高層建筑低壓配電系統(tǒng)漏電的火災危險性及其防范措施研究

文/李琛 彭博，陜西省現(xiàn)代建筑設(shè)計研究院

1 前言

隨著高層建筑低壓配電系統(tǒng)應用條件的不斷變化，對其漏電火災危險性的防范提出了新的要求，因此有必要對其相關(guān)課題展開深入研究與探討，用以指導相關(guān)工作的開展與實踐，并取得理想效果。

2 低壓配電系統(tǒng)漏電的火災危險性

2.1 漏電引起火災的原因

電氣短路屬于建筑物引發(fā)火災中最常見的一種事故。電氣短路基本上分兩種，一類屬于金屬性的電流短路，另一類屬于電弧性的放電短路。第一類短路發(fā)生的時候,短路電流較大，線路短時間內(nèi)會產(chǎn)生巨大的熱量，保險絲在這種短路電流的瞬間攻擊之下，燒斷同時切斷電源，所以起火可能性不大；第二類短路是短路點沒有焊死，導致了電火花或發(fā)電弧。它所引發(fā)的短路電流并不是很大，一般情況下保險絲很難被熔斷，而電弧局部溫度可高達2000℃~3000℃，這種短路電弧更易引發(fā)火災。因此，接地電弧性短路是最常見且多發(fā)的電氣火災起因。

2.2 造成短路的因素

電器設(shè)備超負荷運轉(zhuǎn)，導致線路短路并引起火災。發(fā)生短路時，線路中的電流增加為正常時的幾倍甚至幾十倍，而產(chǎn)生的熱量又使得溫度急劇上升，大大超過允許范圍。當溫度達到可燃物的引燃溫度時，引起了燃燒，從而導致火災。設(shè)備安裝不當或工作疏忽，使電氣設(shè)備的絕緣受到機械損傷；所選用設(shè)備的額定電壓太低，不能滿足工作電壓的要求；電氣設(shè)備的絕緣老化變質(zhì)或受到高溫、潮濕或腐蝕的作用而失去絕緣能力；在安裝和檢修工作中，由于接線和操作錯誤等都有可能引起線路短路。

3 漏電引起火災的原因

3.1 漏電電流引起火災

漏電故障點通常情況下接觸不實，導致接觸電阻較大，使過流保護裝置難以動作，同時會在故障點處產(chǎn)生電弧，據(jù)測，僅0.5A的電流的電弧溫度可達2000℃以上。

保護零線或保護地線的線徑如果選擇過小，當通過較大的漏電電流時，線路溫升較快，同樣也能引起火災。

電氣線路未經(jīng)穿管保護而通過可燃物時也存在引發(fā)火災的可能，這種漏電的危險性存在于所有的配電系統(tǒng)中。

3.2 保護零線或保護地線的接線端子處連接不實，引起火災。

相線與零線接線端子連接不實，設(shè)備工作不正常，可以及時發(fā)現(xiàn)處理，而保護零線或地線的接線端子連接不實，電阻過大，設(shè)備照常工作，但故障點不易發(fā)現(xiàn)。

3.3 漏電電壓引起火災

漏電持續(xù)發(fā)生后，由于電流不能流散，而尋找阻抗小的另一回路通地，會沿保護接零線（接地線）傳導使所有與之相連的電氣裝置的金屬外殼帶有對地電壓，這時就可能向鄰近低電位的水暖管、煤氣管等金屬構(gòu)件飛弧成為起火源，僅20V的維持電壓就可使電弧連續(xù)發(fā)生。如果是向煤氣管飛弧，就可能擊穿管壁，造成煤氣泄漏引起火災。需要說明的是，由于電壓的傳導，漏電點與起火點不一定一致。

4 漏電火災的防范措施

漏電會造成人身觸電事故和引發(fā)電氣火災。針對漏電產(chǎn)生的原因，采取相應的技術(shù)防范措施，預防漏電火災和人身觸電事故的發(fā)生，最大限度保證國家財產(chǎn)和人民生命的安全。

4.1 按規(guī)范、按要求裝設(shè)漏電保護器

（1）一般規(guī)定，安裝有手持式和移動式電器回路上應裝設(shè)RCD。按《住宅建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ 242—2011規(guī)定，除懸掛式空調(diào)電源插座外，其他電源插座回路均應裝設(shè)RCD。（2）PE線和PEN線不得穿過RCD的零序電流互感器鐵心。否則，在發(fā)生單相接地故障時，RCD不會動作。（3）RCD負荷側(cè)的N線與PE線不能接反，否則就會造成送電后漏電保護器RCD無法合閘。（4）裝設(shè)RCD時，不同回路不應共用一根N線，否則就會出現(xiàn)RCD誤動作，影響配電系統(tǒng)運行的可靠性。（5）低壓配電系統(tǒng)中多級RCD的裝設(shè)要求。為了有效地防止因接地故障引起的人身觸電事故及因接地電弧引發(fā)的火災，通常在建筑物的低壓配電系統(tǒng)中裝設(shè)兩級或三級RCD。

4.2 合理選擇保護接零、保護接地線及設(shè)計接地電阻

(1)保護接零及保護接地線的截面積選擇必須經(jīng)過計算確定，并用碰殼短路電流校核，其接線端子必須可靠連接。電氣設(shè)備的保護接地電阻值不應超過4Ω，如超過時應增加接地線截面或并聯(lián)接地體以充分減小接地電阻值，增大漏電短路電流，從而有利于保護裝置動作。（2）實施等電位聯(lián)結(jié)。漏電保護器對于單相220V線路只提供間接接觸保護，不能單獨作為一種保護措施，因此應實施等電位聯(lián)結(jié)。

4.3 配電線路裝設(shè)電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

配電線路或電氣設(shè)備的絕緣性能隨著時間變化必然會不斷劣化而產(chǎn)生漏電,漏電導致電氣火災的過程既有不易察覺的漸變性,又有難以防范的隨機突變性，是造成電氣火災的重大隱患。

從國外發(fā)達國家防火防災的經(jīng)驗證明：在配電系統(tǒng)中安裝電氣火災漏電探測報警監(jiān)控系統(tǒng)，在線實時監(jiān)測配電系統(tǒng)的絕緣性能，是預防和減少電氣火災的有效技術(shù)措施。我國現(xiàn)行《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2014及《火災自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50116-2013中對于設(shè)置電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)均有了明確的條款要求。

電氣火災漏電探測報警器，用于實時在線監(jiān)測低壓配電線路及電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)，當配電線路或電氣設(shè)備絕緣劣化而產(chǎn)生漏電并達到報警設(shè)定值時，漏電探測報警器立即發(fā)出聲光報警信號并顯示漏電電流值大小，指示漏電方位。

通過裝設(shè)電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，能防范漏電火災。每天24小時不間斷地監(jiān)測配電系統(tǒng)的漏電電流，能隨時掌握電氣線路或電氣設(shè)備絕緣性能的變化情況,提前預警,提示檢修。及時排除故障,將漏電控制在引起火災的能量之下。與現(xiàn)有漏電斷路器配套,構(gòu)成“整體監(jiān)測、局部跳閘”的完整防護體系。