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        論過(guò)負(fù)荷保護(hù)和剩余電流保護(hù)在消防工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

        2020-10-09 11:13:30張曉峰
        科學(xué)與信息化 2020年27期
        關(guān)鍵詞:消防設(shè)備保護(hù)

        張曉峰

        摘 要 在工程設(shè)計(jì)中,消防設(shè)備的過(guò)負(fù)荷保護(hù)要求僅報(bào)警不動(dòng)作,消防水泵剩余電流保護(hù)是否設(shè)置或是設(shè)置僅報(bào)警,規(guī)范中并不明確,究竟在設(shè)計(jì)中如何做才能更安全可靠,是很多設(shè)計(jì)人員需要面對(duì)的問(wèn)題。

        關(guān)鍵詞 消防設(shè)備;過(guò)載(過(guò)負(fù)荷)保護(hù);剩余電流保護(hù);RCD

        1消防設(shè)備的過(guò)負(fù)荷保護(hù)

        《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50054-2011 6.3.6 過(guò)負(fù)荷斷電將引起嚴(yán)重后果的線路,其過(guò)負(fù)荷保護(hù)不應(yīng)切斷線路,可作用于信號(hào)。條文說(shuō)明:6.3.6 線路短時(shí)間的過(guò)負(fù)荷并不立即引起災(zāi)害,在某些情況下可讓導(dǎo)體超過(guò)允許溫度運(yùn)行,即使?fàn)奚恍┦褂脡勖矐?yīng)保證對(duì)重要負(fù)荷的不間斷供電,例如消防水泵、旋轉(zhuǎn)電機(jī)的勵(lì)磁回路、起重電磁鐵的供電回路、電流互感器的二次回路等,這時(shí)保護(hù)可作用于信號(hào)。

        1.1 實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題

        (1)僅設(shè)置短路保護(hù)(單磁開(kāi)關(guān))是否滿足規(guī)范要求;(GB 50054-2011[4] 6.3.6條文說(shuō)明“這時(shí)? 保護(hù)可作用于信號(hào)”)

        (2)對(duì)于應(yīng)急照明配電回路,很難過(guò)載,是否需要設(shè)置過(guò)負(fù)荷保護(hù);(GB 50054-2011 6.3.6未提到應(yīng)急照明及其他消防配電回路)

        (3)僅在末端配電回路開(kāi)關(guān)設(shè)置是否可行;

        1.2 探討

        (1)僅設(shè)置短路保護(hù)(單磁開(kāi)關(guān))是否滿足規(guī)范要求;

        交流電動(dòng)機(jī)應(yīng)裝設(shè)相間短路保護(hù)和接地故障保護(hù),并應(yīng)根據(jù)具體情況分別裝設(shè)過(guò)負(fù)荷、斷相或低電壓保護(hù)?!锻ㄓ糜秒娫O(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50055-2011[5] 交流電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)應(yīng)符合下列規(guī)定:

        1)運(yùn)行中容易過(guò)載的電動(dòng)機(jī)、起動(dòng)或自起動(dòng)條件困難而要求限制起動(dòng)時(shí)間的電動(dòng)機(jī),應(yīng)裝設(shè)過(guò)載保護(hù)。連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)宜裝設(shè)過(guò)載保護(hù),過(guò)載保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于斷開(kāi)電源。但斷電比過(guò)載造成的損失更大時(shí),應(yīng)使過(guò)載保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)。

        2)短時(shí)工作或斷續(xù)周期工作的電動(dòng)機(jī)可不裝設(shè)過(guò)載保護(hù),當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中可能堵轉(zhuǎn)時(shí),應(yīng)裝設(shè)電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)的過(guò)載保護(hù)。

        從以上規(guī)范條文可以看出,消防電機(jī)屬于短時(shí)工作或斷續(xù)周期工作,可不設(shè)置過(guò)載保護(hù);如按普通電動(dòng)機(jī)設(shè)置過(guò)負(fù)荷保護(hù),則需使過(guò)載保護(hù)僅動(dòng)作于信號(hào)。

        (2)對(duì)于應(yīng)急照明配電回路,很難過(guò)載,是否需要設(shè)置過(guò)負(fù)荷保護(hù)。

        《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50054-2011 6.3.5 除火災(zāi)危險(xiǎn)、爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所及其他有規(guī)定的特殊裝置和場(chǎng)所外,符合下列條件之一的配電線路,可不裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)電器:

        1)回路中載流量減小的導(dǎo)體,當(dāng)其過(guò)負(fù)荷時(shí),上一級(jí)過(guò)負(fù)荷保護(hù)電器能有效保護(hù)該段導(dǎo)體;

        2)不可能過(guò)負(fù)荷的線路,且該段線路的短路保護(hù)符合本規(guī)范第6.2節(jié)的規(guī)定,并沒(méi)有分支線路或出線插座;

        3)用于通信、控制、信號(hào)及類似裝置的線路;

        4)即使過(guò)負(fù)荷也不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的直埋電纜或架空線路。

        從該條文可以看出,應(yīng)急照明回路如果計(jì)算后確定上一級(jí)過(guò)負(fù)荷保護(hù)電器能有效保護(hù),或者不可能過(guò)負(fù)荷且沒(méi)有分支線路(應(yīng)急照明禁止接入插座),這兩種情況可不設(shè),反之或無(wú)法確定則應(yīng)設(shè)置過(guò)負(fù)荷保護(hù);

        如果設(shè)置了過(guò)負(fù)荷保護(hù)(過(guò)載保護(hù))則還是應(yīng)按規(guī)范設(shè)置使該保護(hù)僅作用于報(bào)警;

        (3)僅在末端配電回路開(kāi)關(guān)設(shè)置是否可行。

        《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014(2018年版)[3] 10.1.6 消防用電設(shè)備應(yīng)采用專用的供電回路,當(dāng)建筑內(nèi)的生產(chǎn)、生活用電被切斷時(shí),應(yīng)仍能保證消防用電。

        從該條我們可以看出消防用電設(shè)備的用電連續(xù)性的重要;

        消防控制室 、消防水泵房、防煙和排煙風(fēng)機(jī)房的消防用電設(shè)備及消防電梯等的供電,應(yīng)在其配電線路的最末一級(jí)配電箱處設(shè)置自動(dòng)切換裝置。

        一般來(lái)說(shuō),工程設(shè)計(jì)中我們通常會(huì)在最末一級(jí)即消防設(shè)備的配電回路設(shè)置過(guò)負(fù)荷報(bào)警不動(dòng)作,這種做法較為普遍,因?yàn)橐?guī)范中并未明確幾級(jí)設(shè)置。

        但從供電可靠性考慮,這種做法無(wú)法滿足消防設(shè)備的要求,如果末端過(guò)負(fù)荷僅報(bào)警未動(dòng)作,則上一級(jí)過(guò)負(fù)荷保護(hù)此時(shí)有可能會(huì)動(dòng)作,這樣末端的過(guò)負(fù)荷報(bào)警不動(dòng)作形同虛設(shè)。

        因此,應(yīng)從消防配電設(shè)備上一級(jí)進(jìn)線開(kāi)始均應(yīng)設(shè)置過(guò)負(fù)荷報(bào)警不動(dòng)作。

        2消防設(shè)備(消防潛污泵)的剩余電流保護(hù)

        剩余電流即漏電電流,是指電氣設(shè)備發(fā)生接地故障或設(shè)備絕緣損壞,或人觸及帶電體時(shí),各相電流的向量和不為零,此電流即漏電電流。為與國(guó)際接軌,現(xiàn)行規(guī)范上統(tǒng)一稱為剩余電流。對(duì)其保護(hù)裝置成為剩余動(dòng)作保護(hù)裝置,簡(jiǎn)稱為RCD。

        在建設(shè)工程施工圖設(shè)計(jì)中,常常就消防潛污泵配電回路是否裝設(shè)RCD、裝設(shè)位置以及對(duì)RCD是否僅報(bào)警、動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定均有不同的做法,現(xiàn)就以上問(wèn)題,我們逐一探討:

        2.1 消防潛污泵配電回路是否裝設(shè)RCD (圖1)

        圖1 消防潛污泵配電系統(tǒng)圖

        (1)JGJ16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》。

        (2)剩余電流動(dòng)作保護(hù)的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定。

        (3)下列設(shè)備的配電線路應(yīng)設(shè)置剩余電流動(dòng)作保護(hù)。

        (4)環(huán)境特別惡劣或潮濕場(chǎng)所的電氣設(shè)備。

        (5)GB/T 13955-2017《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》。

        從以上兩個(gè)規(guī)范條文可以看出,消防潛污泵不僅需要設(shè)置剩余電流保護(hù),而且是應(yīng)設(shè)置在末端保護(hù);如果將RCD裝在潛污泵供電始端,供電線路較長(zhǎng)時(shí)其正常剩余電流有可能發(fā)生誤動(dòng)作,導(dǎo)致潛污泵不能正常工作。

        2.2 消防潛污泵配電回路是否可以設(shè)置報(bào)警式剩余電流保護(hù)裝置

        (1)GB/T 13955-2017《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行[1]》5.8特殊負(fù)荷和場(chǎng)所的RCD選用 安裝在潮濕場(chǎng)所的電氣設(shè)備應(yīng)選用額定剩余動(dòng)作電流小于30mA、無(wú)延時(shí)的RCD。此條要求RCD要瞬時(shí)動(dòng)作;動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間已有明確規(guī)定。

        (2)GB50116-2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[2]》10.1.4 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)主電源不應(yīng)設(shè)置剩余電流動(dòng)作保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝置。從此條可看出供電可靠性重要性高于漏電保護(hù)。

        (3)GB/T 13955-2005《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》4.6為防止人身電擊事故,上述場(chǎng)所的負(fù)荷末端不得采用報(bào)警式剩余電流保護(hù)裝置。GB/T 13955-2017已刪除此條。

        綜上所述,可以看出規(guī)范對(duì)于消防潛污泵是否可以設(shè)置報(bào)警式剩余電流保護(hù)裝置并無(wú)明確規(guī)定,而且,對(duì)末端設(shè)備而言,維修人員與其接觸機(jī)會(huì)較多,當(dāng)因接地故障導(dǎo)致RCD動(dòng)作切斷電源時(shí),其影響面較少,與人的生命相比,生命更為重要,故而從安全性考慮,消防潛污泵應(yīng)采用額定剩余動(dòng)作電流小于30mA、無(wú)延時(shí)瞬動(dòng)RCD。

        2.3 RCD動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間設(shè)置

        (1)關(guān)于這個(gè)規(guī)范有明確規(guī)定:GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》,剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的動(dòng)作電流應(yīng)符合下列規(guī)定:①在用作直接接觸防護(hù)的附加保護(hù)或間接接觸防護(hù)時(shí),剩余動(dòng)作電流不應(yīng)超過(guò)30mA;②對(duì)于多級(jí)裝設(shè)的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器,其時(shí)限和剩余電流動(dòng)作值應(yīng)有選擇性配合。

        (2)剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)符合下列規(guī)定:對(duì)于相導(dǎo)體對(duì)地標(biāo)稱電壓為220V的TN系統(tǒng)配電線路的接地故障保護(hù),其切斷故障回路的時(shí)間應(yīng)符合下列要求:①對(duì)于配電線路或僅供給固定式電氣設(shè)備用電的末端線路,不應(yīng)大于5s;②對(duì)于供電給手持式電氣設(shè)備和移動(dòng)式電氣設(shè)備末端線路I或插座回路,不應(yīng)大于0.4s。接地故障保護(hù)(間接接觸防護(hù))可采用自動(dòng)切斷電源的保護(hù)(包括剩余電流動(dòng)作保護(hù))。

        綜上所述,消防潛污泵RCD動(dòng)作電流不應(yīng)大于30mA,動(dòng)作時(shí)間不應(yīng)大于5S;同時(shí)應(yīng)考慮上下級(jí)配合。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行:GB/T 13955-2017[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2017.

        [2] 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范:GB50116-2013[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2013.

        [3] 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范:GB50016-2014(2018年版)[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2018.

        [4] 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范:GB 50054-2011[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.

        [5] 通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范:GB50055-2011[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.

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