劉 瀟 / 張 強(qiáng) / 張 敏

(1.山東同圓設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司， 山東 濟(jì)南 250101；2.山東魯光信息工程有限公司， 山東 濟(jì)南 250101)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國工業(yè)以及家庭用電隨之增加，各種電氣設(shè)備也隨著增多，給人們?nèi)粘Ｉ顜砹藰O大的便利。但是目前漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用并不完善，仍存在許多安全隱患，直接影響了人們的人身安全，并為社會和個(gè)人帶來了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

1 電氣火災(zāi)起因

造成電氣火災(zāi)的原因來自多個(gè)方面，如絕緣體的老化、電源短路、接地故障等，都可能導(dǎo)致電氣火災(zāi)的發(fā)生，但最主要的一個(gè)原因就是電源短路。然而在大多數(shù)電源短路的情況中，由于漸變性故障導(dǎo)致的短路是主要問題。這種電氣火災(zāi)主要是由于在非正常情況下發(fā)生漏電，通常很難檢測出來，這種情況稱為隱蔽性故障。對于這種隱蔽性故障，需要有專門的檢測裝置，通過對周圍介質(zhì)或?qū)^緣體表面的電流監(jiān)控達(dá)到對電氣火災(zāi)監(jiān)控預(yù)警的作用，從而達(dá)到防患于未然的目的。

2 影響電氣火災(zāi)控制難度的主要因素

1)客觀因素

導(dǎo)致電氣火災(zāi)發(fā)生有很多客觀因素，如電氣火災(zāi)可能發(fā)生在配電系統(tǒng)的任一個(gè)環(huán)節(jié)、電纜故障及負(fù)載電器使用壽命的限制等。

2)主觀因素

人們對于電氣火災(zāi)的認(rèn)識不到位導(dǎo)致管理強(qiáng)度與認(rèn)識的缺陷以及對配電系統(tǒng)不規(guī)范的檢修及操作，進(jìn)一步增加了電氣火災(zāi)發(fā)生的不確定性。

3)國家政策因素

國家出版的規(guī)范性文件對這方面的必要技術(shù)沒有做充分的推廣。如《火災(zāi)自動報(bào)警規(guī)范》(GB 50116-98)中沒有明確提出關(guān)于電氣火災(zāi)的預(yù)防及監(jiān)測?！陡邔用裼媒ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50045-2005)只提到對剩余電流的監(jiān)測。

4)缺乏強(qiáng)制性因素

目前市場及科研院所已經(jīng)研發(fā)出了針對電氣火災(zāi)的監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)與安裝實(shí)踐，證明其在預(yù)防電氣火災(zāi)上發(fā)揮著重要作用。但國家及地方相關(guān)部門缺乏對工程開發(fā)單位的強(qiáng)制性監(jiān)督，使得工程開發(fā)單位為了節(jié)省成本只是在設(shè)計(jì)圖紙中表現(xiàn)出電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)或只對部分電氣系統(tǒng)進(jìn)行電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用。

3 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)比較分析

這兩種系統(tǒng)的功能很相似，都是針對建筑物內(nèi)配電系統(tǒng)的電氣火災(zāi)。它們的共同之處為都為加密串接地故障產(chǎn)生的剩余電流。當(dāng)剩余電流超過最大限制的報(bào)警值時(shí)，報(bào)警器就會報(bào)警以提醒管理人員要馬上處理，避免引起火災(zāi)。而漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)與電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的不同之處就在于電氣火災(zāi)系統(tǒng)增加了對電纜溫度的檢測功能。

1)漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

該系統(tǒng)是我國首先使用的防范電氣火災(zāi)的產(chǎn)品，主要是對電弧性接地故障引發(fā)的電氣火災(zāi)進(jìn)行防范，其產(chǎn)品大致可以分為兩類：

圖1 高壓開關(guān)柜的溫度場測量系統(tǒng)

(1)獨(dú)立式探測器：產(chǎn)品本身具有可以獨(dú)立完成漏電電流檢測以及超限報(bào)警的功能，具有聲光報(bào)警的功能以及輸出一對常見的閉接點(diǎn)。

(2)非獨(dú)立式探測器：這個(gè)系統(tǒng)本身并不能獨(dú)立完成漏電的檢測和極限報(bào)警，必須通過監(jiān)控設(shè)備相互合作來完成。其中探測器包含兩種形式，第一種是剩余電流互感器與接口模塊的結(jié)合，第二種是獨(dú)立漏電火災(zāi)報(bào)警器與接口模塊的結(jié)合。

以上描述的系統(tǒng)適合使用在環(huán)境潮濕、布線環(huán)境相對較差和需要防范電弧接地故障的場所。

2)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

該系統(tǒng)是由非獨(dú)立剩余電流互感器、接口模塊以及電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備等部件組成。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是漏電檢測以及配電回路電纜溫升檢測。

目前，常用的檢測原件是Pt100的鉑熱電阻或者雙金屬溫度計(jì)。主要粘貼于配電系統(tǒng)的第二級開關(guān)的接線端處，或當(dāng)配電系統(tǒng)的第一級與第二級開關(guān)之間的距離比較短時(shí)，可以粘貼在第一級開關(guān)接線端處。因?yàn)閿嗦菲髋c電纜連接處的接觸電阻最大，在線路中有過高負(fù)荷時(shí)，此處的溫度是最高的，最容易導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。

顯然在電氣火災(zāi)防范方面，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)具有非常良好的監(jiān)控功能，因?yàn)橛捎谶^負(fù)載造成的火災(zāi)發(fā)生率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電弧性接地故障而引起的火災(zāi)發(fā)生率，電弧性接地故障引發(fā)火災(zāi)的發(fā)生率不到總電氣火災(zāi)的百分之三，而過負(fù)載造成的電氣火災(zāi)要占百分之六十多。由此可見該系統(tǒng)適用性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。

4 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

目前電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在大型項(xiàng)目中已經(jīng)開始設(shè)計(jì)和應(yīng)用，根據(jù)工程的性質(zhì)和特點(diǎn)，應(yīng)用也不盡相同。如在山東某大型金融建筑群項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)人員把基于光纖的電氣火災(zāi)系統(tǒng)進(jìn)行了應(yīng)用，取得了良好的效果。該系統(tǒng)由分布式光纖電纜測溫系統(tǒng)、光纖光柵剩余電流檢測系統(tǒng)、光纖光柵配電柜溫度監(jiān)測系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。其中對整個(gè)系統(tǒng)的高壓部分和低壓部分進(jìn)行了全面的監(jiān)測。如圖1、圖2和圖3所示。

圖2 配電安全監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

5 剩余電流的檢測點(diǎn)設(shè)置

1)對自然泄漏電流的影響應(yīng)采取措施進(jìn)行補(bǔ)償

(1)把檢測點(diǎn)設(shè)置在負(fù)荷的旁邊，干線部分的自然漏電不會對測量產(chǎn)生影響。

(2)將檢測點(diǎn)設(shè)置在電源的旁邊，采用調(diào)整的剩余電流報(bào)警器的下限來與自然漏電相抵消，使之檢測不受到影響。但是這種方法不適用于大容量、線路長以及自然漏電較大的配電回路。

從電氣火災(zāi)的發(fā)生位置來看，負(fù)載側(cè)發(fā)生火災(zāi)的幾率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電源側(cè)。因此在不能達(dá)到兩全其美的情況下，將監(jiān)測點(diǎn)安置在負(fù)荷側(cè)更為合理。建議檢測點(diǎn)安裝在配電系統(tǒng)第二級樓層配電箱位置處，假如將檢測點(diǎn)安置在第三級開關(guān)處，監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)量將會大大增加，會增加資金投入。

圖3 配電箱光纖光柵火災(zāi)監(jiān)控示意圖

2)設(shè)置部位

在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)置是非常重要的。如果安置的不合理，會導(dǎo)致監(jiān)控效果不明顯，監(jiān)控效率下降。通常監(jiān)測點(diǎn)的設(shè)置要考慮兩點(diǎn)：一是配電回路的自然泄漏電流對測量的影響和自然泄漏電流波動對測量的影響；另一點(diǎn)是電氣火災(zāi)最有可能發(fā)生的部位。

另外，無論是電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)還是漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，它們的導(dǎo)線選擇、線路敷設(shè)、接地等的要求都應(yīng)與自動報(bào)警系統(tǒng)的要求相同。

6 結(jié)束語

人們對于電氣火災(zāi)發(fā)生原因的認(rèn)識已經(jīng)由過去單純的短路轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N客觀及主觀因素。但真正把電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)合理運(yùn)用到工程項(xiàng)目中還有很長的一段路要走，其中包括相關(guān)法律法規(guī)及規(guī)范的出臺，相關(guān)先進(jìn)監(jiān)測方法的研究等。

[1] 吳朝陽.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用分析[J]. 科技致富向?qū)?2012(30):426.

[2] 饒學(xué)進(jìn).電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的探討[J].智能建筑電氣技術(shù),2007(06):74-78.

[3] 高鍇.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)和電氣火災(zāi)預(yù)防[J].建筑電氣,2013(11):54-56.