剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器安裝設(shè)置及工程應(yīng)用簡介

王濤

摘 要：文章重點介紹剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的監(jiān)測原理以及安裝設(shè)置的依據(jù)和方式。并結(jié)合某建筑工程低壓配電柜中所安裝使用的此類型電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器實例，分析指出實際工程應(yīng)用中安裝設(shè)置此類型電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器應(yīng)當(dāng)注意的問題。

關(guān)鍵詞：被連接件；表面處理；扭矩系數(shù)

中圖分類號：TU892 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）14-0071-02

當(dāng)前建筑工程為了對電氣火災(zāi)的發(fā)生進(jìn)行有效遏制，根據(jù)電氣火災(zāi)的產(chǎn)生原因和主要特征，通過安裝設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)來作為防止火災(zāi)發(fā)生的重要措施。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的兩大組成部分是電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備和電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。具體設(shè)備有電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)、線型感溫火災(zāi)探測器、測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器等。

建筑工程低壓配電系統(tǒng)中安裝設(shè)置的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，根據(jù)《GB 14287-2005電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》規(guī)定：電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器以探測參數(shù)區(qū)分有兩種，分別是剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器、測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。而通過檢測低壓配電回路中的剩余電流大小來預(yù)防配電線路和設(shè)備的接地故障所引發(fā)的火災(zāi)，已是廣泛應(yīng)用的防止電氣火災(zāi)技術(shù)。以下主要就剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的監(jiān)測原理以及安裝設(shè)置的依據(jù)和方式進(jìn)行介紹。

1 剩余電流監(jiān)測原理、產(chǎn)生原因與電氣火災(zāi)

1.1 剩余電流監(jiān)測原理

剩余電流監(jiān)測原理是在低壓配電TN-S系統(tǒng)無故障的正常回路中Ia+Ib+Ic+In=0，在互感器磁芯內(nèi)沒有磁通，線圈內(nèi)的電動勢為零。當(dāng)出現(xiàn)接地故障時，故障電流穿過磁芯流向故障點，但卻經(jīng)大地或經(jīng)TN系統(tǒng)的保護(hù)線返回變壓器中性點。使得穿過磁芯的線路中的電流因此不再平衡Ia+Ib+Ic+In≠0，電流差值在磁芯內(nèi)產(chǎn)生了磁通，導(dǎo)致線圈內(nèi)產(chǎn)生出感應(yīng)電動勢。此差值電流被稱作“剩余電流”。

1.2 剩余電流產(chǎn)生的原因

從前文剩余電流的定義可知，當(dāng)線路發(fā)生接地故障時，故障電流導(dǎo)致剩余電流的形成。而造成線路接地故障的原因有以下幾點：

①建筑物內(nèi)配電線路施工不規(guī)范，如線路私拉亂扯未穿阻燃管敷設(shè)而直接埋于墻內(nèi)、隨意置于桁架上或線路穿過鋼管時被鋼管內(nèi)壁刮傷絕緣層；

②老舊建筑物內(nèi)使用的線路年久失修而導(dǎo)致絕緣層老化破損；

③用戶隨意增加負(fù)荷，造成線路因負(fù)荷大而發(fā)熱，使得絕緣層老化失效；

④線路受自然條件影響，如周圍空氣潮濕導(dǎo)致絕緣水平下降。

1.3 接地故障導(dǎo)致電氣火災(zāi)

配電線路絕緣層受損使得絕緣電阻下降，而絕緣電阻減小后就易于造成泄漏電流產(chǎn)生。使得在泄漏電流流入接地點處形成發(fā)熱現(xiàn)象，當(dāng)流入接地點周圍有易燃物時，經(jīng)長期高溫累積作用便會產(chǎn)生燃燒現(xiàn)象從而引發(fā)火災(zāi)。這種線路短路多為接地故障，并且泄漏電流一般為毫安級，因而線路上通常設(shè)置的一般的低壓斷路器無法動作起到保護(hù)效果。這是因為它的額定動作電流大，而線路接地故障形成的接地短路電流小，不能夠使斷路器動作跳閘。這也是接地故障容易導(dǎo)致電氣火災(zāi)的一個重要原因。

因此為了能夠有效切除故障線路并防止電氣火災(zāi)發(fā)生，而在低壓配電柜中使用帶剩余電流保護(hù)功能的斷路器。只有這種類型斷路器的能夠在接地短路電流小到甚至僅有幾個毫安時，同樣能動作跳閘，斷開故障線路。所以使用剩余電流保護(hù)作用對建筑物內(nèi)由于電氣線路接地故障所導(dǎo)致的火災(zāi)進(jìn)行預(yù)防成為一項重要的防電氣火災(zāi)措施。

在實際應(yīng)用時，剩余電流動作保護(hù)器通常與剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器一起配合使用，剩余電流動作保護(hù)器安裝在負(fù)載終端，主要用于人身觸電時及時切斷電源，防止電擊事故發(fā)生。剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器則安裝在配電柜中，通過檢測配電線路的剩余電流，一旦發(fā)現(xiàn)超過報警值，就會發(fā)出報警信號，主要用于防范因泄漏電流而導(dǎo)致的電氣火災(zāi)。

2 剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器介紹

電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器按探測參數(shù)來區(qū)分，分為兩種分別是測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器和剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器；按工作方式區(qū)分有獨立式探測器（具有監(jiān)控報警功能的探測器）和非獨立式探測器兩類。以下重點介紹剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。

根據(jù)《GB 50045-1995高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范（2005版）》及《GB 14287.2-2005 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)第二部分：剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》規(guī)范解釋，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器是用來監(jiān)測低壓配電電氣線路中的剩余電流，從而防止發(fā)生電氣火災(zāi)的裝置。它是僅用于探測接地故障電流，而不探測相間故障電流、相對中線的故障電流的設(shè)備，具有監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理、分析、通信等功能。其安裝和運行應(yīng)滿足《GB 13955-2005剩余電流動作保護(hù)裝置安裝和運行》規(guī)范中的要求。

剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的任務(wù)是正確檢測出配電線路和設(shè)備的接地故障電流并及時發(fā)出報警，實際上所探測的是被保護(hù)區(qū)域的剩余電流。目前剩余電流式探測器基本上都采用剩余電流互感器作為探測元件。

剩余電流互感器是一種探測配電線路剩余電流的互感器，它的一次回路是相線（A、B、C）和中性線N，即相線和中性線同時、同向穿過互感器。對剩余電流互感器的主要要求是具有毫安級的高精度、40 A以上的抗過載能力（±1%）。

3 剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的設(shè)置與安裝

根據(jù)相關(guān)規(guī)范，對低壓電氣線路的剩余電流監(jiān)控可按主干線、次干線和負(fù)載終端分3級進(jìn)行。設(shè)置的基本原則是低壓配電電氣回路末端探測為主，在末端配電柜的進(jìn)線或出線端設(shè)置，以便對末端配電柜至負(fù)載終端的線路和設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。

位于低壓配電系統(tǒng)某一路分支線到若干個終端負(fù)載之間的配電柜稱為末端配電柜。例如場所區(qū)域配電柜、照明配電柜、設(shè)備專用配電柜等。

在低壓配電系統(tǒng)電氣回路末端正常泄漏電流不大于200 mA，且上一級配電處的正常泄漏電流≤500 mA，仍符合設(shè)置條件時，也可設(shè)置在其上一級配電柜處，這便可以對上下兩級之間的線路和設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。例如設(shè)置在配電柜1也是可以的。

設(shè)置的探測器的報警值必須適宜所探測電氣線路，報警的泄漏電流值不應(yīng)小于被保護(hù)電氣線路和設(shè)備的正常運行時固有泄漏電流最大值的2倍，并且≤1 000 mA。

在配電柜處設(shè)置探測器時，其柜內(nèi)出線必須是TN-S系統(tǒng)，并且要保證N線出線后不能重復(fù)接地。剩余電流探測器是用于380 V/220 V饋線回路剩余電流的探測，是將某一饋線回路各相（A相、B相、C相）和中性線N同時穿過同一剩余電流探測器來進(jìn)行工作的。因此剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器安裝時，三相相線及中性線必須一起穿過探測器，PE線禁止穿過探測器；安裝剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器后，應(yīng)滿足原有電氣設(shè)備的絕緣標(biāo)準(zhǔn)。

剩余電流互感器在沒有特殊情況下應(yīng)該接入A、B、C、N四條線路。

剩余電流互感器在安裝時，必須將PE線和N線嚴(yán)格區(qū)分開，PE線不可接入剩余電流互感器。N線應(yīng)接入互感器，而穿過剩余電流互感器的N線及接入剩余電流互感器負(fù)荷側(cè)的N線，僅作為中性線，不能重復(fù)多點接地，不能作為PE線使用，不能接設(shè)備外殼。并且不得再與其他回路共用。

根據(jù)規(guī)范對電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的定義，它的任務(wù)僅在于防范電氣火災(zāi)，而且僅用于報警，不切斷保護(hù)對象的供電電源。它與剩余電流動作斷路器，在防護(hù)功能、技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)要求等方面有很大區(qū)別。剩余電流動作斷路器更側(cè)重于人身安全的防護(hù)。兩者應(yīng)當(dāng)配合起來使用，且不能相互替代。

在一些斷路器切斷故障電氣回路而停電，或許造成重大經(jīng)濟(jì)損失及產(chǎn)生不良社會影響的設(shè)備、場所，如公共場所的通道照明電源與應(yīng)急電源、消防設(shè)備的電源、不允許停電的特殊設(shè)備等就不適宜安裝使用剩余電流動作斷路器，而應(yīng)當(dāng)使用安裝剩余電流監(jiān)控探測器。

4 結(jié) 語

安裝設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置應(yīng)根據(jù)相關(guān)場所的實際情況，適當(dāng)劃分安裝區(qū)域。且一定要設(shè)在必要的地方，設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器時，應(yīng)充分考慮配電系統(tǒng)電氣回路中的剩余電流，并選擇參數(shù)合適的探測器，盡量充分發(fā)揮每只探測器的作用。從而有效防止接地短路故障而引起的建筑物電氣火災(zāi)的發(fā)生。

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