fù)多點(diǎn)接地，不能作為PE線(xiàn)使用，不能接設(shè)備外殼。并且不得再與其他回路共用。

根據(jù)規(guī)范對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的定義，它的任務(wù)僅在于防范電氣火災(zāi)，而且僅用于報(bào)警，不切斷保護(hù)對(duì)象的供電電源。它與剩余電流動(dòng)作斷路器，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。剩余電流動(dòng)作斷路器更側(cè)重于人身安全的防護(hù)。兩者應(yīng)當(dāng)配合起來(lái)使用，且不能相互替代。

在一些斷路器切斷故障電氣回路而停電，或許造成重大經(jīng)濟(jì)損失及產(chǎn)生不良社會(huì)影響的設(shè)備、場(chǎng)所，如公共場(chǎng)所的通道照明電源與應(yīng)急電源、消防設(shè)備的電源、不允許停電的特殊設(shè)備等就不適宜安裝使用剩余電流動(dòng)作斷路器，而應(yīng)當(dāng)使用安裝剩余電流監(jiān)控探測(cè)器。

4 結(jié) 語(yǔ)

安裝設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置應(yīng)根據(jù)相關(guān)場(chǎng)所的實(shí)際情況，適當(dāng)劃分安裝區(qū)域。且一定要設(shè)在必要的地方，設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器時(shí)，應(yīng)充分考慮配電系統(tǒng)電氣回路中的剩余電流，并選擇參數(shù)合適的探測(cè)器，盡量充分發(fā)揮每只探測(cè)器的作用。從而有效防止接地短路故障而引起的建筑物電氣火災(zāi)的發(fā)生。

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