防火漏電報(bào)警監(jiān)控裝置在民用建筑配電系統(tǒng)的應(yīng)用

嵇建萍

摘要：近年來(lái)電氣火災(zāi)事故居高不下，有關(guān)專(zhuān)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(shì)頭，政府有關(guān)部門(mén)也非常重視，全國(guó)各省市相繼制訂或修改了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，要求在建筑中設(shè)置防火漏電報(bào)警系統(tǒng)?！陡邔用裼媒ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95（2005版）局部修訂條文 9.5.1 條“防火漏電報(bào)警系統(tǒng)”有關(guān)內(nèi)容，其中提出了“高層建筑內(nèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性大、人員密集等場(chǎng)所宜設(shè)置防火漏電報(bào)警系統(tǒng)”。國(guó)家即將頒布實(shí)施的新版防火設(shè)計(jì)規(guī)范將提出具體較高的設(shè)置要求。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)；漏電；報(bào)警器

前言

根據(jù)《中國(guó)火災(zāi)統(tǒng)計(jì)年鑒》，我國(guó)電氣引發(fā)的火災(zāi)事故逐年劇增，已成為火災(zāi)發(fā)生的主要原因之一，并在所有火災(zāi)起因中居首位。電氣火災(zāi)占全國(guó)火災(zāi)總數(shù)的比例由20世紀(jì)80年代初的10%上升到現(xiàn)在的近50%，造成人身傷亡的數(shù)字也十分驚人。2010年全國(guó)由于電氣火災(zāi)事故造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)521.7億元以上，所以加大電氣防火的力度勢(shì)在必行。

1、電氣火災(zāi)的原因

當(dāng)電氣線路和電氣設(shè)備的絕緣受到損傷而導(dǎo)致接地故障，主要是指相線對(duì)地或與地有聯(lián)系的導(dǎo)電體之間的短路，包括相線與大地、PE 線、PEN 線、配電和用電設(shè)備的金屬外殼、敷線鋼管、橋架線槽、建筑物金屬構(gòu)件、上下水和采暖、通風(fēng)等管道以及金屬屋面、水面等之間的短路。當(dāng)發(fā)生接地短路時(shí)在接地故障持續(xù)的時(shí)間內(nèi)，與它有關(guān)聯(lián)的電氣設(shè)備和管道的外露可導(dǎo)電部分對(duì)地和裝置外的可導(dǎo)電部分間存在故障電壓。此電壓可使人身遭受電擊，也可能因?qū)Φ氐碾娀』蚧鸹ㄒ鹛囟▓?chǎng)所火災(zāi)或爆炸。

電氣短路主要包括金屬性短路和接地電弧性短路兩種：金屬性短路是由導(dǎo)體間直接接觸，如相與相之間、相與 N 線之間短路，其短路電流大，短路點(diǎn)往往被高溫熔焊，金屬線芯產(chǎn)生高溫以至熾熱，絕緣被劇烈氧化而自燃，火災(zāi)危險(xiǎn)甚大，但金屬性短路產(chǎn)生的大短路電流能使斷路器瞬時(shí)動(dòng)作切斷電源，火災(zāi)往往得以避免；接地電弧性短路是因短路電流受阻抗影響，電弧長(zhǎng)時(shí)間延續(xù)，而電弧引起的局部溫度可高達(dá)2000℃以上，足以引燃附近可燃物質(zhì)引起火災(zāi)。另外不論是 TN 系統(tǒng)還是 TT 系統(tǒng)，接地故障回路的阻抗都大于帶電導(dǎo)體短路回路的阻抗，這也是形成接地電弧性短路的一個(gè)重要原因。而在低壓電氣線路上加裝防火漏電報(bào)警是一種行之有效的防范措施。通過(guò)防火漏電報(bào)警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)控電氣線路的以上故障和異常狀態(tài)，提早預(yù)警發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)的隱患，及時(shí)報(bào)警提醒人員去消除這些隱患，避免火災(zāi)給國(guó)家經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失，把電氣引發(fā)火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)。

2、火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器具體設(shè)計(jì)安裝位置

由于《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》是建筑設(shè)計(jì)規(guī)范，而不是電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)產(chǎn)品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，更不是電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工驗(yàn)收規(guī)范，因此條文要求比較粗，要求較低，造成目前電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收沒(méi)有明確標(biāo)準(zhǔn)，勢(shì)必影響到電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)工程的順利施工和運(yùn)行，影響其電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮。

2.1根據(jù)國(guó)標(biāo)《電氣火災(zāi)監(jiān)控動(dòng)作保護(hù)裝置的安裝和運(yùn)行》的GB13955一2005規(guī)定中，關(guān)于分級(jí)保護(hù)的規(guī)定，安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控火災(zāi)監(jiān)控裝置時(shí)，應(yīng)對(duì)建筑物內(nèi)防火區(qū)域作出合理的分布設(shè)計(jì)，確定適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)范圍、預(yù)定的電氣火災(zāi)監(jiān)控動(dòng)作值和動(dòng)作時(shí)間，并應(yīng)滿(mǎn)足分級(jí)保護(hù)的動(dòng)作特性要求，縮小故障切斷電源時(shí)引起的停電范圍。因此，設(shè)計(jì)時(shí)首先應(yīng)對(duì)控制配電系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)有一個(gè)比較清楚的了解，把握控制配電線路的關(guān)聯(lián)性，通盤(pán)掌握建筑內(nèi)各電氣設(shè)備的分布情況，確定配電設(shè)備（配電箱、盤(pán)、柜）的位置，把火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器分配到相應(yīng)的配電設(shè)備上，根據(jù)實(shí)際情況，如：整定電流、正常泄露電流的估算、確定火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的數(shù)量配置。為避免重復(fù)設(shè)置，分配原則如下：根據(jù)建筑用電負(fù)荷和線路具體情況，確定采用兩級(jí)或三級(jí)保護(hù)模式；一般所有的兩級(jí)開(kāi)關(guān)處都要安裝火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器；三級(jí)處開(kāi)關(guān)是否安裝應(yīng)根據(jù)負(fù)荷實(shí)際情況和建筑用途、火災(zāi)危險(xiǎn)性等實(shí)際情況確定。在確定了火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器安裝位置后，應(yīng)以總線方式設(shè)計(jì)、布線，總線制為四芯或二總線，應(yīng)為形成獨(dú)立的系統(tǒng)總線，四芯或二總線總線經(jīng)總線制傳送儀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成RS232 串口，與終端控制臺(tái)（漏電報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)）構(gòu)成的電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)?？偩€制傳送儀和終端控制臺(tái)（漏電報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)）應(yīng)安裝在消防中心或值班室。

2.2重要負(fù)荷：包括消防、安防、應(yīng)急電源、通道照明線路及不允許斷電的重要場(chǎng)所，根據(jù)GB139554.6 規(guī)定，應(yīng)安裝報(bào)警式的火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，具有采集漏電電流、過(guò)電流、線纜溫度等信號(hào)，超過(guò)設(shè)定值時(shí)，只發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，但不切斷電源，同時(shí)將采集的信號(hào)，通過(guò)總線方式，傳送到控制中心，可設(shè)置手動(dòng)斷電模式，既保證了用電安全又保證了供電的不間斷性。

2.3設(shè)計(jì)中必須注意分級(jí)保護(hù)、避免大范圍停 電的原則為防止電氣火災(zāi)，GB 1 3955一 2005 強(qiáng)調(diào)采用分級(jí)保護(hù)時(shí)，電源端或分支線路上的電氣火災(zāi)監(jiān)控保護(hù)裝置應(yīng)與末端的電氣火災(zāi)監(jiān)控保護(hù)裝置的動(dòng)作特性應(yīng)當(dāng)協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)具有動(dòng)作選擇性的分級(jí)保護(hù)，避免大面積停電。一般情況下，在電源進(jìn)線端或分支主回路上，應(yīng)選用低靈敏度延時(shí)型的電氣火災(zāi)監(jiān)控保護(hù)裝置。而在末端，一般漏電動(dòng)作電流Ivn ≤30m A，一般漏電動(dòng)作電流Tn <0.15s，主要用于防人身觸電保護(hù)，與電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是互補(bǔ)關(guān)系。

建筑各樓層總進(jìn)線處可安裝一臺(tái)或若干臺(tái)火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，但應(yīng)根據(jù)正常泄漏電流大小，正確并選擇參數(shù)適合的火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。按相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，一般總進(jìn)線處的電氣火災(zāi)漏電監(jiān)控整定電流定為 300～ 500 m A，其它級(jí)配電箱均為300A。此處筆者認(rèn)為相關(guān)規(guī)范確定范圍偏窄，應(yīng)考慮工程規(guī)模、配電級(jí)數(shù)延時(shí)配合因素，宜放大100～1000mA，甚至更寬，以引導(dǎo)設(shè)備技術(shù)的發(fā)展。對(duì)接地困難、成本較高工程項(xiàng)目，筆者建議開(kāi)展配電系統(tǒng)漏電保護(hù)電流與接地電阻值的對(duì)應(yīng)關(guān)系研究，希望國(guó)家相關(guān)科研機(jī)構(gòu)著手進(jìn)行。

3、火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的安裝方式

根據(jù)火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器產(chǎn)品的選型和工程配電系統(tǒng)特點(diǎn)，一般有以下幾種設(shè)計(jì)方式：

3. 1 配電箱或控制箱內(nèi)部形式的安裝設(shè)計(jì)

一般用于新工程在樓層設(shè)有專(zhuān)門(mén)樓層配電箱或控制箱?；馂?zāi)監(jiān)控探測(cè)器直接安裝在配電箱或控制箱內(nèi)部適當(dāng)位置。

3. 2 配電箱或控制箱（柜）外部形式的安裝設(shè)計(jì)

火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器單獨(dú)做成一個(gè)箱體，將總電源通過(guò)火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，電源再接入配電箱或控制箱。對(duì)于改擴(kuò)建工程（目前此類(lèi)項(xiàng)目較多，營(yíng)業(yè)類(lèi)公共建筑改造尤為必要）的應(yīng)用，火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器只需將電源先引入漏電報(bào)警開(kāi)關(guān)裝置后再接入配電箱或控制箱。專(zhuān)門(mén)安裝漏電控制器的防火監(jiān)控箱設(shè)在配電箱或控制箱附近。改造工程建議采用矩型的漏電互感器，可以盡量不觸動(dòng)原來(lái)配電箱（柜）的內(nèi)部導(dǎo)線和器件布置。

3. 3 配電柜成套形式的安裝設(shè)計(jì)

直接在配電箱或控制箱面板上嵌入漏電控制器，只考慮在柜 內(nèi)適當(dāng)位置固定電流互感器（一般在主空開(kāi)上端或下端），不改動(dòng)配電柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)，不需增加單獨(dú)的漏電控制器安裝箱，即美觀、又不占空間。應(yīng)在設(shè)計(jì)中明確提出要求，在施工圖會(huì)審?fù)戤叄膳潆姽癯商讖S考慮預(yù)留面板上嵌裝電氣火災(zāi)探測(cè)器的開(kāi)孔尺寸。

4、電氣火災(zāi)報(bào)贊系統(tǒng)安裝中應(yīng)注意的事項(xiàng)

4.1 電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)施工主體單位

根據(jù)上述電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的特點(diǎn)，電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)具有很高的獨(dú)立性，但與配電系統(tǒng)密不可分，納入強(qiáng)電系統(tǒng)施工比較便于協(xié)調(diào)配合。反之，實(shí)踐證明，歸入消防報(bào)警系統(tǒng)施工單位施工，則容易扯皮，協(xié)調(diào)配合困難，加上其對(duì)控制柜使用不熟悉，對(duì)強(qiáng)電導(dǎo)線連接、安裝位置等比較陌生，施工質(zhì)量難以保證。

4.2 電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的施工要求

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的安裝和運(yùn)行》GB13955 第6 部分“電氣火災(zāi)監(jiān)控保護(hù)裝置的安裝”明確指出：“ 電氣火災(zāi)監(jiān)控保護(hù)裝置安裝應(yīng)充分考慮供電方式、供電電壓、系統(tǒng)接地形式及保護(hù)方式。電氣火災(zāi)監(jiān)控保護(hù)裝置的形式、額定電壓、額定電流、短路分?jǐn)嗄芰Α㈩~定剩余動(dòng)作電流、分?jǐn)鄷r(shí)間應(yīng)滿(mǎn)足被保護(hù)線路和電氣設(shè)備的要求，在不同的系統(tǒng)接地形式中應(yīng)正確接線”。

5.總結(jié)

雖然國(guó)家及地方規(guī)范對(duì)其提出了更高要求，但漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)仍處于起步階段，現(xiàn)有市場(chǎng)上產(chǎn)品或多或少存在一些與規(guī)范、設(shè)計(jì)、使用過(guò)程中不相適應(yīng)等問(wèn)題，但隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，筆者認(rèn)為這些問(wèn)題會(huì)得到很快的解決，更好地為國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全保駕護(hù)航。所以采用火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)報(bào)警和控制功能，將成為漏電防火發(fā)展的必然趨勢(shì)。