漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

【摘要】本文概述了漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的組成和工作原理，并結(jié)合有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和安裝使用標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)這一新型電氣防火系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】漏電火災(zāi)報(bào)警   電氣火災(zāi)監(jiān)控   剩余電流

近年來(lái)電氣火災(zāi)事故居高不下，從1978年至2001年發(fā)生在我國(guó)主要城市的火災(zāi)中，電氣火災(zāi)從占火災(zāi)總量的5.7% 上升到27.9% ，電氣火災(zāi)的數(shù)量約占特大火災(zāi)總量的50% ～80% 。每年火災(zāi)造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失巨大，以2005年《中國(guó)消防年鑒》公布的數(shù)據(jù)顯示，電氣火災(zāi)次數(shù)占總火災(zāi)的20.6% ，電氣火災(zāi)直接損失為4.81億元，占總火災(zāi)損失的42.3% ；由電氣火災(zāi)引起的特大火災(zāi)的直接損失占總特大火災(zāi)的74% ，預(yù)防和有效遏制電氣火災(zāi)的任務(wù)已經(jīng)迫在眉睫！國(guó)家有關(guān)部門相繼制訂或修改了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，要求在建筑中設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)?？梢哉f(shuō)，預(yù)防建筑電氣火災(zāi)是今后有關(guān)場(chǎng)所電氣設(shè)計(jì)中的一個(gè)相當(dāng)重要的方面。

一、漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的定義

漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是一種基于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的數(shù)字化監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)監(jiān)控終端電氣故障，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳遠(yuǎn)控和報(bào)警顯示的功能的監(jiān)控系統(tǒng)?！奥╇姟痹趪?guó)際上的通用術(shù)語(yǔ)是“剩余電流”，其它有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也稱之為“剩余電流”，2005年12月1日國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的安裝和運(yùn)行》G B13955-2005實(shí)施后，統(tǒng)一稱“漏電”為“剩余電流”。根據(jù)2006年6月1日實(shí)施的《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》GB14287-2005規(guī)定：電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要包括剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)和測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。因此，《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》G B50045（2005版）中有關(guān)條文要求設(shè)置的漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)就是G B13955定義的“剩余電流動(dòng)作電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)”，也就是由G B14287.２-2005規(guī)定的剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器構(gòu)成的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)組成及工作原理

漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)主要由監(jiān)測(cè)剩余電流的互感器、剩余電流探測(cè)器、報(bào)警器或控制器構(gòu)成的電氣火災(zāi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并實(shí)施報(bào)警或切斷電源的裝置。漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)分為執(zhí)行硬件系統(tǒng)和軟件支持系統(tǒng)兩部分。 

在正常情況下，電路中沒(méi)有發(fā)生設(shè)備漏電或接地故障時(shí)，電流通過(guò)檢測(cè)剩余電流互感器電路的電流矢量和等于零，即I + I + I + I = 0；則電流I 、I 、I 和I 在電流互感器中產(chǎn)生磁通的矢量和等于零，即F+F + F + F = 0；這樣在電流互感器的二次線圈中沒(méi)有感應(yīng)電壓輸出，因此剩余電流保護(hù)裝置保持正常供電。當(dāng)電路中發(fā)生設(shè)備漏電、故障接地時(shí)，通過(guò)設(shè)備接地電阻RA有一個(gè)接地電流IN 流過(guò)，則通過(guò)互感器電流的矢量和不等于零，為I + I + I + I≠0 ；剩余電流互感器中產(chǎn)生磁通矢量和也不等于零，即F+ F +F + F ≠0?；ジ衅鞫位芈分杏幸粋€(gè)感應(yīng)電壓輸出，通過(guò)報(bào)警總線傳輸至報(bào)警控制器，當(dāng)接地故障電流達(dá)到額定值時(shí)，脫扣線圈中的電流足以推動(dòng)脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，使主開關(guān)斷開電路，同時(shí)使報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

三、漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.設(shè)計(jì)依據(jù)

《高規(guī)》9.5.2條要求漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)具有下列功能：①探測(cè)漏電電流、過(guò)電流等信號(hào)，發(fā)出聲光信號(hào)報(bào)警，準(zhǔn)確報(bào)出故障線路地址，監(jiān)視故障點(diǎn)的變化；②儲(chǔ)存各種故障和操作試驗(yàn)信號(hào)，信號(hào)存儲(chǔ)時(shí)間不應(yīng)少于12個(gè)月；③切斷漏電線路上的電源，并顯示其狀態(tài)；④顯示系統(tǒng)電源狀態(tài)。具體應(yīng)如何達(dá)到這些功能目前尚未有專業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)范。因此，造成設(shè)計(jì)人員憑自己的理解執(zhí)行，五花八門，勢(shì)必影響到漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)工程的順利施工和運(yùn)行，影響其電氣火災(zāi)監(jiān)控功能的正常發(fā)揮。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，制定專門的漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工驗(yàn)收規(guī)范是有必要的，或?qū)⒂嘘P(guān)內(nèi)容加入到《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》中。筆者認(rèn)為，目前可以參考以下標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：

（1）《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》G B50045－2005

（2）《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（報(bào)批稿2010）

（3）《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的安裝和運(yùn)行》G B13955-2005

（4）《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》G B14287-2005

（5）《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法》（暫行）

2、設(shè)置范圍

目前，漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)置范圍主要依據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》G B50045－2005局部修訂條文：9.5.1高層建筑內(nèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性大、人員密集等場(chǎng)所宜設(shè)置漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。此外，將在2006年12月1日頒布實(shí)施的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》11.2.7條也要求下列建筑宜設(shè)漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)：

①按一級(jí)負(fù)荷供電且建筑高度大于50.0m 的乙、丙類廠房和丙類倉(cāng)庫(kù)；

②按二級(jí)負(fù)荷供電且室外消防用水量大于30L/s的廠房（倉(cāng)庫(kù)）；

③按二級(jí)負(fù)荷供電的劇院、電影院、商店、展覽館、廣播電視樓、電信樓、財(cái)貿(mào)金融樓和室外消防用水量大于25L/s的其他公共建筑；

④國(guó)家級(jí)文物保護(hù)單位的重點(diǎn)磚木或木結(jié)構(gòu)的古建筑；

⑤按一、二級(jí)負(fù)荷供電的消防用電設(shè)備。

漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)該是一個(gè)聯(lián)網(wǎng)的整體裝置，是一個(gè)完整系統(tǒng)，是對(duì)應(yīng)GB 14287-2005標(biāo)準(zhǔn)的要求，而不是以往分散設(shè)置的單個(gè)漏電流報(bào)警器或傳統(tǒng)漏電開關(guān)可以勝任的，許多電氣設(shè)計(jì)人員往往有此錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。

3、系統(tǒng)的分級(jí)與探測(cè)器的合理布置

根據(jù)國(guó)標(biāo)《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的安裝和運(yùn)行》G B13955-2005要求剩余電流保護(hù)裝置應(yīng)采用分級(jí)保護(hù)，并指出一般可分為二級(jí)或三級(jí)保護(hù)。漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)一般只起報(bào)警作用與剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置是互補(bǔ)關(guān)系。漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的安裝，應(yīng)對(duì)建筑物內(nèi)防火區(qū)域做出合理的分布設(shè)計(jì)，確定適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)范圍、預(yù)定的剩余電流動(dòng)作值和動(dòng)作時(shí)間。漏電報(bào)警探測(cè)器不必要在所有的回路上都進(jìn)行監(jiān)控。具體探測(cè)器的設(shè)置場(chǎng)所應(yīng)根據(jù)建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)性的等級(jí)進(jìn)行確定（建議參考《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》）。一般情況下，可以參照《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法》（暫行）執(zhí)行，建議按下表規(guī)定進(jìn)行布置：

4、剩余動(dòng)作電流值的設(shè)定

按照國(guó)標(biāo)G B14287.2-2005的規(guī)定：探測(cè)器報(bào)警值不應(yīng)小于20m A ，不應(yīng)大于1000m A ，且探測(cè)器報(bào)警值應(yīng)在報(bào)警設(shè)定值的80% -100% 之間。根據(jù)此項(xiàng)要求，一般把把總進(jìn)線處的剩余電流定為800m A，二級(jí)開關(guān)400m A，三級(jí)開關(guān)200m A，或按照額定工作電流值的千分之一作為額定剩余電流動(dòng)作。但設(shè)置剩余動(dòng)作電流值應(yīng)考慮正常運(yùn)行時(shí)的最大泄漏電流，剩余動(dòng)作電流值應(yīng)不小于被保護(hù)電氣線路和設(shè)備的正常運(yùn)行時(shí)泄漏電流最大值的2倍。

四、設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

1、設(shè)計(jì)時(shí)首先應(yīng)對(duì)被控配電系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)有一個(gè)比較清晰的了解，研究有關(guān)被控配電線路的相關(guān)圖紙，并將建筑電氣的分布情況調(diào)查清楚，確定配電設(shè)備（配電箱、盤、柜）的位置，把每一個(gè)探測(cè)控制器分配到相應(yīng)的配電設(shè)備上，根據(jù)實(shí)際情況確定控制探測(cè)器數(shù)量配置。

2、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)警信號(hào)應(yīng)設(shè)在消防控制室或有人值班的場(chǎng)所。

3、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可自成系統(tǒng)，當(dāng)并入火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)采用獨(dú)立顯示器。

4、重要線路，包括消防、安防、應(yīng)急電源、通道照明線路及不容許停電的重要場(chǎng)所，根據(jù)G B 139554.6規(guī)定，應(yīng)安裝純報(bào)警式剩余電流探測(cè)報(bào)警器，報(bào)警但不切斷電源（不控制脫扣），既保證了用電安全又保證了供電的不間斷性。

5、《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》G B 50045-2005的 9.1.1條要求，漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)按照消防用電的規(guī)定執(zhí)行。因此，無(wú)論消防中心設(shè)置的集中控制器，還是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器都要按照消防用電的規(guī)定執(zhí)行，接入消防用電。

五、結(jié)束語(yǔ)

目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的產(chǎn)品就報(bào)警信號(hào)、聯(lián)動(dòng)控制的方式類似于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)可作為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的一個(gè)為子系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的強(qiáng)弱電優(yōu)化結(jié)合，構(gòu)成完善的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。