電氣火災的原因及漏電報警系統的分析探討

曾國新

近年來，電氣火災事故居高不下，造成大量人身傷亡和經濟財產損失，電氣火災已成為一種災難性危害。因此在分析引發電氣火災的原因的基礎上，采取有效的技術防范措施，以遏制電氣火災的上升勢頭，是減少進而消滅電氣火災的根本途徑。

1 引發電氣火災的主要原因

電氣火災[1]就是指用電設備、電氣線路、接地電弧、雷擊、靜電等電的熱效應導致電器設備內部、電氣線路、周邊可燃物起火引發的火災。經對大量電氣火災實例的分析，筆者認為發生電氣火災的主要原因如下:1)電力設備陳舊、老化:線路絕緣老化引發火災事故是發生電氣火災的非常重要的原因。2)超負荷:由于許多低壓配電設備不具備保護功能或沒有配保護原件，在過負荷運行時，導體的發熱經長時間的積累，使溫度達到設備絕緣性能的危險溫度，最后引起設備中線路的短接而產生火花導致電氣火災的發生。3)短路:導線短路時，因有大量電流流過而使導體瞬間發熱(保護裝置來不及動作或沒有可靠動作)，使導體產生熱量迅速達到著火點，引發電氣火災。4)漏電:漏電是引起電氣火災的重要原因之一，而且極具隱蔽性。使用電器介電強度不夠、電線絕緣材料性能不好、電力施工不規范導致連接點不實等，都容易發生漏電。另外由于電力設備長時間運行，其絕緣材料的性能下降是不能逆轉的，隨著用電線路負荷運行，漏電電流會逐漸加大，造成漏電打火引燃周圍可燃物引發電氣火災。5)接地故障:當線路設備發生接地故障時，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，從而使電弧持續存在。經試驗，0.5 A的電流產生的電弧溫度即可高達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時仍可使電弧連續穩壓存在，難以熄滅。這種短路電弧極易成為電氣火災的點火源，因此，接地電弧性短路是最危險且多發的電氣火災起因。6)接觸不良:由于施工工藝不規范和施工人員施工水平低下，導致部分連接點接觸不良、接觸電阻加大，當電流長時間通過連接點，使連接點熱量累積，達到絕緣性能極限時，容易產生火花使線路起火引發電氣火災。7)諧波:諧波的產生會導致效率降低，增加損耗，從而引起過熱，使絕緣介質老化加速，導致絕緣損壞，引起電氣設備及配電線路過載導致短路，引發電氣火災。8)其他原因:雷擊、靜電等自然災害引發的電氣火災。

2 漏電報警系統

通過上述對引發電氣火災的原因分析，不難得出引發電氣火災的原因。因此，必須設置一種有效的防范火災的有效措施，準確實時監控電氣線路的故障和異常狀態，及時發現電氣火災的隱患，提醒有關人員去消除這些隱患，避免電氣火災的發生，無疑是防止電氣火災的一個有力措施。其中漏電火災報警系統就是一種有效的防范措施。

2.1 漏電火災報警系統概況

GB 14287-2005對漏電火災報警系統作了明確的定義:用檢測剩余電流的互感器，剩余電流探測器、報警器或控制器構成的電氣火災實時檢測并實施報警或切斷電源的裝置。漏電火災報警系統由若干臺剩余電流式電氣火災監控探測器、電氣火災監控設備等組成。剩余電流式電氣火災監控探測器將采集漏電電流、過電流等信號，由單片機實時檢測控制保護。電氣火災監控設備是接收來自于剩余電流式電氣火災監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。

漏電火災報警系統中的“漏電”解釋實際上已與我們傳統理解的大不一樣，在相關規范中準確地說應該稱之為“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備和線路正常運行時對地的泄漏電流。

傳統的漏電斷路器的主要作用是保護人身安全，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的變化，也就無法對電氣火災做出預報，基于電氣火災監控探測器的定義，剩余電流式電氣火災監控探測器的任務僅在于防范電氣火災，與GB 16917-1997規范的RCBO(剩余電流動作斷路器，即漏電開關)在防護功能、技術參數、結構要求等方面有很大區別。RCBO更側重于人身安全的防護。兩者應配合使用，但不能互相替代。這就是為什么供電線路有三級保護卻仍然頻頻發生電氣火災的原因，因此要科學地加裝漏電火災報警系統。

2.2 漏電火災報警系統的設計

1)漏電保護在一般住宅樓中的裝設。一般住宅樓供電以三相進線，單相配電者居多，三相正常泄漏電一般是不平衡的，裝設在主斷路器處的三相式漏電斷路器或漏電保護裝置不可能監控每相漏電電流的實際變化，因此建議采取以下方案:a.每個單元設置一個電表箱(或總配電箱)，其箱內每個用戶出線處裝設單相兩極的RCD，這樣，用戶的配電線路和設備均在漏電斷路器的保護范圍內，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，到達設定值時發出信號，不脫扣跳閘。b.在總進線處裝設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。本方案可直接監控每個相的正常漏電情況，只要其中一相有事故，即可發出預告警信號，停電范圍比前方案稍大一些，但投資小，檢查亦比較方便。

2)漏電保護在高層建筑中的裝設。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，如該層沒有火災危險性存在的用戶、人員密集的區域和重要的房間，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處安裝三相漏電保護裝置;如層內除一般的用戶以外，還有火災危險性較大的場所或重要的房間，如娛樂場所、網吧、重要的檔案庫等，需要隨時監視正常泄漏電流的變化情況，則應在層總配電箱內裝設單相漏電保護裝置。高層建筑中的用電設備，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，如消防設備、電梯、水泵等，這些用戶大多是三相用電設備，還有個別的單相用電設備，可根據用電設備的重要性，在供電始端裝設三相或單相漏電保護裝置。但應注意，一旦漏電保護裝置切斷電源時，會造成事故或重大經濟損失的電氣裝置或場所(如消防用電)應裝設動作于信號的漏電保護裝置，將信號發給消防值班室，由值班人員視情況采用手動方式處理，確保了重要設備供電的不間斷性和用電的安全性。

3 結語

電氣火災已形成一種災難性危害，其有效預防已刻不容緩，預防電氣火災的發生已成為關系國際民生的問題，采取設置漏電報警系統是防止電氣火災的有效預防措施，是火災自動報警的預報警系統，又屬于供配電系統電氣故障的監控范圍。

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

[2] GB 50045-2005，高層民用建筑設計防火規范[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.