零線短接引起電氣火災探測器報警的分析與解決

陳強勝 龐友平 任東輝

摘 要：不同電位中的零線短接會導致電氣火災報警系統在運行中出現異常，影響探測器的正常運行。現在不影響電柜體表功能前提下，提出將兩路電源零線進行分隔的優化方案，這種方案具有較高的經濟優勢，且操作簡便。經過實施優化方案后，繼電器能夠完美實現對聯動儀表中零線的切換，并不影響配電柜其余功能，具有推廣價值。

關鍵詞：電氣火災探測器;零線;繼電器;雙電源切換器

隨著社會水平的提高，城市軌道交通逐漸登上了時代舞臺，其中UPS配電柜是其平穩運行的根本保障。為了進一步提高電氣安全，降低電氣火災的影響，需對電氣火災探測器的根本原理進行研究和分析，對施工中的缺陷以及不足進行完善。通過分隔零線的方式，能夠有效解決系統異常報警的問題，進而使監控系統獲取的漏電數據更加精準，降低電氣火災發生的概率。

一、設立電氣火災監控系統的重要性分析

城市軌道交通大多為人員較為密集的地下建筑，這種環境一旦發生火情，首先會導致當事人心理思維出現混亂，引起恐慌情緒，嚴重影響疏散工作。其次現階段軌道交通多數設置在地下，火災產生的煙霧難以排除。上述因素都會在一定程度上增大電氣火災造成的損失，因此為了進一步保障群眾安全，相關工作人員應通過多種技術手段，對電路電流、溫度等多種因素進行全面的監控，并實時采集相關數據進行分析記錄，一旦發現異常立即進行檢修。除此之外還需依據建設環境，分析可能發生的災情，進行預防，進一步減少甚至避免電氣火災的發生。

二、電氣火災探測器監控系統的設計規范

我國對于消防安全的重視程度較高，尤其是對電氣火災的防范。自電氣火災監控系統實施以來，國家相關部門相繼出臺了 《GB50054—2011 低壓配電設計規范》以及《GB50116—2013 火災自動報警設計規范》等設計標準，為電氣火災探測器報警的設計與實現提供了理論依據[1]。電氣火災監控中最關鍵的部分就是對電路中剩余電流的監測，因此剩余電流的監測裝置應放置在第一級配電柜中，在施工過程中，需對監測系統進行測試，確保其能夠在不影響其余設備功能的前提下進行監測。

三、剩余電流式電氣火災檢測裝置

電路短路、過載、接觸不良或是結緣老化等因素都能夠導致電氣火災，剩余電流式電氣火災探測器通過紕漏電流的數值判斷電路中火線與零線的絕緣水平，進而判斷電路絕緣情況是否完好，剩余電流式電氣火災探測器的構成如下圖所示。

剩余電流式電氣火災探測器在采集到電流數據后，會在后臺顯示分析處理后的數據。分析的原理是著名的基爾霍夫電流定律，即電路節點中的電流代數之和等于0。如下圖所示，在進行剩余電流測量時，A、B、C三條電線均穿過N，電氣設備正常運行的前提下，不考慮固有電流，IAIBICIN=0，這時互感器輸出無電壓信號[2]。若發生電路短接問題，那么各相電流的總值就會不等于0，這時檢修人員就需對電路進行檢修。通常情況下，電氣火災探測器的警報值應在20～1000毫安之間，此外設定時還需考慮到設定值與報警值之間的差值，一般情況下絕對值應小于設定值的5%，以提高警報的準確性。

四、電氣火災探測器問題案例

某建筑配套電氣火災檢測裝置設置在400V開關柜饋線處，通信機房內設有互投開關，以及一個用于電源零線供電的銅排，UPS配電柜在同在運行后，剩余電流式電氣火災探測器同時開始工作，對電路中的電流進行檢測，若電流互感器檢測到的電流值大于標準值，就會觸發報警裝置。在對系統故障進行排查時，首先應斷開任意一根零線，若警報消除，則可以初步認定為是零線短接造成的故障。由于設計或是施工時的疏忽，引起的零線短接是現階段電氣火災探測器使用的常見問題。

五、解決方案及分析

為解決上述問題，可以通過下述兩種方案進行優化解決。其一是使用4P雙電源開關取代3P雙電源開關，即為雙電源自動轉換開關增加一條零線，用于連接主電源以及備用電源，這樣能夠有效分隔兩路電源中的零線，消除了不同電位零線短接引起的電氣故障。但由于配電柜內空間有限，受設備大小、布局等因素的影響，需更換整個UPS配電柜以提高優化效果。其次可以通過加裝獨立零排的方式進行優化，在配電柜內額外添加銅排，獨立使用[3]。

配電柜內裝有輸入電儀表以及雙電源切換器，這兩個設備都需要連接主電源以及備用電源才能維持正常運行，因此應將零排中的零線分別與上述設備進行連接[4]。

上述兩種方案均能夠有效解決因零線短接造成的電氣火災探測器報警異常問題，但其原理不同，適用程度也不同。工人人員需根據施工期長短、施工成本、施工難易程度等多個方面進行比較，進而選擇出適合的方案，以提高電氣火災探測器報警的準確性和實效性。

六、結論

綜上所述，不同電位的零線短接或混接是引起電氣火災探測器報警異常的主要因素，嚴重影響了探測系統的正常運行，經過上述優化方案進行優化，UPS配電柜的電流值始終處于正常范圍，其次該種方式經濟價值較高，投入資金較少，優化周期較短，與其他方式相比具有一定的優勢。能夠有效解決電氣火災探測器報警的短接問題，消除無意義的火災報警，全面提高了電氣火災的防控能力。

參考文獻：

[1]于偉峰，杜昊巖. 零線短接引起電氣火災探測器報警的分析與解決[J]. 機電工程技術， 2020， v.49;No.343（10）：252-255.

[2]劉毅. 城市軌道交通電氣火災監控系統誤報警分析及治理[J]. 城市軌道交通研究， 2020， v.23;No.212（05）：204-207.

[3]羅扶滿. LED照明引起零線電流過大導致的電氣火災隱患——以西安國際機場廣告燈箱為例[J]. 燈與照明， 2019， v.43;No.179（04）：55-58.

[4]田智嘉、張曦、李猛. 基于電氣火災監控系統和消防數據管理云平臺的火災防范措施淺析[J]. 今日消防， 2020， v.5;No.54（11）：18-20.