漏电火灾报警系统设计研究样本.doc

初谈漏电火灾报警系统设计

摘要：文章依据《高层民用建筑设计防火规范》（）第9.5节要求，叙述了建筑物设置漏电火灾报警系统必需性，介绍了漏电火灾报警系统组成，提出了部分在设计工作中应注意问题。
关键词：电气火灾 分级保护 剩下电流 设置场所
　　1. 接地故障产生原因：

　　接地故障产生原因是多方面，通常包含以下多个方面：

　　1.1 建筑物内导线使用年久失修，其绝缘层老化破损。

　　1.2 建筑物内导线安装施工不规范，如导线不穿管路保护，直接埋于墙内或置于构件上。

　　1.3 导线施工质量粗糙，偷工减料，使用钢管穿线时钢管内壁刮伤导线绝缘层。

　　1.4 娱乐场所等公共活动场所在二次装修时，乱敷设电线，致使多种施工遗留火灾隐患。

　　1.5 电气设计不妥，包含使用者随意增加负荷。造成导线过负荷而发烧。导线绝缘层老化失效。

　　1.6 用户内部私拉乱扯线路，架设不规范。

　　1.7 线路受自然条件影响，如空气潮湿造成导线绝缘水平下降等。

　　1.8 多种人为破坏造成断线等。

　　2. 设置漏电报警系统必需性：

　　接地故障保护是以预防人身间接电击、电气火灾及线路损坏为目标一个保护。它包含相线和大地、PE线、PEN线、配电和用电设备金属外壳、敷设管槽、建筑物金属构件、上下水和采暖、通风管道和金属屋面水面之间短路。当电气线路及装置因绝缘破损有接地故障时，在漏电故障点和导体不良连接处将引发电弧、电火花，这种电弧含有很大阻抗和电压降，它限制了故障电流，使过电流保护器不能动作或不能立即动作来切断电源，而几百毫安漏电弧产生局部高温可达℃以上，足以引燃周围可燃物而引发火灾。况且其范围包含到建筑物各个角落，危害范围广。如不对系统漏电进行监测和防控，就会对人身安全存在很大危险性，对线路存在破坏性，同时，存在很大火灾隐患。依据公安部消防局电气火灾原因技术判定中心统计资料来看，电气火灾大部分是由电气线路直接或间接造成，认为例，判定火灾115起，其中，95起是由电气线路直接或间接造成。“漏电火报警灾报系统”能正确监控电气线路故障和异常状态，能发觉电气火灾火灾隐患，立即报警提醒管理人员去消除这些隐患。故设置“漏电火灾报警报系统”是必需、迫切。

　　3. 漏电火灾报警系统设置范围：

　　3.1 依据建筑物火灾危险性大小、人员密集程度，下列建筑物供电干线或电源线路上宜装设漏电火灾报警系统：

　　3.1.1 商业楼建筑（包含地下类商业建筑）；

　　3.1.2 博物馆、展览馆建筑；

　　3.1.3 影剧院、歌舞、娱乐建筑（包含地下同类建筑）；

　　3.1.4 集会、体育类建筑；

　　3.1.5 电信、邮政、财贸金融建筑；

　　3.1.6 餐饮、酒店、旅馆建筑

　　3.1.7 医院、福利院、幼稚园、学校等建筑；

　　3.1.8 易燃、易爆场所及建筑；

　　3.1.9 公寓、居住建筑；

　　3.1.10 图书馆、档案馆、书库建筑；

　　3.1.11 省级及省级以上文物保护建筑或场所；

　　3.1.12 其它火灾危险性大、人员密集场所及建筑；

　　在设计过程中，应对上述建筑内防火区域作出合理分布设计，确定合适控制保护范围。

　　3.2 依据因停电会造成重大经济损失及不良社会影响下列电气装置或场所应安装漏电火灾报警系统：

　　3.2.1 公共场所应急电源、通道照明；

　　3.2.2 确保公共场所安全设备；

　　3.2.3 消防设备电源，如消防电梯、消防水泵、消防通道照明；

　　3.2.4 防盗报警电源；

　　3.2.5 其它不许可停电特殊设备和场所；

　　为预防人身电击事故，上述场所负荷末端保护不得采取报警式剩下电流保护装置。

　　3.3 为预防电气火灾发生装设漏电火灾报警系统，其剩下动作电流预定值和预定动作时间，应满足分级保护动作特征相配合要求。

　　3.3.1 分级保护

　　分级保护定义：剩下电流动作保护装置分别装设在电源端、负荷群首端、负荷端，组成两级或以上串接保护系统，且各级剩下电流动作保护装置主回路额定电流值、剩下电流动作动作值和动作时间协调配合，实现含有选择性分级保护。

　　依据用电负荷和线路具体情况需要，通常可分为两级或三级保护。在总电源端、分支线首端或线路末端装设剩下电流保护装置。图1所表示。

　　二级保护：一级保护和末级负荷；

三级保护：一级保护、中间保护和末级保护；

　　3.3.2 在采取分级保护方法时，上下级剩下电流动作保护装置动作时间不得小于0.2s。上一级剩下电流保护装置极限不驱动时间应大于下一级剩下电流保护装置动作时间，且时间差应尽可能小。其要求见表
　　二级保护最大分断时间
二级保护
一 级 保 护
末 级 保 护
最大分断时间/s
0.3
≤0.1
　　注：延时型剩下电流动作保护装置延时时间级差为0.2s
　　三级保护最大分断时间
三级保护
一 级 保 护
中 级 保 护
末 级 保 护
最大分断时间/s
0.5
0.3
≤0.1
　　注：延时型剩下电流动作保护装置只适适用于间接接触保护,IΔn.>0.03A。
　　 延时型剩下电流动作保护装置延时时间优选值为：0.2, 0.4, 0.8, 1.0, 1.5, 2.0s
　　3.3.3 对于漏电火灾报警系统宜加设于一级保护和中级保护，末级保护则直接采取剩下电流动作保护装置（剩下电流断路器），通常采取直接动作于跳闸方法，而无须接入漏电报警系统内。其系统以下：（以三级保护为例）
　　 若在第一级、中级保护不加设漏电火灾保护装置，仅采取剩下电流动作断路器，[本文第一级(A)采取500mA，中间级(B)采取300mA]，分析以下：

　　3.3.3.1 供电连续性受到影响，停电影响面大。当b段漏电电流大于300mA，B动作，Ⅱ区失电；当a段漏电电流大于500mA时，A动作，故Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区均失电；此种情况虽安全得到了保障，但其供电连续性遭到了破坏，同时停电范围也很大。这么就会影响到企机关正常见电。
　　3.3.3.2 当b段漏电电流在200~300mA之间，a段漏电电流在400~500mA之间时，A、B均不动作，而因漏电电流所引发接地故障电弧仍然存在，电弧因为高温产生热量不停向周围传输，达成一定值后，极易引发火灾。
　　3.3.3.3 当A、B处均设置了漏电火灾报警系统
　　设置了报警系统后，现场防火探测控制器含有现场报警、使空气断路器脱扣等功效，这么预先报警，可避免断路器过早跳闸，在经过对现场漏电电流处理后，可使系统不停电情况下，处理了问题，从而确保了供电连续性。若报警后无处理方法，可经过现场防火探测控制器经编程延时动作跳闸，这么，也实现了漏电断路器保护功效。同时，现场防火探测控制器还能将每个操作立即经过总线向集中控制器传输操作信息，并在集中控制器数据库进行储存，方便以后查询。现场防火探测控制器还含有修改报警灵敏度阈值、预警阈值功效。这么就能够依据现场实测值，进行设定。
　　4. 漏电火灾报警系统组成

　　漏电火灾报警系统由用于检测剩下电流互感器、用于测量线途经电流互感器、电气防火探测控制器和防火集中报警控制器组成。参见图3，图4。

　　4.1 用于检测剩下电流互感器：它是电气防火监控系统中关键组成部分，其任务是把供电线路中存在相线对地泄露剩下电流检测出来，并把这一剩下电流加以处理放大并以直流电压信号形式输出。这一信号被送到探测控制器电路中进行分析判定，以判定这一剩下电流是否超出报警阈值，若已超出，则由探测控制器报警，并传送到值班室，以引发值班人员注意，立即采取对应方法，预防电气火灾发生，能够有效确保供电线路一直在安全状态下运行。
　　4.2 用于检测过电流互感器：其作用是把供电线路中交流电流经过电磁感应变为交流电压信号，经过精密线性整流电路处理，并经放大器放大后作为输出信号输出。
　　4.3 电气防火探测控制器：此器件设于现场配电屏、柜及箱内。它是含有自主判定能力电流探测、剩下电流探测控制装置。其关键部分是由高性能单片机及其外围电路组成，能够对所监控供电线路进行连续不间断监测，并把测到数据以一定数学模型进行比较和计算，以决定是否报警或断开空气断路器，同时，它还含有在每个操作后全部要立即经过总线向集中控制器传输信息，并在集中控制器中存放，探测控制器还含有修改报警灵敏度阈值、预警阈值功效。和集中控制器联网，并应能独立工作。
　　4.4 电气防火集中控制器：它是漏电火灾报警系统关键设备。
　　4.4.1 其功效以下：
　　4.4.1.1 接收由电气防火探测控制器传输漏电电流、过电流信号，发出声光信号报警[其音响器件中心1米处声压级（A计权）应不低于70dB]，正确报出故障线路地址，监视故障点改变。
　　4.4.1.2 储存多种故障和操作方法信号，信号存放时间不应少于12个月。
　　4.4.1.3 依据实际情况及软件设定要求，切断漏电线路上电源，并显示其状态。
　　4.4.1.4 显示系统电源状态。
　　4.4.1.5 含有友好人机语言交互界面。
　　4.4.16 操作明了、简便。
　　4.4.1.7 含有打印、联网功效。
　　4.4.2 集中控制器宜设于有电气维护人员值班场所，比如，变电所值班室、电工值班室等等。
　　4.5 系统供电：系统供电负荷等级应按消防电源或按建筑物内最高负荷等级进行确定，同时，应设置独立直流装置供电系统，并应设置备用蓄电池，其蓄电池连续供电时间不宜小于8小时。
　　4.6 系统接地：采取专用接地装置时，接地电阻不应大于4Ω ；采取共用接地装置时，接地电阻不应大于1Ω。
　　5. 漏电火灾报警系统和火灾自动报警系统
　　漏电火灾报警系统是属于防火报警范围之内，故笔者认为其漏电报警信号、动作信号应在火灾自动报警系统中有显示，且火灾自动报警系统也可依据现场实际情况对其实施远程切断负载电源控制。这么，对漏电火灾实施了双重报警、双重控制，大大提升了对漏电火灾监测和控制可靠性和保护性，其两套系统相关联示意图见图5

6. 结束语
　　总而言之，漏电火灾报警系统能正确监控电气线路故障和异常状态，能发觉电气火灾火灾隐患，立即报警提醒人员去消除这些隐患。但漏电火灾报警系统现处于刚刚起步阶段，现有市场上产品或多或少存在部分和规范、设计、使用过程中不相适应等问题，但伴随技术不停进步，笔者认为这些问题会得到很快处理，愈加好地为国家和人民生命财产安全保驾护航。