零線短接引起電氣火災(zāi)探測器報警的分析與解決

陳強(qiáng)勝 龐友平 任東輝

摘 要：不同電位中的零線短接會導(dǎo)致電氣火災(zāi)報警系統(tǒng)在運行中出現(xiàn)異常，影響探測器的正常運行?，F(xiàn)在不影響電柜體表功能前提下，提出將兩路電源零線進(jìn)行分隔的優(yōu)化方案，這種方案具有較高的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，且操作簡便。經(jīng)過實施優(yōu)化方案后，繼電器能夠完美實現(xiàn)對聯(lián)動儀表中零線的切換，并不影響配電柜其余功能，具有推廣價值。

關(guān)鍵詞：電氣火災(zāi)探測器;零線;繼電器;雙電源切換器

隨著社會水平的提高，城市軌道交通逐漸登上了時代舞臺，其中UPS配電柜是其平穩(wěn)運行的根本保障。為了進(jìn)一步提高電氣安全，降低電氣火災(zāi)的影響，需對電氣火災(zāi)探測器的根本原理進(jìn)行研究和分析，對施工中的缺陷以及不足進(jìn)行完善。通過分隔零線的方式，能夠有效解決系統(tǒng)異常報警的問題，進(jìn)而使監(jiān)控系統(tǒng)獲取的漏電數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)，降低電氣火災(zāi)發(fā)生的概率。

一、設(shè)立電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的重要性分析

城市軌道交通大多為人員較為密集的地下建筑，這種環(huán)境一旦發(fā)生火情，首先會導(dǎo)致當(dāng)事人心理思維出現(xiàn)混亂，引起恐慌情緒，嚴(yán)重影響疏散工作。其次現(xiàn)階段軌道交通多數(shù)設(shè)置在地下，火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧難以排除。上述因素都會在一定程度上增大電氣火災(zāi)造成的損失，因此為了進(jìn)一步保障群眾安全，相關(guān)工作人員應(yīng)通過多種技術(shù)手段，對電路電流、溫度等多種因素進(jìn)行全面的監(jiān)控，并實時采集相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析記錄，一旦發(fā)現(xiàn)異常立即進(jìn)行檢修。除此之外還需依據(jù)建設(shè)環(huán)境，分析可能發(fā)生的災(zāi)情，進(jìn)行預(yù)防，進(jìn)一步減少甚至避免電氣火災(zāi)的發(fā)生。

二、電氣火災(zāi)探測器監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)范

我國對于消防安全的重視程度較高，尤其是對電氣火災(zāi)的防范。自電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)實施以來，國家相關(guān)部門相繼出臺了 《GB50054—2011 低壓配電設(shè)計規(guī)范》以及《GB50116—2013 火災(zāi)自動報警設(shè)計規(guī)范》等設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，為電氣火災(zāi)探測器報警的設(shè)計與實現(xiàn)提供了理論依據(jù)[1]。電氣火災(zāi)監(jiān)控中最關(guān)鍵的部分就是對電路中剩余電流的監(jiān)測，因此剩余電流的監(jiān)測裝置應(yīng)放置在第一級配電柜中，在施工過程中，需對監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行測試，確保其能夠在不影響其余設(shè)備功能的前提下進(jìn)行監(jiān)測。

三、剩余電流式電氣火災(zāi)檢測裝置

電路短路、過載、接觸不良或是結(jié)緣老化等因素都能夠?qū)е码姎饣馂?zāi)，剩余電流式電氣火災(zāi)探測器通過紕漏電流的數(shù)值判斷電路中火線與零線的絕緣水平，進(jìn)而判斷電路絕緣情況是否完好，剩余電流式電氣火災(zāi)探測器的構(gòu)成如下圖所示。

剩余電流式電氣火災(zāi)探測器在采集到電流數(shù)據(jù)后，會在后臺顯示分析處理后的數(shù)據(jù)。分析的原理是著名的基爾霍夫電流定律，即電路節(jié)點中的電流代數(shù)之和等于0。如下圖所示，在進(jìn)行剩余電流測量時，A、B、C三條電線均穿過N，電氣設(shè)備正常運行的前提下，不考慮固有電流，IAIBICIN=0，這時互感器輸出無電壓信號[2]。若發(fā)生電路短接問題，那么各相電流的總值就會不等于0，這時檢修人員就需對電路進(jìn)行檢修。通常情況下，電氣火災(zāi)探測器的警報值應(yīng)在20～1000毫安之間，此外設(shè)定時還需考慮到設(shè)定值與報警值之間的差值，一般情況下絕對值應(yīng)小于設(shè)定值的5%，以提高警報的準(zhǔn)確性。

四、電氣火災(zāi)探測器問題案例

某建筑配套電氣火災(zāi)檢測裝置設(shè)置在400V開關(guān)柜饋線處，通信機(jī)房內(nèi)設(shè)有互投開關(guān)，以及一個用于電源零線供電的銅排，UPS配電柜在同在運行后，剩余電流式電氣火災(zāi)探測器同時開始工作，對電路中的電流進(jìn)行檢測，若電流互感器檢測到的電流值大于標(biāo)準(zhǔn)值，就會觸發(fā)報警裝置。在對系統(tǒng)故障進(jìn)行排查時，首先應(yīng)斷開任意一根零線，若警報消除，則可以初步認(rèn)定為是零線短接造成的故障。由于設(shè)計或是施工時的疏忽，引起的零線短接是現(xiàn)階段電氣火災(zāi)探測器使用的常見問題。

五、解決方案及分析

為解決上述問題，可以通過下述兩種方案進(jìn)行優(yōu)化解決。其一是使用4P雙電源開關(guān)取代3P雙電源開關(guān)，即為雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)增加一條零線，用于連接主電源以及備用電源，這樣能夠有效分隔兩路電源中的零線，消除了不同電位零線短接引起的電氣故障。但由于配電柜內(nèi)空間有限，受設(shè)備大小、布局等因素的影響，需更換整個UPS配電柜以提高優(yōu)化效果。其次可以通過加裝獨立零排的方式進(jìn)行優(yōu)化，在配電柜內(nèi)額外添加銅排，獨立使用[3]。

配電柜內(nèi)裝有輸入電儀表以及雙電源切換器，這兩個設(shè)備都需要連接主電源以及備用電源才能維持正常運行，因此應(yīng)將零排中的零線分別與上述設(shè)備進(jìn)行連接[4]。

上述兩種方案均能夠有效解決因零線短接造成的電氣火災(zāi)探測器報警異常問題，但其原理不同，適用程度也不同。工人人員需根據(jù)施工期長短、施工成本、施工難易程度等多個方面進(jìn)行比較，進(jìn)而選擇出適合的方案，以提高電氣火災(zāi)探測器報警的準(zhǔn)確性和實效性。

六、結(jié)論

綜上所述，不同電位的零線短接或混接是引起電氣火災(zāi)探測器報警異常的主要因素，嚴(yán)重影響了探測系統(tǒng)的正常運行，經(jīng)過上述優(yōu)化方案進(jìn)行優(yōu)化，UPS配電柜的電流值始終處于正常范圍，其次該種方式經(jīng)濟(jì)價值較高，投入資金較少，優(yōu)化周期較短，與其他方式相比具有一定的優(yōu)勢。能夠有效解決電氣火災(zāi)探測器報警的短接問題，消除無意義的火災(zāi)報警，全面提高了電氣火災(zāi)的防控能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]于偉峰，杜昊巖. 零線短接引起電氣火災(zāi)探測器報警的分析與解決[J]. 機(jī)電工程技術(shù)， 2020， v.49;No.343（10）：252-255.

[2]劉毅. 城市軌道交通電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)誤報警分析及治理[J]. 城市軌道交通研究， 2020， v.23;No.212（05）：204-207.

[3]羅扶滿. LED照明引起零線電流過大導(dǎo)致的電氣火災(zāi)隱患——以西安國際機(jī)場廣告燈箱為例[J]. 燈與照明， 2019， v.43;No.179（04）：55-58.

[4]田智嘉、張曦、李猛. 基于電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)和消防數(shù)據(jù)管理云平臺的火災(zāi)防范措施淺析[J]. 今日消防， 2020， v.5;No.54（11）：18-20.