漏电报警系统在电气火灾防范中的应用:漏电火灾报警主机

　　摘要：针对现行建筑设计防火规范的有关条文提出了不同的观点。并就工程中如何更合理地使用剩余电流保护装置防范电气火灾进行了重点论述。最后指出, 剩余电流保护装置在防范接地故障引起的电气火灾中具有重要的作用。
　　关键词：电气火灾; 短路; 接地故障; 剩余电流; 分级保护; 国家标准;
　　引 言
　　电气火灾是指由于电气故障引发的火灾事故, 其中又以接地故障引起的电气火灾最为多发。因此, 对接地故障进行有效防范是预防电气火灾的重要技术手段。接地故障是指带电导体与大地之间直接或间接接触而形成电气通路, 是发生几率很高的一种电气故障。如果不能及时排除故障, 甚至有起火的危险。
　　接地故障电流的大小取决于故障回路的阻抗。当故障点在高温的作用下熔焊成一体时, 其接触电阻几乎可以忽略, 从而形成完全短路 (即金属性短路 ), 其短路电流远大于线路额定载流量。另一种现象是,故障点在高温的作用下熔化成团, 收缩并脱离接触时产生电弧, 从而形成电弧性短路 (又称不完全短路 )。不同于前述金属性短路, 电弧性短路由于电弧本身的高阻抗, 而限制了其短路电流, 无法使故障回路的过电流防护电器及时动作, 电弧因而得以持续, 即便几安培的电弧, 当热量释放在几平方毫米的位置上时, 其局部温度也可高达上千摄氏度, 能迅速引燃近旁可燃物。
　　国家标准 GB 13955- 2005《剩余电流动作保护装置安装和运行》第 44条规定, “ 低压供用电系统中为了缩小发生人身电击事故和接地故障切断电源时引起的停电范围, 剩余电流保护装置应采用分级保护”。第441条规定,“分级保护方式的选择应根据用电负荷和线路具体情况的需要, 一般可分为两级或三级保护。在实际工程中,图中末级保护采用 G型 (瞬时动作型 ) RCD, 用于防人身间接电击保护, 安装在线路末端; 第二级保护采用 S型 (低灵敏度延时动作型 ) RCD, 用于防范接地故障引起的电气火灾, 安装在分支线首端, 同时可作为末级 RCD防间接接触电击的后备保护。第一级保护采用 S型 RCD或剩余电流动作继电器, 安装在电源总进线端, 用于对整个建筑物内电气装置及低压配电系统的接地故障进行监控及防护, 并有效防范接地故障引起的电气火灾。
　　
　　图 1 低压配电系统多级 RCD 设置( b) 三级 RCD
　　据系统规模选择300mA 或500 mA, 可作用于报警或切断电源; 图 1( b)用于中大规模的配电系统, 第一级 RCD用于对整个低压配电系统特别是干线的接地故障进行监控。为避免切断进线开关引起大面积的停电, 同时由于干线发生接地故障的几率低, 即使发生故障也不容易蔓延, 而且非专业人员也少有机会接触, 故建议其作用于报警, 其动作电流值可以大于 500 mA。
　　3 关于现行建筑设计防火规范有关条文的分析
　　⑴、《高规 》和《建规 》规定了特定场所宜安装 “漏电火灾报警系统 ”。首先,“漏电 ”一词非规范用语, 正确的名称为“剩余电流 ”; 其次,“ 漏电火灾报警系统”在GB 13955-2005中的名称为“ 剩余电流动作电气火灾监控系统”, 只是剩余电流动作保护装置的其中一种形式而已。换言之,利用剩余电流动作保护装置防范电气火灾有多种解决方案。令人不解的是, 作为国标的建筑设计防火规范, 为何要排除其他的选项而选择造价高、功能繁杂且不易维护管理的方案。而且,“火灾报警系统”是指系统探测到火情后发出报警, 与剩余电流动作保护装置旨在从根本上排除起火源的初衷大相径庭。因此, 如果将“ 漏电火灾报警系统”一词表述为“ 防范电气火灾的剩余电流动作保护装置 ”可能更严谨。
　　⑵、《高规》和《建规》相关条文解释都引用了日本 1978年颁布的《内线规程》JEA C8001-1978第 190条, 说明了设置 “漏电火灾报警系统”的必要性, 并规定了需设置剩余电流保护装置的特定场所, 如火灾危险性大、 人员密集等重要的公共建筑, 而忽略了 《内线规程》要求的如旅馆、公寓、学校、幼儿园等需要重点防范的场所。事实上, 按《内线规程》要求, 大多数建筑物都要设置防电气火灾用剩余电流保护装置, 而且其侧重点是在建筑物户外电源进线上安装作用于报警的剩余电流保护装置, 简单易行。这与 GB 13955-2005第445条“企事业单位的建筑物和住宅应采用分级保护, 电源端的剩余电流保护装置应满足防接地故障引起电气火灾的要求”是一致的,也就是说, 利用 RCD防范电气火灾应该成为低压配电系统的一项基本配置。
　　⑶、GB 13955-2005中全部技术内容均为强制性要求, 而《高规》和《建规》虽然也是强制性国家标准, 但其中有关剩余电流保护装置的要求则是建议性的, 这也造成了标准执行过程中的混乱, 不同地区甚至不同部门之间执行标准的尺度都不统一。诸如此类问题的存在, 使得《高规》和《建规》有关条文缺乏可操作性, 也造成工程设计的混乱和建设投资的浪费, 以至于遭到有些建设单位的抵制, 失去了它应有的权威性和严肃性, 希望能引起有关部门的重视。
　　4 结 语
　　剩余电流动作保护装置 RCD在防范接地故障引起的电气火灾中起着重要的作用, 但前提是要进行合理的设计、选型、 配置, 后期的施工、安装, 接线应严格合乎规程, 运行、管理和维护也必须建立相应的制度。需要指出的是, 采用 RCD防范电气火灾还存在局限性, 毕竟其只适用于线路中带电导体对地故障引起的火灾。接地故障只是电气故障的一种, 其他如带电导体间短路、导线连接不良及电气装置布置安装不当等引起的电气故障也可诱发起火, 有些故障甚至至今还无法完全防范, 如当电弧发生在带电导体之间时, RCD是无能为力的。因此, 作为一种后备保护, RCD不能取代其他的防火措施, 电气火灾需要进行综合防范。
　　【参 考 文 献】
　　[ 1] 建筑设计防火规范.中国建筑工业出版社，2006
　　[ 2] 高层民用建筑设计防火规范.中国计划出版社，2005
　　[ 3] 王厚余. 低压电气装置的设计安装和检验 [M ]. 2版. 北京: 中国电力出版社, 2007.
　　[ 4] Klaus K o sack. 低压开关电器和开关设备手册 [M ].胡明忠, 胡沫非, 译. 北京: 机械工业出版社, 1999.