隨著我國人民生活水平的不斷提高,用電量不斷增加,但電氣火災也隨之劇增,從而也給國家經濟和人民生命財產造成巨大損失。據《中國火災統計年鑒》統計,自1993年—2002年全國范圍內共發生電氣火災203780起,占火災總數近30%,電氣火災造成人身傷亡的數字也是驚人的,僅2000—2002年,就造成3215人的傷亡。特別是在重、特大火災中,電氣火災所占比例更大。
日本1978年在其《內線規程》(JEAC8001—1978)第190條明確要求建筑面積在150㎡以上的旅館、飯店、公寓、集體宿舍、家庭公寓、公共住宅、公共浴室等地必須安裝能自動報警的漏電火災報警器。此規程為日本電氣火災的控制起了重要作用,電氣火災只占火災的2%~3%(其人均用電量為我國的8倍)。IEC國際電工委員會1200—53 1994—10中594.4條明確要求采用二級或三級剩余電流保護裝置,防止由于漏電引起的電氣火災和人身觸電事故。我國20世紀90年代開始在一些電氣規范中對接地故障火災作出防范規定。例如《剩余電流保護裝置安裝和運行》(GB13955)、《低壓配電設計規范》(GB50054)、《住宅設計規范》(GB50096)、《民用建筑電氣設計規范》(JGT/T16)。
以2005年為例,十大火災中死亡人數最多的兩起吉林省遼源市中心醫院特大火災、汕頭華南賓館特大火災,均為電氣火災,有關專家積極呼吁盡快采取有效的技術防范措施,遏制電氣火災的上升勢頭,引起有關部門的高度重視,相繼制訂或修改了有關標準規范,要求在建筑中設置漏電火災報警系統。《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95(2005版)局部修訂條文9.5.1條、強制性國標《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》GB13955-2005都強調了剩余電流動作保護裝置在防止因接地故障而引起的電氣火災的防護作用,要求在建筑物內安裝剩余電流動作火災監控系統。預防建筑電氣火災,設置漏電火災報警系統的國家標準和規范已經基本齊全(還有有關的其他規范正在報批中),今后有關場所設計、應用漏電火災報警系統將越來越多。漏電火災報警系統屬于新型報警設備,根據2005年11月發布的“高規”修訂條文要求,并結合漏電火災報警系統有關產品標準和安裝使用標準的升級,針對目前,工程中設計、安裝漏電火災報警系統尚無統一規定,這一新型電氣防火裝置遇到的新問題,進行統一規范。
一、漏電火災報警系統的功能定義
(一)應具有檢測過電流、漏電電流、過電壓、欠電壓等信號,發出聲光報警,準確顯示其故障狀態,并動作切斷電源。
(二)可監視各故障點的變化,各故障點應能自動記錄當前狀態。
(三)儲存各種故障和操作試驗信號,信號存儲時間不應少于12個月。
(四)顯示系統電源狀態。
(五)應采用總線制方式,實現“遙調、遙測、遙控、遙訊”,通信距離1.2Km以上、總線可采用1平方毫米銅芯導線。
(六)各故障點應具有可現場地址編碼功能
(七)監控主機應采用工業控制機或與火災報警系統共用一臺監控主機
二、漏電火災報警系統的設計
(一) 規范中有關設置漏電火災報警系統的相關條文
目前,漏電火災報警系統的設計主要依據《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-2005局部修訂條文:9.5.1高層建筑內火災危險性大、人員密集等場所宜設置漏電火災報警系統。
此外,報批中的新版《建筑設計防火規范》11.2.7條:商店、劇院、電影院、體育館等人員密集場所宜設置漏電火災報警系統。新制定并已在報批中的《建筑電氣火災預防要求和檢測方法》有關條文也明確要求“應在電源進線端設置自動切斷電源或報警的剩余電流動作保護器”。
規范條文用詞為“漏電火災報警系統”,表明應該是一個聯網的整體裝置,是一個完整系統,而不是以往分散設置的單個漏電報警器或傳統漏電開關可以勝任的。《高規》條文說明中,也特別強調“這些設備要采用國家消防電子產品質量監督檢驗中心檢測合格的產品,以確保質量安全”,可見并非是使用普通漏電開關就可以的,許多電氣設計人員往往有此錯誤傾向。
關于“宜”字的把握,規范用詞說明指出:表示允許稍有選擇,在條件許可時首先應這樣做。可見,“宜”原則上是首先要考慮設置的,沒有特殊情況,沒有經消防主管部門同意,是不能隨便選擇取消設置的。
(二)漏電報警器具體設計安裝位置
由于《高層民用建筑設計防火規范》是建筑設計規范,而不是漏電火災報警系統產品檢驗標準,更不是漏電火災報警系統設計、施工驗收規范,因此,條文要求比較粗,造成目前漏電火災報警系統設計、施工、驗收沒有明確標明,勢必影響到漏電火災報警系統工程的順利施工和運行,影響其漏電火災報警系統功能的正常發揮。
1.根據國標《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》GB13955-2005中,關于分級保護的規定,安裝剩余電流火災監控裝置時,應對建筑物內防火區域作出合理的分布設計,確定適當的保護范圍、預定的剩余電流動作值和動作時間,并應滿足分級保護的動作特性要求,縮小故障切斷電源時引起的停電范圍。 因此,設計時首先應對控制配電系統的相關參數有一個比較清楚的了解,研究有關控制配電線路的相關圖紙,并將建筑電氣的分布情況進行調查,確定配電設備(配電箱、盤、柜)的位置,把漏電報警器分配到相應的配電設備上,根據實際情況、如:整定電流、正常泄露電流的估算、確定漏電報警器的數量配置。為避免重復設置,分配原則如下:根據建筑用電負荷和線路具體情況,確定采用兩級或三級保護模式;一般所有的兩級開關處都要安裝漏電報警器;三級處開關是否安裝應根據負荷實際情況和建筑用途、火災危險性等實際情況確定。在確定了漏電報警器安裝位置后,應以總線方式設計、布線,總線制為四芯線,應形成獨立的系統總線,系統總線轉換成RS232或RS485串口,與PC機控制系統構成的漏電火災報警系統。總線制傳送儀和PC機控制系統應安裝在消防中心或控制值班室。
2.重要負荷:包括消防、安防、應急電源、通道照明線路及不允許斷電的重要場所,根據GB13955 4.6規定,應安裝報警式的漏電報警器,具有采集漏電電流、過電流等信號,超過設定值時,只發出聲光報警信號,但不切斷電源,同時將采集的信號,通過總線方式,傳送到控制中心,可設置手動斷電模式,既保證了用電安全又保證了供電的不間斷性。
3.設計中必須注意分級保護、避免大范圍停電的原則
為防止電氣火災,GB13955-2005強調采用分級保護時,電源端或分支線路上的剩余電流保護裝置應與末端的剩余電流保護裝置的動作特性應當協調配合,實現具有動作選擇性的分級保護,避免大面積停電。一般情況下,在電源進線端或分支主回路上,應選用低靈敏度延時型的剩余電流保護裝置。而在末端,漏電動作電流IΔn≤30mA,額定動作時間Tn<0.1s,主要用于防人身觸電保護,與漏電火災報警系統是互補關系。
建筑各樓層總進線處可安裝一臺或若干臺漏電報警器,但應根據正常泄露電流大小,正確并選擇參數適合的漏電報警器。一般總進線處的剩余電流定為200~500mA。
4.漏電火災報警系統的安裝設計方式
根據漏電火災報警系統產品的選型和工程配電系統特點,一般有以下幾種設計方式:
(1)配電箱或控制箱內部形式的安裝設計
一般用于新工程在樓層設有專門樓層配電箱或控制箱。漏電報警器直接安裝在配電箱或控制箱內部適當位置。
(2) 配電箱或控制箱(柜)外部形式的安裝設計
漏電報警器單獨做成一個箱體,將總電源通過漏電報警器,電源再接入配電箱或控制箱。
對于新舊(改造)工程的應用,漏電報警器只需將電源先引入漏電報警開關裝置后再接入配電箱或控制箱。
專門安裝漏電控制器的防火監控箱設在配電箱或控制箱附近。改造工程建議采用矩型的電流互感器,可以盡量不觸動原來配電箱(柜)的內部導線和器件布置。
(3) 配電柜成套形式的安裝設計
直接在配電箱或控制箱面板上嵌入漏電控制器,只考慮在柜內適當位置固定電流互感器(一般在主空開上端或下端),不改動配電柜內部結構,不需增加單獨的漏電控制器安裝箱,即美觀、又不占空間。應在設計中明確提出要求,在施工圖會審完畢,由配電柜成套廠考慮預留面板上嵌裝漏電控制器的開孔尺寸。
三、 漏電火災報警系統安裝中應注意以下事項
(一) 漏電火災報警系統施工主體單位
根據上述漏電火災報警系統的特點,漏電火災報警系統具有很高的獨立性,但與配電系統密不可分,納入強電系統施工比較便于協調配合。反之,實踐證明,歸入消防報警系統施工單位施工,則容易扯皮,協調配合困難,加上其對控制柜強用不熟悉,對強電導線連接、安裝位置等比較陌生,施工質量難以保證。
(二) 漏電火災報警系統的施工要求
國家標準《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》GB13955第6部分“剩余電流保護裝置的安裝”明確指出:“剩余電流保護裝置安裝應充分考慮供電方式、供電電壓、系統接地型式及保護方式。剩余電流保護裝置的形式、額定電壓、額定電流、短路分斷能力、額定剩余動作電流、分斷時間應滿足被保護線路和電氣設備的要求,在不同的系統接地形式中應正確接線”。
四、漏電火災報警系統的投入使用時,應注意以下事項:
(一)接線時,應按漏電報警器標明的電源進線端和出線端,正確接線,不得反接。
(二)安裝塑殼斷路器時,應按要求,在電弧噴出方向有足夠的飛弧距離。
(三)安裝時,必須嚴格區分N線和PE線,3P四線式或4P四線式的N線應通過漏電火災監控系統的電流互感探測器。通過漏電火災報警系統的電流互感探測器的N線,不得作為PE線,不得重復接地或接設備外露可接近導體。PE線不得接入剩余電流保護裝置。
(四)漏電火災報警系統納入配電系統施工單位施工時,雙方應充分溝通,協調有關安裝方式、尺寸和電氣技術參數。新工程使用電漏電火災報警系統時,在配電柜(箱)訂貨時,應向廠家索取產品外形尺寸、開孔尺寸,以便于計算安裝位置。
(五)《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-2005的 9.1.1條要求, 漏電火災報警系統應當按照消防用電的規定執行。因此,無論消防中心設置的PC機控制系統,都要按照消防用電的規定執行,接入消防用電。
(六) 漏電火災報警系統的電流互感探測器在配電柜(箱)內安裝,要特別注意施工安全,要在斷電情況下施工,并注意強弱電分開走線,特別注意防止接錯線或搭線,造成強電串入漏電火災報警系統總線制四芯線中,燒毀整個漏電火災報警系統。
(七)改造工程一般應將漏電報警器/剩余電流探測器置于塑殼斷路器下端出線處,當安裝不便時,可考慮安裝于塑殼斷路器的入線端。
(八)施工單位應配備移動式(手持便攜式)剩余電流檢測儀,并在調試時先進行配電系統剩余電流的檢測,及時排除剩余電流異常情況,并作詳細記錄。根據GB13955標準5.7.3和5.7.5要求,設定合適的漏電流報警閥值,通常報警設定值取值不小于線路和設備正常運行泄漏電流值的兩倍。
(九)總線制四芯線以并聯方式,將所有漏電報警器連接起來,總線引到控制中心,經總線制傳送儀轉換成RS232串口,連接到接收主機,主機應安裝漏電監測軟件,具有雙向通信功能實現“遙調、遙測、遙控、遙訊。”
(十)根據GB13955標準6.3.7要求,安裝完成后必須要有如下的檢驗項目:按動漏電報警器的“自檢”試驗按鈕,試驗是否脫扣動作。此項測試應逐一進行,用試驗按鈕連續試驗3次,應正確動作,消防中心PC機控制系統應顯示當前狀態、地址并自動記錄;帶額定負荷電流分合5次,均可靠動作,不應有誤報警現象;手動對各配電箱進行遠程斷電測試,應正確無誤。
(十一)在消防控制中心,操作PC機控制系統,應能對任意的故障監測點進行操作控制,當按下“試驗”按鈕時,PC機控制系統應能自動接收顯示故障狀態、地址碼,同時記錄當前狀態并可查詢。
(十二)漏電報警系統使用的管理制度:每月需在通電狀態下,可以暫時允許斷電的情況下,按動試驗按鈕,檢查漏電報警器動作是否可靠。雷擊或消防聯動斷電原因使漏電報警器動作后,應作檢查。漏電報警器動作后,經檢查未發現事故原因時,允許試送電一次,如果再次動作,應查明原因找出故障,不得連續強行送電,嚴禁跨接、短接使用漏電報警器。
五、總結
漏電火災報警系統自《高規》2005年11月發布以來,目前市場上系統產品分為兩種系列,一種是以電流探測器、漏電火災報警控制器、終端控制臺組成。另一種是以電流探測器、漏電報警模塊、塑殼斷路器集一體稱“漏電火災報警控制器”、 終端控制臺組成的系統。兩者各有優缺點,第一、其表現在帶有塑殼斷路器產品的系統,占用空間小,安裝簡單、功能比較齊全、產品性能匹配性好、應用范圍廣,可以取代于電源進線端總開關處的斷路器。第二、以電流探測器、漏電火災報警控制器等組成系統,表現在于功能簡單、塑殼開關可選擇性、安裝、維護方便,適應場合范圍小。
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