王斌 許俊男

1 山東省泰安市消防支隊；2 中國人民武裝警察部隊學院

高層建筑漏電火災報警系統(tǒng)的設(shè)計探討

王斌1許俊男2

1 山東省泰安市消防支隊；2 中國人民武裝警察部隊學院

近年來，漏電引發(fā)的高層建筑火災逐年增多，已成為導致建筑物發(fā)生電氣火災的主要隱患。漏電火災報警系統(tǒng)能夠準確監(jiān)控電氣線路及終端的故障和異常狀態(tài)，實現(xiàn)遠傳遠控和報警顯示，能及時發(fā)現(xiàn)電氣火災隱患，提醒人員去消除隱患，真正做到防患于未然。

高層建筑；漏電火災報警系統(tǒng)；剩余電流

引言

根據(jù)《中國火災統(tǒng)計年鑒》的統(tǒng)計，在全國的火災事故中，電氣火災約占1/3，近年來在我國各地引起較大反響的特大火災如“廣東汕頭市華南賓館”、“吉林遼源市中心醫(yī)院”、“浙江溫州朵朵鮮花店”等均為電氣火災。建筑電氣火災造成了重大的人員傷亡事故和財產(chǎn)損失，教訓十分深刻。漏電火災報警系統(tǒng)是一種集現(xiàn)代計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)而形成的具有成熟保護功能的系統(tǒng)。漏電火災報警系統(tǒng)能夠準確監(jiān)控電氣線路及終端的故障和異常狀態(tài)，實現(xiàn)遠傳遠控和報警顯示，能及時發(fā)現(xiàn)電氣火災的隱患，及時報警提醒人員去消除隱患，真正做到防患于未然。

1.漏電引起火災的原因

1. 1 接地電弧性短路

電氣短路有兩類，一類是金屬性短路，另一類是電弧性短路。前一類的短路發(fā)生時短路電流大，線路能產(chǎn)生高溫，人們以為這種短路起火危險大，其實不然，因為保險絲能被短路時的大電流燒斷而切斷電源，無從起火；后一類短路是由于短路點未被焊死而迸發(fā)電弧或電火花，接地故障電流一般比較小，常不足以使一般的過電流保護及時切斷故障，而電弧則持續(xù)存在，其局部溫度可高達2000～3000 ℃，很易引燃附近可燃物質(zhì)，這種短路電弧往往成為火災的點火源。因此，接地電弧性短路是最常見且多發(fā)的電氣火災起因。

1. 2 漏電電流引起火災漏電故障

漏電電流引起火災點通常情況下接觸會不實，似接非接，導致接觸電阻較大，使過流保護裝置難以動作，同時在故障點處會產(chǎn)生電弧，僅略大于0.5 A的電流的電弧溫度可達2000 ℃以上，足以引燃所有可燃物。日本秋田大學電氣工程系的教授曾做過實驗，在潮濕環(huán)境下，當帶電裸導線接觸木材，泄漏電流流經(jīng)它的表面纖維素時，會使木材炭化發(fā)展成火災事故。這個實驗提醒人們，電氣線路未經(jīng)穿管保護而通過可燃物時，是十分危險的，這種漏電的危險性存在于所有的配電系統(tǒng)中。

1. 3 保護零線或保護地線的接線端子處連接不實

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)。一旦發(fā)生漏電，由于故障點接頭太松或腐蝕等，出現(xiàn)高阻，造成局部過熱，連接端子處產(chǎn)生高溫或電弧，能夠引燃周圍可燃物質(zhì)，或者燒壞電器插座、開關(guān)等，引燃木質(zhì)底座，這是較為常見的漏電起火形式。

1. 4 電流不能流散引起火災

漏電電流引起火災漏電持續(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2 0 V的維持電壓就可使電弧連續(xù)發(fā)生，同樣能引燃周圍可燃物。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。并且由于電壓的傳導，漏電點與起火點不一定一致。

2.高層建筑漏電火災報警系統(tǒng)的設(shè)計

2．1 設(shè)置漏電火災報警系統(tǒng)的必要性

漏電火災報警系統(tǒng)是一種基于計算機技術(shù)的數(shù)字化監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其負責監(jiān)控電氣線路及終端的電氣故障和異常狀態(tài)，實現(xiàn)遠程傳控和報警顯示的功能。電氣接地故障中電弧性對地短路是引發(fā)電氣火災的重要原因。電弧性對地短路具有很大的阻抗和電壓降，它限制了故障電流，使過電流保護器不能動作或不能及時動作切斷電源，僅略大于0.5 A的漏電電弧產(chǎn)生的局部高溫可達2000 ℃以上，足以引燃周圍的可燃物而引起火災。況且，用電設(shè)備分布在建筑物的各個角落，危害范圍廣，如不對系統(tǒng)的漏電進行監(jiān)測和防控，導致火災隱患的存在，會對人身和財產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。而且現(xiàn)在智能高層建筑、住宅小區(qū)、公共建筑等都推行智能管理，對供電的可靠性、安全性、靈活性提出了更高的要求，傳統(tǒng)的斷路器或漏電保護器不僅容易受環(huán)境溫度的改變而改變，造成保護值精度不準確等缺點，而且對復雜的保護方式難以實現(xiàn)智能化的保護功能。漏電火災報警系統(tǒng)能準確監(jiān)控電氣線路的故障和異常狀態(tài)，有效預防常見的因漏電導致接地電弧所引起的建筑物電氣火災事故。為了保證人民生命財產(chǎn)安全，高層建筑設(shè)置漏電火災報警系統(tǒng)十分必要。

2．2 漏電火災報警系統(tǒng)的組成及工作原理

漏電火災報警系統(tǒng)是用監(jiān)測剩余電流的互感器、剩余電流探測器、報警器或控制器構(gòu)成的電氣火災實時監(jiān)測并實施報警或切斷電源的裝置。通常由一臺主機和若干臺漏電火災探測器、控制模塊、總線連接組成。主機具有聲光報警、顯示報警地址、記錄并保存報警及控制信息和遠程控制功能。系統(tǒng)一般采用二總線制的通訊方式，把主控機和若干個漏電探測器、控制模塊及總線隔離器連接起來，對各被保護的統(tǒng)一線路和用電器的漏電情況通過主控機平臺進行集中監(jiān)控和管理。檢測剩余電流的互感器把供電線路中存在的相線對地泄露的剩余電流檢測出來，并把這一剩余電流加以處理放大并以直流電壓信號形式輸出。這一信號被送到探測控制器電路中進行分析判斷，以判定這一剩余電流是否超過報警閥值，若已超過，則由探測控制器報警，傳送到值班室，以引起值班人員的注意，及時采取相應措施，防止電氣火災的發(fā)生，從而保證供電線路始終在安全狀態(tài)下運行。電氣防火探測控制器設(shè)于現(xiàn)場配電柜及配電箱內(nèi)，是具有自主判斷能力的電流探測、剩余電流探測的控制裝置。防火集中控制器接收由電氣防火探測控制器傳輸?shù)穆╇婋娏?、過電流的信號，發(fā)出聲光信號報警，準確報出故障線路的地址，監(jiān)視故障點的變化，儲存各種故障和操作方法信號。根據(jù)實際情況及軟件設(shè)定要求，切斷漏電線路上的電源，并顯示狀態(tài)。此外集中控制器還具有打印和聯(lián)網(wǎng)功能。漏電火災報警系統(tǒng)監(jiān)控原理圖如圖1所示。

2. 3漏電火災報警系統(tǒng)軟件控制

運行系統(tǒng)軟件，對控制器進行操作控制，軟件統(tǒng)一界面將末端故障類型、故障地址、故障狀態(tài)報知管理人員，提醒值班人員及時排除故障。值班人員可密碼設(shè)置手動或自動斷電信號模式、控制相應控制點漏電火災報警控制器的位置斷電。

圖1

2. 4漏電火災報警系統(tǒng)與火災自動報警系統(tǒng)的關(guān)系

漏電火災報警系統(tǒng)與火災報警系統(tǒng)在功能上是有區(qū)別的。火災報警系統(tǒng)是對火災初期的煙、溫的探測，通過消防報警和聯(lián)動控制系統(tǒng)把火撲滅在初期階段；而漏電火災報警系統(tǒng)從本質(zhì)上立足預防，專門針對電氣線路的故障實施監(jiān)控，通過漏電火災報警系統(tǒng)能有效地防止電氣火災的發(fā)生。前者的聯(lián)動或控制對象是廣播噴淋排煙等逃生滅火器件，后者的聯(lián)動或控制對象是電力分合等電工器件。建筑中漏電火災報警系統(tǒng)的設(shè)置是必要的，但絕不是孤立的，漏電火災報警系統(tǒng)與火災報警系統(tǒng)是相輔相成的。隨著建筑電氣系統(tǒng)的不斷完善與進步，新產(chǎn)品的不斷推出，漏電火災報警系統(tǒng)可以自成系統(tǒng)，也可并入火災自動報警系統(tǒng)，但采用獨立的顯示器。這樣不僅可以減少工程投資，也便于系統(tǒng)的操作管理。

3．結(jié)論

本文以高層建筑漏電火災報警系統(tǒng)的設(shè)計探討為課題，通過對漏電火災發(fā)生的原因、防范措施及漏電火災報警系統(tǒng)功能與組成的分析，探討了高層建筑漏電火災報警系統(tǒng)的實際應用。同時建議有關(guān)部門完善建筑物電氣系統(tǒng)的設(shè)計、安裝和管理，推廣設(shè)置漏電火災報警系統(tǒng)，從根本上杜絕電氣火災的發(fā)生，以減少電氣火災事故對人民生命和社會財產(chǎn)造成的影響。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.109