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漏电火灾报警系统的设计与应用
发布时间:2010-05-08
1 前言

 随着社会用电量大幅增长,电气引发的火灾事故随之剧增。漏电不仅威胁人身安全、造成财产损失,同时也是导致各类建筑物中发生火灾的主要隐患。2005年十大火灾中,死亡人数较多的吉林省辽源市中心医院特大火灾、汕头华南宾馆特大火灾,均为电气火灾。据公安部统计,2005年1-9月,全国100836起重大火灾中,因违反电气安装使用规定造成的火灾30512起,占同期火灾总数的30.3%,电气火灾发生率居各类火灾之首。为了遏制电气火灾事故,有关部门非常重视,相继制订、修改了相关国家标准和规范,强调了漏电火灾报警系统在防止因接地故障而引起的电气火灾的防护作用,要求在建筑物中设置漏电火灾报警系统。随着国家标准和规范的逐步完善,漏电火灾报警系统的设置将越来越广泛。

目前,熟悉这一新型报警系统的设计、施工技术人员较少,相关技术规范体系不够完善,实际应用中按照不同的认识和理解来执行规范,造成设计与应用的混乱局面。笔者对漏电火灾报警系统设计的理解与实践的应用进行论述,与同行商榷。

 2 漏电火灾报警系统的设计依据

2.1设置漏电火灾报警系统的相关规范条文

 (1)《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005版)(以下简称《高规》)局部修订条文9.5.1条:高层建筑内火灾危险性大、人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。

(2)《建筑设计防火规范》GB50016-2006(以下简称《建规》)11.2.7条:按一级负荷供电且建筑高度大于50.0m的乙、丙类厂房和丙类仓库;按二级负荷供电且室外消防用水量大于30L/s的厂房(仓库);按二级负荷供电的剧院、电影院、商店、展览馆、广播电视楼、电信楼、财贸金融楼和室外消防用水量大于25L/s的其他公共建筑;国家级文物保护单位的重点砖木或木结构的古建筑;按一、二级负荷供电的消防用电设备宜设置剩余电流动作电气火灾监控系统。

 (3)《住宅设计规范》(GB 50096—1999)(2003版)6.5.2条中的第七项:每幢住宅的总电源进线断路器,应具有漏电保护功能。

(4)《建筑电气火灾预防要求和检测方法》(2004年10月底,该强制性标准已通过审查,正报批中)有关条文明确要求“为防止电气设备和线路漏电火灾,应在电源进线端设置自动切断电源或报警的剩余电流动作保护器”。

 (5)《剩余电流动作保护装置的安装和运行》GB13955-2005,明确提出:“企事业单位的建筑物和住宅应采用分级保护,建筑物电源端的剩余电流保护装置应满足防电气火灾的功能要求。”对于“城镇配电网,在用电单位内采用分级保护时,还应考虑采用防电气火灾的剩余电流保护装置。”标准中的引言、术语和定义中的3.26、分级保护中的4.4.5等处,都强调了安装剩余电流保护装置对防止接地故障引起电气火灾的作用,并对在建筑物内安装剩余电流动作火灾监控装置及动作参数都作了明确规定,在附录中有安装剩余电流动作火灾监控装置的模式图。

2.2对相关规范条文的理解

 2.2.1漏电火灾报警系统的定义

《剩余电流动作保护装置的安装和运行》GB13955-2005中定义,“剩余电流动作电气火灾监控系统”:用监测剩余电流的互感器、剩余电流探测器、报警器或控制器构成的电气火灾实时监测并实施报警或切断电源的装置。《高规》中有关条文要求设置的漏电火灾报警系统就是《剩余电流动作保护装置的安装和运行》GB13955-2005定义的“剩余电流动作电气火灾监控系统”。“漏电”在国际上的通用术语就是“剩余电流”,其他有关国家标准也称“剩余电流”,因此《建规》等新标准统一称“漏电火灾报警系统”为“剩余电流动作电气火灾监控系统”。漏电火灾报警系统是一种基于电子计算机技术的数字化监控网络系统,负责监控终端电气故障,实现远传远控和报警显示的功能。《高规》、《建规》中都特别强调“要采用国家消防电子产品质量监督检验中心检测合格的产品,以确保质量安全”。“漏电火灾报警系统”本身是一个联网的整体装置,是一个完整系统,应当满足《电气火灾监控系统》GB14287-2005的要求,而不是以往分散设置的单个漏电流报警器或传统漏电开关。

 2.2.2对“宜”设置漏电火灾报警系统的理解

规范用词说明中指出:“宜”表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做。可见,“宜”原则上是要求首先考虑,在没有特殊条件限制的情况下,应当选择设置。在建筑防火设计审核中,应该强调漏电火灾报警系统的设置要求。

 2.2.3对设置场所的认识

笔者认为:应该强调以“人员较密集场所”为主体的建筑,或者面积较大、功能复杂、性质较为重要的公共建筑,均应设置漏电火灾报警系统,同时也必须考虑因停电会造成重大经济损失及不良社会影响的电气装置或场所。住宅设计原则上要求在每幢住宅的总电源进线设置漏电火灾报警装置,有条件时宜组成系统,信号反馈回消防控制室、值班室、物管室等实现集中报警。公共建筑设计应按《低压配电设计规范》要求设置剩余电流保护装置,对其中重要的回路实行系统的检测和控制。《高规》对设置场所的规定比较简单,可操作性差,《建规》的条文较为详细,更便于执行。

3 设置漏电火灾报警系统的必要性

 3.1 漏电火灾报警系统的作用

 电气接地故障中电弧性对地短路是引发电气火灾的重要原因。电弧性对地短路具有很大的阻抗和电压降,它限制了故障电流,使过电流保护器不能动作或不能及时动作来切断电源,而几百毫安的漏电弧产生的局部高温可达2000℃以上,足以引燃周围的可燃物而引起火灾。况且其范围涉及到建筑物的各个角落,危害范围广。如不对系统的漏电进行监测和防控,就会对人身安全存在很大的危险性,对线路存在破坏性,同时,存在很大的火灾隐患。而“漏电火报警灾报系统”能准确监控电气线路的故障和异常状态,能有效预防常见的因漏电导致接地电弧所引起的建筑物电气火灾事故,对节约能源,保护人身安全也有积极意义,故“漏电火灾报警报系统”的作用不容忽视。设置“漏电火灾报警报系统”也是必要的、迫切的。

 3.2漏电火灾报警系统的设置十分重要

目前,对漏电火灾报警系统的设计与应用存在争议。一是漏电火灾报警系统的成熟产品较少,没有标准设计图籍;二是设计人员对该系统设计规范不熟悉,设计方法不统一,设计难度大;三是各地区审图、消防等部门对于规范条文的理解和运用还在商榷中,执行各异,没有达成共识;四是设置漏电火灾报警系统,增加资金投入,建设单位不选择设置。以上问题的存在,笔者认为:究其根源在于对漏电火灾报警系统的作用和设置的必要性认识不够。建筑内设置漏电火灾报警系统是十分重要的。一是漏电火灾报警系统的作用是显而易见的,从近年来出台和修订的诸多相关技术规范中不难看出,其设置范围和要求越来越广泛和明确。2006年全国各地相继举办了漏电火灾报警系统研讨会,逐步提高了建设、设计、消防等相关部门的认识,各地区也相应采取了一些举措,从而确保对相关规范正确理解和执行。据报道:昆明市发出了《关于在全市范围内推广使用漏电火灾报警系统的通知》,要求对8类火灾危险性大、人员较密集的公共场所推广使用漏电火灾报警系统。二是漏电火灾报警系统的产品也成为各厂家竞相研制的焦点,为了提高漏电探测器的探测灵敏度,其实对供电线路进行有效的监控,采用高导磁率的合金作为漏电探测器的铁芯等,产品技术日趋成熟。三是智能高层建筑、住宅小区、公共建筑等都推行智能管理,对供电的可靠性、安全性、灵活性提出了更高的要求,传统的断路器或漏电保护器不仅容易受环境温度的改变而改变,造成保护值精度不准确等缺点,而且对复杂的保护方式难以实现智能化的保护功能。

 4 对漏电火灾报警系统设计应用的一些看法

 4.1掌握漏电火灾报警系统的工作原理

 在漏电火灾报警系统的设计中,首先要了解漏电火灾报警系统的工作原理。一般系统采用二总线制的通讯方式,把主控机和若干个漏电探测器、控制模块及总线隔离器连接起来,对各被保护统一线路和用电器的漏电情况通过主控机平台进行集中监控和管理。(附图:漏电火灾报警系统系统图)

 根据国标《电气火灾监控系统》GB14287—2005及《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB13955—2005的要求,系统采用二或三级保护。在总电源端和各主要支路输出口处安装漏电火灾探测器和漏电控制模块,不加断路控制,在各分支回路输出口安装漏电探测器和漏电控制模块,并装有断路装置。

 设计值得注意:一是电源端或分支路上的剩余电流保护装置应当与末端的剩余电流保护装置的动作特性协调配合,实现具有动作选择性的分级保护,避免大面积停电。二是消防设备、应急照明和疏散指示标志、安防的等因停电会造成重大经济损失及不良社会影响的电气装置或场所,应安装纯报警漏电火灾探测器,报警但不切断电源。三是为了避免重复设置,配置有剩余电流探测控制器的配电箱,一般只使用普通带脱扣的空开,不再使用带漏电保护的空开。四是根据建筑用电负荷和线路具体情况,确定采用二或三级保护模式,一般所有的二级开关处都要安装剩余电流探测控制器,三级开关是否安装应根据负荷的实际情况和建筑用途、火灾危险性等实际情况确定。

 4.2 防火漏电报警器的设置和系统布线

 漏电火灾报警系统中防火漏电报警装置安装应根据被保护点的重要性而定。在重点保护范围内,应在每个配电箱上都配接漏电探测器和漏电模块箱。一般防火漏电模块箱可以设计在分配电箱的侧面或附近,也可以直接设计在分配电箱内(主断路装置必须是自动开关或接触器)的下口放置漏电探测器,而控制模块应放在配电箱内易调整的位置并远离主断路装置。

根据国家标准,实际测试各主要支路及分支回路的泄漏电流应符合《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB13955-2005中5.7.5的有关规定,在选用漏电控制模块的额定动作电流时,应不小于电气线路和设备的正常泄漏电流的最大值的2倍。并且可根据被保护线路及设备的实际情况进行调整。一般二级漏电报警电流值整定在600mA-800mA;三级漏电报警电流值整定在200mA-400mA范围内。

 主控机一般应安装于消防控制室或有人员24小时值班的场所。当发生电气火灾故障时值班人员能及时处理、通知电工或专业技术人员排除隐患。根据需要,主控机可选用单回路128个控制点,也可选择多个回路,每个回路128个控制点的配置。

 对系统二总线布线建议:输入、输出总线采用ZR-RVB-2*1.0㎜2(阻燃双绞软铜线)。主机电源线:2.5㎜2,二总线安装走线时,严禁与动力线、照明线、视频线、广播线、电话线等穿入同一金属管内。二总线穿线可用阻燃PVC管、金属管及金属线槽。二总线安装布线时,应尽量利用土建设计中的消防布线,以减少设计、施工的重复进行。

 4.3漏电火灾报警系统与火灾自动报警系统的关系

 表面上看建筑中漏电火灾报警系统与火灾报警系统在设计上有些类似。但在功能上是有区别的:火灾报警系统是对火灾初期的烟,温的探测,通过消防报警和联动控制系统把火灭在初期阶段;漏电火灾报警系统是对电气火灾的监控,通过漏电火灾报警系统能有效的防止电气火灾的发生。建筑中漏电火灾报警系统的设置是必要的,但绝不是孤立的,漏电火灾报警系统与火灾报警系统是相辅相成的。然而漏电火灾报警系统是否可以成为消防报警系统中的一个子系统?笔者认为:随着建筑电气系统的不断完善与进步,新产品的不断推陈出新,漏电火灾报警系统与消防火灾报警系统可以统一为一个大的报警系统,这样的设计思路也可以减少工程的投资。

4.4设计、施工、验收依据

《高规》、《建规》是建筑设计规范,并非产品国家标准,仅仅规定了哪些场所宜设置漏电火灾报警系统,条文对漏电火灾报警系统设计及施工验收要求比较粗略,而实际工程中,对漏电火灾报警系统设计、施工、验收依据往往缺乏正确的认识,各自凭自己的理解执行,造成五花八门,势必影响到漏电火灾报警系统工程的质量和运行,影响其功能的正常发挥。笔者认为:目前应当参照国家最新的《剩余电流动作保护装置的安装和运行》GB13955-2005和《电气火灾监控系统》GB14287—2005有关内容进行设计、施工。2006年7月8日在中国建筑设计研究院召开《电气火灾报警系统》研讨会,会上制定出《电气火灾监控系统的设计方法》(暂行),也可作为目前的设计参照。从长远看,制定专门的《漏电火灾报警系统设计、施工、验收规范》,或者将漏电火灾报警系统设计、施工、验收要求纳入火灾报警系统设计、施工、验收规范中是非常必要的和势在必行的。

5 结论

 漏电火灾报警系统在有效预防电气火灾中发挥着重要作用,应当注意:一是充分认识设置的必要性,正确理解和运用规范;二是认真掌握系统的工作原理,正确设计;三是尽快完善相关设计、施工、验收规范和产品标准。

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