電氣火災(zāi)的原因及漏電報警系統(tǒng)的分析探討

曾國新

近年來，電氣火災(zāi)事故居高不下，造成大量人身傷亡和經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)損失，電氣火災(zāi)已成為一種災(zāi)難性危害。因此在分析引發(fā)電氣火災(zāi)的原因的基礎(chǔ)上，采取有效的技術(shù)防范措施，以遏制電氣火災(zāi)的上升勢頭，是減少進(jìn)而消滅電氣火災(zāi)的根本途徑。

1 引發(fā)電氣火災(zāi)的主要原因

電氣火災(zāi)[1]就是指用電設(shè)備、電氣線路、接地電弧、雷擊、靜電等電的熱效應(yīng)導(dǎo)致電器設(shè)備內(nèi)部、電氣線路、周邊可燃物起火引發(fā)的火災(zāi)。經(jīng)對大量電氣火災(zāi)實例的分析，筆者認(rèn)為發(fā)生電氣火災(zāi)的主要原因如下:1)電力設(shè)備陳舊、老化:線路絕緣老化引發(fā)火災(zāi)事故是發(fā)生電氣火災(zāi)的非常重要的原因。2)超負(fù)荷:由于許多低壓配電設(shè)備不具備保護(hù)功能或沒有配保護(hù)原件，在過負(fù)荷運行時，導(dǎo)體的發(fā)熱經(jīng)長時間的積累，使溫度達(dá)到設(shè)備絕緣性能的危險溫度，最后引起設(shè)備中線路的短接而產(chǎn)生火花導(dǎo)致電氣火災(zāi)的發(fā)生。3)短路:導(dǎo)線短路時，因有大量電流流過而使導(dǎo)體瞬間發(fā)熱(保護(hù)裝置來不及動作或沒有可靠動作)，使導(dǎo)體產(chǎn)生熱量迅速達(dá)到著火點，引發(fā)電氣火災(zāi)。4)漏電:漏電是引起電氣火災(zāi)的重要原因之一，而且極具隱蔽性。使用電器介電強(qiáng)度不夠、電線絕緣材料性能不好、電力施工不規(guī)范導(dǎo)致連接點不實等，都容易發(fā)生漏電。另外由于電力設(shè)備長時間運行，其絕緣材料的性能下降是不能逆轉(zhuǎn)的，隨著用電線路負(fù)荷運行，漏電電流會逐漸加大，造成漏電打火引燃周圍可燃物引發(fā)電氣火災(zāi)。5)接地故障:當(dāng)線路設(shè)備發(fā)生接地故障時，容易引起電弧性短路故障點阻抗較大。它的短路電流并不大，斷路器難以動作，從而使電弧持續(xù)存在。經(jīng)試驗，0.5 A的電流產(chǎn)生的電弧溫度即可高達(dá)2 000℃～3 000℃，足以引燃任何可燃物，而且電弧的維持電壓低至20 V時仍可使電弧連續(xù)穩(wěn)壓存在，難以熄滅。這種短路電弧極易成為電氣火災(zāi)的點火源，因此，接地電弧性短路是最危險且多發(fā)的電氣火災(zāi)起因。6)接觸不良:由于施工工藝不規(guī)范和施工人員施工水平低下，導(dǎo)致部分連接點接觸不良、接觸電阻加大，當(dāng)電流長時間通過連接點，使連接點熱量累積，達(dá)到絕緣性能極限時，容易產(chǎn)生火花使線路起火引發(fā)電氣火災(zāi)。7)諧波:諧波的產(chǎn)生會導(dǎo)致效率降低，增加損耗，從而引起過熱，使絕緣介質(zhì)老化加速，導(dǎo)致絕緣損壞，引起電氣設(shè)備及配電線路過載導(dǎo)致短路，引發(fā)電氣火災(zāi)。8)其他原因:雷擊、靜電等自然災(zāi)害引發(fā)的電氣火災(zāi)。

2 漏電報警系統(tǒng)

通過上述對引發(fā)電氣火災(zāi)的原因分析，不難得出引發(fā)電氣火災(zāi)的原因。因此，必須設(shè)置一種有效的防范火災(zāi)的有效措施，準(zhǔn)確實時監(jiān)控電氣線路的故障和異常狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)的隱患，提醒有關(guān)人員去消除這些隱患，避免電氣火災(zāi)的發(fā)生，無疑是防止電氣火災(zāi)的一個有力措施。其中漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)就是一種有效的防范措施。

2.1 漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)概況

GB 14287-2005對漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)作了明確的定義:用檢測剩余電流的互感器，剩余電流探測器、報警器或控制器構(gòu)成的電氣火災(zāi)實時檢測并實施報警或切斷電源的裝置。漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)由若干臺剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備等組成。剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器將采集漏電電流、過電流等信號，由單片機(jī)實時檢測控制保護(hù)。電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備是接收來自于剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的報警信號，顯示故障地址，語音報警，故障記錄存儲、查詢、打印等功能。

漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)中的“漏電”解釋實際上已與我們傳統(tǒng)理解的大不一樣，在相關(guān)規(guī)范中準(zhǔn)確地說應(yīng)該稱之為“剩余電流”，剩余電流比漏電電流含義更廣，它包含了電器式線路絕緣損傷流入大地的故障接地電流、對地電容電流、諧波分量電流及電器設(shè)備和線路正常運行時對地的泄漏電流。

傳統(tǒng)的漏電斷路器的主要作用是保護(hù)人身安全，它在用電線路泄漏電流超過人身安全值時立刻切斷電流，它無法探知電路的泄露電流大小，無法了解電路絕緣狀態(tài)的變化，也就無法對電氣火災(zāi)做出預(yù)報，基于電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的定義，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的任務(wù)僅在于防范電氣火災(zāi)，與GB 16917-1997規(guī)范的RCBO(剩余電流動作斷路器，即漏電開關(guān))在防護(hù)功能、技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)要求等方面有很大區(qū)別。RCBO更側(cè)重于人身安全的防護(hù)。兩者應(yīng)配合使用，但不能互相替代。這就是為什么供電線路有三級保護(hù)卻仍然頻頻發(fā)生電氣火災(zāi)的原因，因此要科學(xué)地加裝漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)。

2.2 漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計

1)漏電保護(hù)在一般住宅樓中的裝設(shè)。一般住宅樓供電以三相進(jìn)線，單相配電者居多，三相正常泄漏電一般是不平衡的，裝設(shè)在主斷路器處的三相式漏電斷路器或漏電保護(hù)裝置不可能監(jiān)控每相漏電電流的實際變化，因此建議采取以下方案:a.每個單元設(shè)置一個電表箱(或總配電箱)，其箱內(nèi)每個用戶出線處裝設(shè)單相兩極的RCD，這樣，用戶的配電線路和設(shè)備均在漏電斷路器的保護(hù)范圍內(nèi)，平時可檢測到每戶漏電電流的變化情況，事故時也反映真實的全部漏電電流，到達(dá)設(shè)定值時發(fā)出信號，不脫扣跳閘。b.在總進(jìn)線處裝設(shè)具有三個獨立的電流互感器或三個單相的漏電斷路器，分別裝設(shè)在每個相線上，并且每相的“N”線必須通過各自的電流互感器。本方案可直接監(jiān)控每個相的正常漏電情況，只要其中一相有事故，即可發(fā)出預(yù)告警信號，停電范圍比前方案稍大一些，但投資小，檢查亦比較方便。

2)漏電保護(hù)在高層建筑中的裝設(shè)。高層建筑一般采用干線式供電，干線采用母線槽或分支電纜，電能通過干線和層配電箱，送到各層的用電點，如該層沒有火災(zāi)危險性存在的用戶、人員密集的區(qū)域和重要的房間，三根相線的正常泄漏電流相對來說亦較小，而且基本上是平衡的，則可在每層總配電箱的總開關(guān)處安裝三相漏電保護(hù)裝置;如層內(nèi)除一般的用戶以外，還有火災(zāi)危險性較大的場所或重要的房間，如娛樂場所、網(wǎng)吧、重要的檔案庫等，需要隨時監(jiān)視正常泄漏電流的變化情況，則應(yīng)在層總配電箱內(nèi)裝設(shè)單相漏電保護(hù)裝置。高層建筑中的用電設(shè)備，除由干線供電外，還有直接從變電所或總配電站用放射式供電的用戶，如消防設(shè)備、電梯、水泵等，這些用戶大多是三相用電設(shè)備，還有個別的單相用電設(shè)備，可根據(jù)用電設(shè)備的重要性，在供電始端裝設(shè)三相或單相漏電保護(hù)裝置。但應(yīng)注意，一旦漏電保護(hù)裝置切斷電源時，會造成事故或重大經(jīng)濟(jì)損失的電氣裝置或場所(如消防用電)應(yīng)裝設(shè)動作于信號的漏電保護(hù)裝置，將信號發(fā)給消防值班室，由值班人員視情況采用手動方式處理，確保了重要設(shè)備供電的不間斷性和用電的安全性。

3 結(jié)語

電氣火災(zāi)已形成一種災(zāi)難性危害，其有效預(yù)防已刻不容緩，預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生已成為關(guān)系國際民生的問題，采取設(shè)置漏電報警系統(tǒng)是防止電氣火災(zāi)的有效預(yù)防措施，是火災(zāi)自動報警的預(yù)報警系統(tǒng)，又屬于供配電系統(tǒng)電氣故障的監(jiān)控范圍。

[1] 呂俊霞.電氣火災(zāi)的隱患及預(yù)防措施[J].電氣工程，2009(4):55-56.

[2] GB 50045-2005，高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范[S].

[3] 趙培仁.淺析家庭裝修消防不安全因素及對策[J].山西建筑，2008，34(27):213-214.