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电气防火安全检测技术应用分析

随着我国人民生活水平的不断提升，用电量不断增加，但电气火灾也随之剧增，从而也给国家经济和人民生命财产造成庞大损失。据《中国火灾统计年鉴》统计，自1993年—2002年全国范围内共发生电气火灾203780起，占火灾总数近30%，电气火灾造成人身伤亡的数字也是惊人的，仅2000—2002年，就造成3215人的伤亡。特别是在重、特大火灾中，电气火灾所占比例更大。
　　日本1978年在其《内线规程》〔JEAC8001—1978〕第190条明确要求建筑面积在150㎡以上的旅馆、饭店、公寓、集体宿舍、家庭公寓、公共住宅、公共浴室等地必须安装能自动报警的漏电火灾报警器。此规程为日本电气火灾的控制起了重要作用，电气火灾只占火灾的2%~3%〔其人均用电量为我国的8倍〕。IEC国际电工委员会1200—53 1994—10中594.4条明确要求采纳二级或三级剩余电流保护装置，防止由于漏电引起的电气火灾和人身触电事故。我国20世纪90年代开始在一些电气规范中对接地故障火灾作出防范规定。例如《剩余电流保护装置安装和运行》〔GB13955〕、《低压配电制定规范》〔GB50054〕、《住宅制定规范》〔GB50096〕、《民用建筑电气制定规范》〔JGT/T16〕。
　　以2005年为例，十大火灾中死亡人数最多的两起吉林省辽源市中心医院特大火灾、汕头华南宾馆特大火灾，均为电气火灾，有关专家积极呼吁尽快采用有效的技术防范措施，遏制电气火灾的上升势头，引起有关部门的高度重视，相继制订或修改了有关标准规范，要求在建筑中设置漏电火灾报警系统。《高层民用建筑制定防火规范》GB50045－95〔2005版〕局部修订条文9.5.1条、强制性国标《剩余电流动作保护装置的安装和运行》GB13955-2005都强调了剩余电流动作保护装置在防止因接地故障而引起的电气火灾的防护作用，要求在建筑物内安装剩余电流动作火灾监控系统。预防建筑电气火灾，设置漏电火灾报警系统的国家标准和规范已经基本齐全〔还有有关的其他规范正在报批中〕，今后有关场所制定、应用漏电火灾报警系统将越来越多。漏电火灾报警系统属于新型报警设备，依据2005年11月公布的“高规〞修订条文要求，并结合漏电火灾报警系统有关产品标准和安装使用标准的升级，针对目前，工程中制定、安装漏电火灾报警系统尚无统一规定，这一新型电气防火装置碰到的新问题，进行统一规范。
　　一、漏电火灾报警系统的功能定义
　　〔一〕应具有检测过电流、漏电电流、过电压、欠电压等信号，发出声光报警，准确显示其故障状态，并动作切断电源。
　　〔二〕可监视各故障点的变化，各故障点应能自动记录当前状态。
　　〔三〕储存各种故障和操作试验信号，信号存储时间不应少于12个月。
　　〔四〕显示系统电源状态。
　　〔五〕应采纳总线制方式，实现“遥调、遥测、遥控、遥讯〞，通信距离1.2Km以上、总线可采纳1平方毫米铜芯导线。
　　〔六〕各故障点应具有可现场地址编码功能
　　〔七〕监控主机应采纳工业控制机或与火灾报警系统共用一台监控主机
　　二、漏电火灾报警系统的制定
　　〔一〕 规范中有关设置漏电火灾报警系统的相关条文
　　目前，漏电火灾报警系统的制定主要依据《高层民用建筑制定防火规范》GB50045－2005局部修订条文：9.5.1高层建筑内火灾危险性大、人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。
　　此外，报批中的新版《建筑制定防火规范》11.2.7条：商店、剧院、电影院、体育馆等人员密集场所宜设置漏电火灾报警系统。新制定并已在报批中的《建筑电气火灾预防要求和检测方法》有关条文也明确要求“应在电源进线端设置自动切断电源或报警的剩余电流动作保护器〞。
　　规范条文用词为“漏电火灾报警系统〞，说明应该是一个联网的整体装置，是一个完整系统，而不是以往分散设置的单个漏电报警器或传统漏电开关可以胜任的。《高规》条文说明中，也特别强调“这些设备要采纳国家消防电子产品质量监督检验中心检测合格的产品，以保证质量安全〞，可见并非是使用一般漏电开关就可以的，许多电气制定人员往往有此错误倾向。
　　关于“宜〞字的把握，规范用词说明指出：表示同意稍有选择，在条件许可时首先应这样做。可见，“宜〞原则上是首先要合计设置的，没有特别状况，没有经消防主管部门同意，是不能随便选择取消设置的。

　〔二〕漏电报警器具体制定安装位置
　　由于《高层民用建筑制定防火规范》是建筑制定规范，而不是漏电火灾报警系统产品检验标准，更不是漏电火灾报警系统制定、施工验收规范，因此，条文要求比较粗，造成目前漏电火灾报警系统制定、施工、验收没有明确标明，势必影响到漏电火灾报警系统工程的顺利施工和运行，影响其漏电火灾报警系统功能的正常发挥。
　　1.依据国标《剩余电流动作保护装置的安装和运行》GB13955-2005中，关于分级保护的规定，安装剩余电流火灾监控装置时，应对建筑物内防火区域作出合理的分布制定，确定适当的保护范围、预定的剩余电流动作值和动作时间，并应满足分级保护的动作特性要求，缩小故障切断电源时引起的停电范围。 因此，制定时首先应对控制配电系统的相关参数有一个比较清楚的了解，研究有关控制配电线路的相关图纸，并将建筑电气的分布状况进行调查，确定配电设备〔配电箱、盘、柜〕的位置，把漏电报警器分配到相应的配电设备上，依据实际状况、如：整定电流、正常泄露电流的估算、确定漏电报警器的数量配置。为避免重复设置，分配原则如下：依据建筑用电负荷和线路具体状况，确定采纳两级或三级保护模式；一般所有的两级开关处都要安装漏电报警器；三级处开关是否安装应依据负荷实际状况和建筑用途、火灾危险性等实际状况确定。在确定了漏电报警器安装位置后，应以总线方式制定、布线，总线制为四芯线，应形成独立的系统总线，系统总线转换成RS232或RS485串口，与PC机控制系统构成的漏电火灾报警系统。总线制传送仪和PC机控制系统应安装在消防中心或控制值班室。
　　2.重要负荷：包括消防、安防、应急电源、通道照明线路及不同意断电的重要场所，依据GB13955 4.6规定，应安装报警式的漏电报警器，具有采集漏电电流、过电流等信号，超过设定值时，只发出声光报警信号，但不切断电源，同时将采集的信号，通过总线方式，传送到控制中心，可设置手动断电模式，既保证了用电安全又保证了供电的不间断性。
　　3.制定中必须注意分级保护、避免大范围停电的原则
　　为防止电气火灾，GB13955-2005强调采纳分级保护时，电源端或分支线路上的剩余电流保护装置应与末端的剩余电流保护装置的动作特性应当协调配合，实现具有动作选择性的分级保护，避免大面积停电。一般状况下，在电源进线端或分支主回路上，应选用低灵敏度延时型的剩余电流保护装置。而在末端，漏电动作电流IΔn≤30mA，额定动作时间Tn＜0.1s，主要用于防人身触电保护，与漏电火灾报警系统是互补关系。
　　建筑各楼层总进线处可安装一台或假设干台漏电报警器，但应依据正常泄露电流大小，正确并选择参数合适的漏电报警器。一般总进线处的剩余电流定为200～500mA。

　　依据漏电火灾报警系统产品的选型和工程配电系统特点，一般有以下几种制定方式：
　　〔1〕配电箱或控制箱内部形式的安装制定
　　一般用于新工程在楼层设有专门楼层配电箱或控制箱。漏电报警器直接安装在配电箱或控制箱内部适当位置。
　　〔2〕 配电箱或控制箱〔柜〕外部形式的安装制定
　　漏电报警器单独做成一个箱体，将总电源通过漏电报警器，电源再接入配电箱或控制箱。
　　关于新旧〔改造〕工程的应用，漏电报警器只需将电源先引入漏电报警开关装置后再接入配电箱或控制箱。
　　专门安装漏电控制器的防火监控箱设在配电箱或控制箱四周。改造工程建议采纳矩型的电流互感器，可以尽量不触动原来配电箱〔柜〕的内部导线和器件布置。
　　〔3〕 配电柜成套形式的安装制定
　　直接在配电箱或控制箱面板上嵌入漏电控制器，只合计在柜内适当位置固定电流互感器〔一般在主空开上端或下端〕，不改动配电柜内部结构，不需增加单独的漏电控制器安装箱，即美观、又不占空间。应在制定中明确提出要求，在施工图会审完毕，由配电柜成套厂合计预留面板上嵌装漏电控制器的开孔尺寸。
　　三、 漏电火灾报警系统安装中应注意以下事项
　　〔一〕 漏电火灾报警系统施工主体单位
　　依据上述漏电火灾报警系统的特点，漏电火灾报警系统具有很高的独立性，但与配电系统密不可分，纳进强电系统施工比较便于协调配合。反之，施行证实，归入消防报警系统施工单位施工，则容易扯皮，协调配合困难，加上其对控制柜强用不熟悉，对强电导线连接、安装位置等比较陌生，施工质量难以保证。
　　〔二〕 漏电火灾报警系统的施工要求
　　    国家标准《剩余电流动作保护装置的安装和运行》GB13955第6部分“剩余电流保护装置的安装〞明确指出：“剩余电流保护装置安装应充分合计供电方式、供电电压、系统接地型式及保护方式。剩余电流保护装置的形式、额定电压、额定电流、短路分断能力、额定剩余动作电流、分断时间应满足被保护线路和电气设备的要求，在不同的系统接地形式中应正确接线〞。

　四、漏电火灾报警系统的投入使用时，应注意以下事项：
　　〔一〕接线时，应按漏电报警器标明的电源进线端和出线端，正确接线，不得反接。
　　〔二〕安装塑壳断路器时，应按要求，在电弧喷出方向有足够的飞弧距离。
　　〔三〕安装时，必须严格区分N线和PE线，3P四线式或4P四线式的N线应通过漏电火灾监控系统的电流互感探测器。通过漏电火灾报警系统的电流互感探测器的N线，不得作为PE线，不得重复接地或接设备外露可接近导体。PE线不得接入剩余电流保护装置。
　　〔四〕漏电火灾报警系统纳进配电系统施工单位施工时，双方应充分沟通，协调有关安装方式、尺寸和电气技术参数。新工程使用电漏电火灾报警系统时，在配电柜〔箱〕订货时，应向厂家索取产品外形尺寸、开孔尺寸，以便于计算安装位置。
　　〔五〕《高层民用建筑制定防火规范》GB50045-2005的   9.1.1条要求， 漏电火灾报警系统应当按照消防用电的规定执行。因此，无论消防中心设置的PC机控制系统，都要按照消防用电的规定执行，接入消防用电。
　　〔六〕 漏电火灾报警系统的电流互感探测器在配电柜〔箱〕内安装，要特别注意施工安全，要在断电状况下施工，并注意强弱电分开走线，特别注意防止接错线或搭线，造成强电串入漏电火灾报警系统总线制四芯线中，烧毁整个漏电火灾报警系统。
　　〔七〕改造工程一般应将漏电报警器/剩余电流探测器置于塑壳断路器下端出线处，当安装不便时，可合计安装于塑壳断路器的入线端。
　　〔八〕施工单位应配备移动式〔手持便携式〕剩余电流检测仪，并在调试时先进行配电系统剩余电流的检测，及时排除剩余电流异常状况，并作具体记录。依据GB13955标准5.7.3和5.7.5要求，设定合适的漏电流报警阀值，通常报警设定值取值不小于线路和设备正常运行泄漏电流值的两倍。
　　〔九〕总线制四芯线以并联方式，将所有漏电报警器连接起来，总线引到控制中心，经总线制传送仪转换成RS232串口，连接到接收主机，主机应安装漏电监测软件，具有双向通信功能实现“遥调、遥测、遥控、遥讯。〞
　　〔十〕依据GB13955标准６.３.７要求，安装完成后必须要有如下的检验项目：按动漏电报警器的“自检〞试验按钮，试验是否脱扣动作。此项测试应逐一进行，用试验按钮连续试验3次，应正确动作，消防中心PC机控制系统应显示当前状态、地址并自动记录；带额定负荷电流分合5次，均可靠动作，不应有误报警现象；手动对各配电箱进行远程断电测试，应正确无误。
　　〔十一〕在消防控制中心，操作PC机控制系统，应能对任意的故障监测点进行操作控制，当按下“试验〞按钮时，PC机控制系统应能自动接收显示故障状态、地址码，同时记录当前状态并可查询。
　　〔十二〕漏电报警系统使用的管理制度：每月需在通电状态下，可以暂时同意断电的状况下，按动试验按钮，检查漏电报警器动作是否可靠。雷击或消防联动断电原因使漏电报警器动作后，应作检查。漏电报警器动作后，经检查未发现事故原因时，同意试送电一次，如果再次动作，应查明原因找出故障，不得连续强行送电，严禁跨接、短接使用漏电报警器。
　　五、总结
　　漏电火灾报警系统自《高规》2005年11月公布以来，目前市场上系统产品分为两种系列，一种是以电流探测器、漏电火灾报警控制器、终端控制台组成。另一种是以电流探测器、漏电报警模块、塑壳断路器集一体称“漏电火灾报警控制器〞、 终端控制台组成的系统。两者各有优缺点，第一、其表现在带有塑壳断路器产品的系统，占用空间小，安装简单、功能比较齐全、产品性能匹配性好、应用范围广，可以取代于电源进线端总开关处的断路器。第二、以电流探测器、漏电火灾报警控制器等组成系统，表现在于功能简单、塑壳开关可选择性、安装、维护方便，适应场合范围小。