電氣火災(zāi)剩余電流原因分析及預(yù)防措施淺析

蔡貴雄

摘要：在電氣火災(zāi)發(fā)生的事故中，除人為的因素以外，還包括有電氣線路接觸不良、電氣故障、諧波、雷電、靜電、電磁場和剩余電流漏電等，往往引起火災(zāi)與爆炸、電氣設(shè)備故障、造成人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失。在電氣火災(zāi)事故中，電氣短路故障所占比一半以上，而電氣火災(zāi)主要是由電氣設(shè)備（含電氣線路）上產(chǎn)生的高溫或電火花、電弧等所導(dǎo)致的。本文重點(diǎn)分析了電氣火災(zāi)剩余電流產(chǎn)生的原因，并對如何預(yù)防、排查等進(jìn)行了分析、探討，尤其對某地鐵電氣火災(zāi)剩余電流問題提出了一些具體的解決方法，并取得了一定的效果。

關(guān)鍵詞：電氣火災(zāi)剩余電流;原因;預(yù)防措施

隨著我國各種電氣產(chǎn)品種類及數(shù)量的日益增多、負(fù)荷增大，電氣線路也隨之變得更加復(fù)雜，火災(zāi)隱患也隨之呈上升趨勢。根據(jù)國家安全事故通報(bào)統(tǒng)計(jì)，我國每年都發(fā)生多起電氣火災(zāi)事故，電氣火災(zāi)占總火災(zāi)數(shù)的比例在快速上升，且電氣火災(zāi)高居火災(zāi)事故總數(shù)的首位、損失都在火災(zāi)總損失的40%以上，造成了人民生命財(cái)產(chǎn)的重大損失，而且剩余電流報(bào)警占比較大。因此深入了解電氣火災(zāi)產(chǎn)生的原因，并采取如何防范的相應(yīng)措施是非常重要和緊迫的。

1.電氣火災(zāi)是由于電氣方面原因產(chǎn)生的火源而引起的火災(zāi)，一般是指各種發(fā)、送、變、配、用電設(shè)備及線路在帶電運(yùn)行狀態(tài)下，由于非正常的原因，在電能轉(zhuǎn)化為熱能等其它形式的能量過程中引燃可燃物而導(dǎo)致的火災(zāi)。還包括靜電和雷電引起的火災(zāi)。在電氣線路中發(fā)生的泄露電流較為常見，所謂漏電流，就是線路的某一個(gè)地方因?yàn)橄嗑€或零線通過非預(yù)期負(fù)載（例如絕緣破損、受潮、絕緣能力下降）對大地連接產(chǎn)生電流。當(dāng)有漏電發(fā)生時(shí)，漏泄的電流在流入大地途中，如遇電阻較大的部位時(shí)，會(huì)產(chǎn)生局部高溫，致使可燃物著火，從而引起火災(zāi)。

2.電氣火災(zāi)剩余電流產(chǎn)生的原因

2.1電氣火災(zāi)剩余電流監(jiān)控系統(tǒng)工作原理：當(dāng)發(fā)生電氣火災(zāi)剩余電流報(bào)警值時(shí)，電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器將保護(hù)線路中的剩余電流電氣故障參數(shù)信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，探測器做出報(bào)警判定，將報(bào)警信息傳輸?shù)诫姎饣馂?zāi)監(jiān)控主機(jī)。電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)在接收到探測器的報(bào)警信息后，經(jīng)確認(rèn)判斷，顯示電氣故障報(bào)警探測器的部位信息，同時(shí)記錄探測器的報(bào)警時(shí)間，主機(jī)控制器發(fā)出聲光報(bào)警，警示人員采取相應(yīng)的處置措施，排除電氣故障、消除電氣火災(zāi)隱患。

2.2剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控互感器的基本原理：將配電線路的相線LA、LB、LC三相和零線N同時(shí)穿過剩余電流互感器，在無漏電的情況下它們的電流矢量和（即“剩余電流”）為0。當(dāng)發(fā)生有漏電時(shí)電流矢量和不為零，探測器將檢測到的電流變換后送至剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)控主機(jī)根據(jù)檢測到的電流與設(shè)定的報(bào)警門限值（監(jiān)控主機(jī)設(shè)備設(shè)置）進(jìn)行比較，當(dāng)達(dá)到設(shè)定門限值時(shí)，監(jiān)控主機(jī)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。剩余電流互感器的正確配線方式，在安裝剩余電流探測器時(shí)，負(fù)載側(cè)（穿過剩余電流互感器后）的線路必須是獨(dú)立的，不能與保護(hù)區(qū)域以外的其他線路“共零”或有任何電氣連接。線路的三根相線和零線必須同時(shí)穿過互感器，而保護(hù)地線（PE線）不能穿過。

2.3某地鐵車站采用的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

在某地鐵車站的供電系統(tǒng)400V開關(guān)柜、低壓配電箱、通信、信號(hào)系統(tǒng)等環(huán)節(jié)的供電線路中設(shè)計(jì)安裝了剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，根據(jù)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范要求規(guī)定，探測器的報(bào)警值設(shè)置在300mA～500mA的范圍。由于線路施工工藝、設(shè)備等原因，先后監(jiān)測到在某些供電回路中有剩余電流報(bào)警現(xiàn)象，有的回路報(bào)警值超過1000mA。經(jīng)分析，產(chǎn)生漏電流報(bào)警的原因主要有以下幾方面：（1）線路的相線對地有漏電現(xiàn)象;（2）線路的零線有接地現(xiàn)象;（3）通信、信號(hào)專業(yè)系統(tǒng)部分設(shè)備因自帶UPS，UPS中的濾波裝置直接接地或經(jīng)電容接地;（4）供電系統(tǒng)所用電交直流屏設(shè)備內(nèi)部存在主、備電源N線共用的缺陷，交流盤的兩段母線N排是聯(lián)通的，不滿足剩余電流監(jiān)測裝置的正常運(yùn)行要求;（5）未嚴(yán)格執(zhí)行施工規(guī)范，施工接線錯(cuò)誤。

3.解決措施

3.1針對照明回路剩余電流報(bào)警的整改。針對某地鐵車站照明回路存在的剩余電流報(bào)警情況，首先用鉗形電流表檢測報(bào)警回路，檢查主機(jī)顯示的報(bào)警值是否與現(xiàn)場實(shí)際報(bào)警值一致，若報(bào)警值不一致，檢查原因。再逐個(gè)檢查配電箱（包括下一級(jí)配電箱及上一級(jí)配電柜或同級(jí)別配電箱）是否有N線接至PE線接地排、PE線接至接零排的情況。檢查照明回路的L線、N線、PE線接線正確與否及是否有破皮、損壞等情況，若有破皮、損壞情況更換線纜滿足絕緣要求，對N線和PE線混接的錯(cuò)誤回路重新接線、整改，使報(bào)警回路值降至剩余電流報(bào)警值500mA以下滿足國家規(guī)范。

3.2 針對信號(hào)電源屏等設(shè)備內(nèi)部存在主、備電源N線共用的整改。針對某地鐵部分車站的信號(hào)設(shè)備存在有電氣火災(zāi)剩余電流報(bào)警，經(jīng)對現(xiàn)場設(shè)備深入的排查，發(fā)現(xiàn)信號(hào)電源屏設(shè)備內(nèi)部存在主、備電源N線共用聯(lián)通問題，造成剩余電流漏電報(bào)警。經(jīng)分析，根據(jù)自然泄露電流的分布特性，采用剩余電流兩個(gè)采樣探測器串聯(lián)的整改方法，消除自然泄露報(bào)警、保證剩余電流探測裝置正常運(yùn)行。理論上任意一回路N線中減少（增加）的不平衡電流等于另一端N線增加（減少）的不平衡電流，所以主、備電源的剩余電流監(jiān)測數(shù)值相等，并且兩個(gè)探測器串聯(lián)后，輸出電壓相位相差180°。經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)，采用此方法整改了某地鐵車站信號(hào)回路剩余電流報(bào)警問題。

4.效果分析。通過排查照明回路剩余電流報(bào)警，首先排查上、下級(jí)配電箱的接線及負(fù)載回路接線，是否有N線接至接地排、PE線接至接零排的情況。對于同一區(qū)域有多個(gè)雙電源配電箱的設(shè)置，當(dāng)出現(xiàn)斷開一個(gè)配電箱的總斷路器，另一配電箱有探測器報(bào)警的情況，一般是PE線接至接零排造成。排查是否將LA、LB、LC三根相線與N線同時(shí)穿過探測器，線路是否有N線、PE線混接、破皮、受潮等，重新進(jìn)行規(guī)范接線后，照明回路剩余電流報(bào)警問題得到解決。車站信號(hào)設(shè)備存在主、備電源N線問題，通過采用探測器串聯(lián)的整改方法也得到解決。

5.電氣火災(zāi)剩余電流的預(yù)防措施

5.1 在設(shè)備選型方面。在選擇剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器時(shí)，應(yīng)考慮供電系統(tǒng)自然漏流的影響，并選擇參數(shù)合適的探測器，探測器報(bào)警值宜設(shè)在300mA～500mA范圍內(nèi)。

5.2 探測器的設(shè)置、使用范圍方面。剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器應(yīng)以設(shè)置在低壓配電系統(tǒng)首端為基本原則，宜設(shè)置在一級(jí)配電柜（箱）的出線端。在加裝漏電流監(jiān)測裝置（RCD）時(shí)應(yīng)充分考慮UPS設(shè)備對地漏電流的影響。合理設(shè)置漏電流檢測裝置報(bào)警閥值，為確保穩(wěn)定供電，建議對UPS輸入、輸出端不采用漏電開關(guān)與檢測設(shè)備。

5.3施工工藝方面。在施工時(shí)施工人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路接線施工及驗(yàn)收規(guī)范》進(jìn)行接線，上、下級(jí)配電箱的接線嚴(yán)格按圖紙規(guī)范接線，杜絕N線和PE線混接。在電線穿管時(shí)，金屬管口不要留有毛刺，避免劃傷線纜絕緣層，使絕緣電阻降低。施工完成后，若線纜絕緣電阻達(dá)不到規(guī)定要求，應(yīng)及時(shí)排查原因。LA、LB、LC與N線應(yīng)同時(shí)穿過互感器。

結(jié)束語：

電氣火災(zāi)事故的頻繁發(fā)生，不僅給社會(huì)造成了巨大的財(cái)產(chǎn)損失，還有可能致人身傷害。同時(shí)電氣火災(zāi)的發(fā)生如果針對不同情況作相應(yīng)處理和預(yù)防，絕大多數(shù)是完全可以避免的，只要嚴(yán)格按照國家規(guī)范施工，電氣火災(zāi)的影響和損失就可以降低到最小程度。通過分析某地鐵車站存在的電氣火災(zāi)剩余電流報(bào)警問題，經(jīng)過對現(xiàn)場線纜、接線工藝、設(shè)備等情況進(jìn)行排查、分析，采用剩余電流探測器串聯(lián)的方法排查整改了部分信號(hào)設(shè)備內(nèi)部因存在主、備電源N線共用聯(lián)通問題，使報(bào)警值降至滿足規(guī)范報(bào)警值以內(nèi)，確保了設(shè)備安全、可靠運(yùn)行，為地鐵運(yùn)營提供了安全保障。

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