剩余电流式电气火灾监控系统在建筑工程中的应用

　　摘要：随着国民经济的不断发展，建筑规模的不断扩大，建筑内电气设施急剧增多。人们对生活幸福指数和用电设备的安全性要求也随之不断提高，建筑智能化也将成为社会发展进步的必然趋势。工程实际中一般用于过载、过热情况下执行操作和实施保护的电气设备，能够在一定程度上防止因相线间发生短路故障和电路上过载发热从而引发的电气火灾，但此类电器元件基本上处于被动性防御，预防效率不高。具不完全统计因电气线路及电气设备的不良故障而导致的电气火灾占到所有火灾事故的80%。如何在建筑工程中前提预防电气线路的接地和故障已经成为电气消防安全的重要内容。

　　关键词：漏电,剩余电流,电气火灾,监控,推广应用

　　建筑论文投稿刊物：《四川建材》是四川省国内唯一取得国家公开发行资质的建材行业综合性科技期刊。设有近二十个栏目宣传国家关于行业管理、产业结构调整的方针政策;推广应用建材行业的新产品、新工艺、新技术、新装备、新材料;探索行业材料和应用领域的先进技术和管理经验，以及应用现代网络信息技术在传统产业中的应用。

　　1剩余电流产生的原因

　　1.1剩余电流的定义

　　剩余电流指低压配电线路中各相(含中性线)电流矢量和不为零的电流。当用电设备侧发生电气事故的瞬间，电流从带电体或带电设备通过人体导入大地,使电路进出线的相间电流和中性电流的大小彼此不相等，此时电流瞬间矢量和的有效值称为剩余电流，亦称作漏电电流。

　　1.2剩余电流产生的原因

　　(1)主体预埋电管内壁毛刺未清理，造成管内穿线时刮伤电线外皮，形成漏电。(2)管内穿线墙面养护水流入底板，墙体预埋电管内的积水未清理，电线长期在水中清泡导致漏电。(3)使用年限长久，尤其老旧楼电线直接埋墙敷设形成漏电。

　　(4)随意增加负荷，导线长期过负荷而发热，导线绝缘层老化失效造成漏电。(5)二次装修改造电线敷设混乱，电线放置或绑扎在钢结构上，接头不放置在接线盒或绝缘胶布脱落造成漏电。

　　2相关国家规范

　　国家有关部门针对剩余电流可能造成的隐患，先后出台完善了相关标准及规范，并在规范中规定需在建筑中设置漏电火灾报警系统。具体出台的规范编号有《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)、《剩余电流动作保护装置安装和运行》(GB13955-2017)和《电气火灾监控系统》(GB14287-2014)，为剩余电流火灾报警系统的产生提供了施工质量验收的理论依据。

　　3布点、安装设计及点位分配原则

　　根据规范《剩余电流动作保护装置安装和运行》(GB13955-2017)中有漏电保护的规定，在施工单位安装剩余电流火灾预警保护装置时，应根据设计图纸及业主意图对构筑物有防火要求的具体区域作出合理的施工布置及划分，提前确定剩余电流保护装置的作用区域、预设定动作值及时间，当发生电气火灾事故时，减少停电区域。

　　因而，在设计剩余电流探测器布点时，首先要对被控系统相关参数的设置有深入的解，提前了解被控系统的系统图及平面图，掌握建筑电器的分布情况，定位具体配电箱(盘、柜)的楼层排布位置，并根据配电箱(盘、柜)的具体位置及内部排布安装剩余电流探测控制器，具体数量根据现场配线箱数量及火灾危险等级确定。

　　剩余电流保护采用几级保护的原则：(1)根据已有构筑物用电总容量及配电干线(或分支线路)的分布情况，明确几级漏电保护(正常状况下是二级或三级保护模式);(2)在二级开关处，需设置剩余电流探测控制器;(3)三级开关根据建筑物的火灾报警等级(或者危险等级)、用电容量、用电负荷的用途等情况确定。核实安装的总数量，根据产品随机文件等质量合格证明文件选择对应的火灾监控控制器完成剩余电流监控系统的安装、调试。

　　4电气火灾监控系统的组成及其接线预警原理图

　　(1)电气火灾监控系统一般由对应的监控器和探测器两部分组成，在电气火灾故障或存在电气火灾隐患的条件下发出警报，提醒专业人员消除建筑物火灾隐患，预防早期发生的电气火灾。

　　(2)电气火灾监控系统依靠电线路上的各类剩余电流互感器，互感器能够检测出用电线线路上的漏电流，其灵敏度高，能够精确检测出极小的电流。漏电电流检测原理如图2所示。当配电回路主开关闭合，配电回路A、B、C三相线(对应的电流分别为Ia、Ib、Ic)和中性线N(对应的电流为In)穿过剩余电流互感器的铁芯线圈时，通常情况下相线和中性线的电流矢量和为0(即Ia、Ib、Ic矢量和为0)，交流毫安表检测不出电流Id;当配电回路任一相线或中性线有部分电流发生泄漏，此时交流毫安表处检测到的电流矢量和就不为0，剩余电流互感器的线圈也会感应出相应的漏电流，此时将其称为“剩余电流”。检测到的剩余电流经过电信号处理后与预先设定值进行比较，达到及超过预设定值时，电气火灾监控探测器立即发出漏电报警信号，并同时动作，及时切断故障线路。

　　5漏电火灾报警系统的设计安装方式

　　5.1配电箱箱体内部安装

　　此种安装方式一般适用于新建工程，在建筑物内设有专门的楼层配电箱，配套用导轨形的方式，将漏电火灾报警系统与线路的断路器进行安装，在配电箱合适位置配置安装电流互感器，使总电源通过该模块。

　　5.2配电箱外部安装

　　此类安装方式对于新旧工程及改扩建工程均适用，在配电箱附近专门安装漏电电流探测控制器，方便接入总线。

　　5.3成套配电柜安装

　　采用成套配电柜形式的漏电火灾报警系统，只需考虑在柜内主空开上端或下端固定漏电互感器，不改动配电柜原有的内部结构，在施工图纸而定后由专业的厂家进行后期安装即可。

　　6建筑施工中存在的问题及解决策略

　　(1)目前我国还没有专门的漏电火灾报警系统设计、施工验收规范，亟待相关部门制定相应的设计和验收规范，完善火灾自动报警的设计与施工验收规范。(2)很多建设单位对电气火灾监控系统认识不到位，认为有了漏电保护开关就无需再安装电气火灾监控，对传统的漏电保护装置和电气火灾监控设备功能区分不清楚，有的建设单位甚至为了降低造价，取消工程中已设计的剩余电流火灾报警系统。针对此类问题，施工单位及时和甲方沟通，告知其功能及重要性，避免类似事件再次发生。

　　(3)施工单位安装布线不规范，维护使用人员技术水平不专业，对现场配电线路电气故障排除处理措施不到位，有漏电报警信息不详细查找线路故障，而是简单的关机或消音处理。同时交验收的建设单位因缺少专业人员，系统形同虚设，造成潜在的火灾隐患。针对此类问题首先要明确事故产生的原因，判断其原因是配电接线错误还是接线不规范，亦或是设备本身故障造成的。其次确定原因后使用仪表进行排除故障，减少故障造成的损失。(4)部分施工单位，由于对剩余电流火灾报警不熟悉，投标漏算，施工过程想尽办法建议甲方取消或者采购便宜的材料设备，造成隐患。是否设置剩余电流火灾报警系统，要根据甲方意愿及设计院图纸而定，施工方不能任意取消或者再分包。

　　(5)有些设计图纸设计不完善，设置漏电探测节点不合理、不科学，导致系统实施不完善，功能配置不到位，给施工运营造成麻烦，影响整个系统的运行和使用功能。针对此类问题，在审图时及时与甲方、设计院沟通，从源头上避免设计不规范，在施工过程中严格按照设计图及会审纪要、联系单进行安装。(6)电气火灾监控系统涉及强电和弱电控制2个领域，因此该系统的安装和施工必须是成套厂家，强电施工单位、消防施工单位相互配合，相互协调才能顺利实施。如果配合协调不到位，将会给以后的维护维修带来困难，如将线管预埋遗漏或预埋不规范。针对此类问题，现场管理人员对安装作业人员做好技术交底工作，明确敷设方式、敷设管材，避免返工。

　　(7)目前厂家生产的剩余电流式电气火灾监控系统还存在误报警和漏报警情形，此类问题只能与厂家沟通，进一步研发、生产满足预判及报警功能的新一代产品。

　　7推广和应用电气火灾报警监控的措施

　　(1)建设主管或行业主管部门加强和完善相关标准，建立地方法规，明确验收标准与责任部门。供货商提高电气火灾产品的质量，减少误报和漏报。设计部门重视系统，提高相应的设计能力。国家相关职能部门加强监督和审查，督促建设单位、设计单位、施工单位、监理单位、咨询单位，推广和使用电气火灾监控系统，在建筑工程的设计、施工、验收环节中严格把关。

　　(2)施工单位充分了解和掌握该系统的安装使用，严格按照设计要求施工，维护管理人员提升专业水平，系统掌握日常运行和维护知识。施工单位组织相关电气工程师，消防公司进行专项培训，提升业务素质，积极融入到智能化、信息化、数据化时代，了解剩余电流在建筑工程中的危害，熟练掌握电气火灾监控设备的安装和使用，严格按照规范施工。

　　(3)业主方、物业方加强对消控室日常管理人员培训，熟悉该系统的功能及原理，熟练使用，减少不当操作，分析和查看报警记录，处理相应的故障，对系统设备日常维护和保养有严格的措施，使该系统能够正常运行。

　　8结束语

　　电气火灾监控系统的推广和使用关系到建筑工程的用电安全和消防系统的完整，推广和使用电气火灾监控系统是利国利民的大事。作为建筑工程施工企业，我们有义务和职责严格按照相关国家标准和规范，落实电气火灾监控系统在建筑工程中的使用和维护，严抓施工质量关，按照设计要求组织施工、安装、布线和调试工作，使电气火灾监控系统发挥作用，为国家的经济建设和人民生活提供保障。

　　参考文献：

　　[1]公安部天津消防研究所，公安部四川消防研究所.建筑设计防火规范：GB50016-2014[S].北京：中国计划出版社，2015.

　　[2]中国电力企业联合会.剩余电流动作保护装置的安装和运行：GB/T13955-2017[S].北京：中国标准出版社，2018.

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