小微電流配電電氣火災(zāi)案例及分析

王英紅

河北瑞泰消防工程有限公司 河北唐山 063000

近年來，電氣火災(zāi)發(fā)生率居高不下，行業(yè)各方都采取了很多措施，其中之一就是安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。隨著電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛使用，不同區(qū)域的市場(chǎng)上對(duì)該系統(tǒng)的各類反應(yīng)都顯露了出來，一時(shí)間各種論調(diào)、各種觀點(diǎn)紛紛而出，眾說紛紜。有人說電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)不適合中國國情；有人說該系統(tǒng)不能用；還有人說做該系統(tǒng)干脆就是個(gè)錯(cuò)誤。當(dāng)然也有相當(dāng)多的人說，該系統(tǒng)在認(rèn)真設(shè)計(jì)、認(rèn)真安裝之后，應(yīng)用效果非常好。針對(duì)社會(huì)上種種說法，筆者根據(jù)對(duì)該系統(tǒng)多年的應(yīng)用情況匯總和最新研究成果，提出電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)用中的幾點(diǎn)看法。

1 通常使用分級(jí)保護(hù)的原則

①一級(jí)保護(hù)的放射式回路的出線端或下端設(shè)備的進(jìn)線端安裝監(jiān)控探測(cè)器來檢測(cè)泄漏電流情況，樹干式回路的出線端安裝監(jiān)控探測(cè)器采樣其各分支回路泄漏電流情況，提供監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。②二級(jí)保護(hù)中，所有開關(guān)處都要設(shè)置安裝剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，即在線路的電源端（第一級(jí)保護(hù)）和分支首端（第二級(jí)也稱為末端保護(hù)）都要安裝剩余電流探測(cè)器，并接入電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，只作火災(zāi)監(jiān)控報(bào)警用。③第三級(jí)（即末端保護(hù)）開關(guān)處應(yīng)設(shè)置剩余電流探測(cè)器及動(dòng)作保護(hù)裝置，但不接入電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，目的為的是防止人身觸電[1]。

2 小/微電流工況下的火災(zāi)案例分析

電氣火災(zāi)發(fā)生的原因主要有：一是短路，一般有金屬性短路和電弧性短路兩種，導(dǎo)線的絕緣體破損后，相-相線間或相-零線間接觸，導(dǎo)致電流突然增大；二是過負(fù)荷，線路實(shí)際負(fù)荷超過其額定值，發(fā)熱量大、溫度升高，加快絕緣材料的老化變質(zhì)，最終損壞或被擊穿后導(dǎo)致短路；三是接觸不良，引起接觸電阻過大進(jìn)而發(fā)熱，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致串聯(lián)故障電弧，電弧產(chǎn)生的溫度甚至高達(dá)幾千度；四是漏電，絕緣材料失效造成電流外泄，隨著絕緣電阻的減小漏電電流逐漸增大，產(chǎn)生高溫、漏電電弧或電火花[2]。上述機(jī)理能合理解釋大電流情況下發(fā)生的電氣火災(zāi)，但對(duì)一些小/微電流場(chǎng)景的火災(zāi)案例，卻不能給出讓人信服的解釋。

3 剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的用途與設(shè)置

剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器主要用于監(jiān)控配電線路的正常工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路中出現(xiàn)的故障和火災(zāi)隱患。配電線路及其線路中的用電設(shè)備，由于老化、破損、進(jìn)水、不規(guī)范施工導(dǎo)致的絕緣下降等等問題出現(xiàn)時(shí)，都會(huì)引起整個(gè)線路中剩余電流的增大，在探測(cè)器報(bào)警后，及時(shí)排查故障，自然可以減少電氣火災(zāi)發(fā)生幾率。根據(jù)該類探測(cè)器的使用目的，可以確定其設(shè)置原則和安裝位置，根據(jù)被保護(hù)線路的自然泄漏電流情況確定其保護(hù)范圍，應(yīng)盡量發(fā)揮其作用，使其保護(hù)的范圍盡量大，減少探測(cè)器的使用數(shù)量[3]。即，如果一級(jí)配電處符合設(shè)置要求，就沒必要設(shè)置到二級(jí)配電處。線路中純阻性漏電流可以認(rèn)為是由于絕緣降低產(chǎn)生的泄漏電流?？梢岳米栊噪娏鞣蛛x技術(shù)從剩余電流中準(zhǔn)確分離出代表絕緣性能的“阻性分量漏電電流”Ior，濾除線路及設(shè)備引起的“容性分量泄漏電流”Ioc，探測(cè)器檢測(cè)配電線路的純阻性漏電電流并實(shí)施漏電報(bào)警，使檢測(cè)精度和報(bào)警可靠性得到大幅提高，從而成為另一種“在線絕緣監(jiān)測(cè)式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器”，實(shí)現(xiàn)配電線路實(shí)時(shí)與在線絕緣電阻探測(cè)的目的。

4 小/微電流工況電氣試驗(yàn)平臺(tái)

傳統(tǒng)的電氣火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)漏電流和線路接頭溫度，主要存在以下弊端：漏電流因誤報(bào)太多導(dǎo)致實(shí)用性不夠；對(duì)測(cè)溫而言，電氣火災(zāi)發(fā)生的部位可能是線路的某一段，也可能是用電設(shè)備，存在測(cè)溫點(diǎn)與著火點(diǎn)不一致的問題。因此，對(duì)小/微電流工況下電氣火災(zāi)的監(jiān)測(cè)與預(yù)警無能為力。對(duì)于低壓供電系統(tǒng)過電壓大多由諧振引起，且持續(xù)時(shí)間較長，如果沒有外部因素介入，諧振將一直持續(xù)，直到最薄弱點(diǎn)的絕緣被擊穿，造成線路或設(shè)備故障。為驗(yàn)證上述推論，搭建了小/微電流工況下的火災(zāi)試驗(yàn)平臺(tái)，如圖1所示。負(fù)載為一臺(tái)具備搖頭功能的700W電烘器，通過微斷與銅棒、碳棒串聯(lián)在線路上，調(diào)節(jié)旋鈕使銅棒與碳棒的接觸點(diǎn)處于虛接狀態(tài)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器模擬線路過電壓。試驗(yàn)時(shí)，電烘器處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)電壓上調(diào)到236.578V時(shí)，在虛接處出現(xiàn)電火花閃爍，此時(shí)實(shí)測(cè)基波電流為0.018A。該試驗(yàn)表明：即使供電線路負(fù)載全部關(guān)閉，只要有足夠高的電壓且線路有薄弱點(diǎn)，就存在發(fā)生電氣火災(zāi)的可能?；谏鲜鰴C(jī)理開發(fā)了一套新型電氣火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)線路隱患點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與定位。

5 結(jié)語

①傳統(tǒng)的電氣火災(zāi)機(jī)理，難以解釋小/微電流工況下的電氣火災(zāi)。②在無功過補(bǔ)的情況下，當(dāng)用戶線路存在薄弱點(diǎn)時(shí)，如果線路諧振，可能會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生。③研究電網(wǎng)無功過補(bǔ)償造成的用戶電氣設(shè)備過電壓、過電流，可減少配電火災(zāi)發(fā)生。