浅谈防火漏电智能保护开关及其应用

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(1.柳州市财政投资评审中心，广西 柳州 545006;2.柳州供电局，广西 柳州 545005)

浅谈防火漏电智能保护开关及其应用

韩光玲1,齐佳鑫2

(1.柳州市财政投资评审中心，广西 柳州 545006;2.柳州供电局，广西 柳州 545005)

结合我国电气火灾现状分析了防火漏电智能保护开关的使用意义，介绍了功能特点，对防火漏电智能保护开关的安装位置、分级保护、剩余电流与动作时间提出了建议。

防火漏电智能保护开关；漏电火灾报警系统；建议

1 引言

随着我国经济的高速发展,大型民用建筑、高层建筑日益增多,因低压配电系统故障引发的电气火灾也随之增多,特别是近几年来,由漏电引起的火灾时有发生,且与短路等原因引起的火灾相比更具隐蔽性,往往被短路等假象所掩盖,难以找出真正的原因来加以防范,给国家经济和人民生命财产造成巨大的损失。充分了解漏电火灾的危险性,加强对漏电火灾的技术防范措施,已成为当前电气防火工作的重要任务之一。

2 我国电气火灾现状

根据我国多年来用电情况调查,随着人均用电量不断提高,由电气引发的火灾事故也逐年剧增，已成为火灾发生的主要原因之一，并在所有火灾起因中居首位。据统计，2011年，全国共接报火灾125402起，死亡1106人，受伤572人，直接财产损失18.8亿元。我国的电气火灾大部分都是因漏电和短路而引发的。在低压配电系统中，当电气线路和电气设备的绝缘受到损伤而发生漏电时，漏电所产生的电压和电流便会导致接地故障，在接地故障持续的时间内，对地的电弧或火花将导致火灾或爆炸。电气短路主要包括金属性短路和接地电弧性短路两种：金属性短路是由导体间直接接触，如相与相之间、相与N线之间短路，其短路电流大，短路点往往被高温熔焊,金属线芯产生高温以至炽热,绝缘被剧烈氧化而自燃,但金属性短路产生的大短路电流能使断路器瞬时动作切断电源,火灾往往得以避免；接地电弧性短路是因短路电流受阻抗影响，电弧长时间延续，而电弧引起的局部温度可高达3000～4000℃，很容易烤燃附近可燃物质引起火灾,但由于接地故障引起的短路电流较小,不足以使一般断路器动作跳闸切断电源,引起的火灾危险远远大于金属性短路。

在低压电气线路上加装防火漏电智能保护开关就是一种行之有效的防范措施,通过漏电火灾报警系统,能够准确地监控电气线路的故障和异常状态,提早发现电气火灾的隐患,避免事故的发生。

3 防火漏电智能保护开关组成及功能特点

防火漏电智能保护开关采用内置式结构,以塑壳式断路器为主开关,另外配备各种采集、记忆、通讯等元器件,集漏电、短路、过载、过压、欠压、防雷、防误合闸、故障类型识别、强制断电等各种保护功能于一体,并具有来电显示、声光报警和本机自检功能。其主要作为剩余电流式电气火灾监控探测器使用，并通过漏电火灾报警系统,对电气线路的故障和异常状态进行实时监控,使被动防火变为主动防火，实现集中监控和管理的目标。其主动性功能特点如下:

(1)系统启动后首先对电气线路进行全面运行检测，当不存在电气火灾隐患时才允许开关合闸接通，若存在电气故障时提前预警,未排除电气故障前拒绝合闸接通,确保低压配电系统安全可靠运行。

(2)在低压配电系统中,对电气线路的运行状况实行全天候在线自动安全监控，自动跟踪诊断电气故障,分析和识别故障类型,并发出声光和语音报警。

(3)防火漏电智能保护开关采用了微电脑(PIC单片机)自动控制技术，取代了传统被动式机械热效应控制技术，分断只需0.04s，一旦发生故障能快速切断，增强了安全可靠性。

(4)系统具备“黑匣子”记忆功能。通过一台电脑在5km范围之内，可对1～250台防火漏电智能保护开关实现远程监控。

(5)系统采用智能化网络管理。采用RS485/RS422四线制全双工通讯模式，传输距离在5km以内。同时可与烟感、温感或可燃气体探测器及火灾自动报警系统中心实行联动控制，全面主动防御电气火灾事故的发生。

(6)系统实行多功能全面保护，除传统的漏电、过载、短路保护外，又增加了防止过压、欠压、雷电感应和误操作等防护措施，以避免对电气设备的损坏,造成不必要的经济损失。

4 防火漏电智能保护开关的安装位置

在确定建筑物保护对象分级后，按照特级、一级和二级保护对象要求，在低压配电系统中可按如下标准确定防火漏电智能保护开关的安装位置，对各路配电线路进行有效的实时监控：

(1)当建筑物属于特级保护对象时，由低压配电室引出的全部配电干线回路(包括电力、照明、消防电力等干线)，均应在配电干线的首端安装防火漏电智能保护开关；各防火分区、功能分区和楼层的电力与照明总(分)配电箱电源进线处，以及末端配电箱的电源进线处或分支线回路上均宜安装防火漏电智能保护开关。

(2)当建筑物属于一级保护对象时，由低压配电室引出的重要配电干线回路(包括电力、照明、消防电力等干线),均应在配电干线的首端安装防火漏电智能保护开关；各防火分区、功能分区和楼层的电力与照明总(分)配电箱电源进线处，以及末端配电箱的电源进线处或分支线回路上均宜安装防火漏电智能保护开关。

(3)当建筑物属于二级保护对象时，由低压配电室引出的重要配电干线回路(包括电力、照明、消防电力等干线)，均应在配电干线的首端安装防火漏电智能保护开关；各防火分区、功能分区和楼层的消防电力与照明总(分)配电箱电源进线处，以及末端配电箱的电源进线处或分支线回路上均宜安装防火漏电智能保护开关。

(4)由一、二级负荷供电的双电源切换箱，当采用多支路出线时，应在双电源切换后的支路出线上安装防火漏电智能保护开关；当双电源切换后采用单一支路出线时，一般不需要安装防火漏电智能保护开关，有特殊要求时可另外安装。

(5)多层、高层住宅建筑和其他特殊类型的建筑物，应按国家与行业现行规范有关要求安装漏电保护开关。

5 防火漏电智能保护开关的分级保护

当确定了防火漏电智能保护开关安装位置后，还应考虑每路配电线路的分级保护，分级保护一般可分为两级或三级。第一级保护为全网总保护或主干线保护，这一级保护的防火漏电智能保护开关可安装在变压器低压侧作为总开关使用，或安装于主干线的首端，其保护范围为低压侧母线、主干线及其配电装置；第二级保护为分支干线保护或末端线路保护，这一级保护的防火漏电智能保护开关装设在分支干线与分区配电箱的进线处、末端配电箱的进线处或分支用电设备线路上，其保护范围为分支干线或末端线路及其一般用电设备；第三级保护为末端线路或分支线路保护，这一级保护的防火漏电智能保护开关安装在末端配电箱的进线处，或末端配电箱分支线路上，其保护范围为末端线路及其一般用电设备。

在电气设计时，选择采用两级还是三级保护，应根据低压配电系统的配电形式和配电保护级数来确定。在低压配电系统中,当采用放射式供电时，一般宜选择两级分级保护。第一级保护应设在低压配电室引出的配电干线回路的首端；第二级保护应设在各防火分区、功能分区和楼层的总(分)配电箱电源进线处、末端配电箱的进线处或分支线回路上。当有特殊要求时,宜选择三级分级保护。在低压配电系统中，当采用树干式供电时，一般宜选择三级分级保护。第一级保护应设在低压配电室引出的配电干线回路的首端；第二级保护应设在各防火分区、功能分区和楼层的总(分)配电箱电源进线处，或分支线回路上；第三级保护应设在末端配电箱的电源进线处或分支线回路上。当有特殊情况时,也可选择两级分级保护。

6 防火漏电智能保护开关的剩余电流与动作时间

确定选择两级分级保护时，设在低压配电室引出的配电干线回路首端的第一级保护，额定剩余动作电流为400～1000mA,动作时间为0.5～1s；设在各防火分区、功能分区和楼层的总(分)配电箱电源进线处,或末端配电箱的进线处的第二级保护,额定剩余动作电流为200～400mA,动作时间为0.3～0.5s；设在末端配电箱分支线回路上的第二级保护，主要作为间接接触防护，额定剩余动作电流小于或等于30mA，动作时间小于或等于0.1s。

确定选择三级分级保护时，设在低压配电室引出的配电干线回路首端的第一级保护，额定剩余动作电流为600～1000mA，动作时间为0.7～1s；设在各防火分区、功能分区和楼层的总(分)配电箱电源进线处的第二级保护，额定剩余动作电流为200～600mA，动作时间为0.5～0.7s；设在末端配电箱的电源进线处的第三级保护，额定剩余动作电流为200～400mA,动作时间为0.3～0.5s；设在末端配电箱分支线回路上的第三级保护，主要作为间接接触防护，额定剩余动作电流小于或等于30mA，动作时间小于或等于0.1s。

7 结语

防火漏电智能保护开关作为漏电火灾报警系统现场智能分布监控的重要保护装置，以它全面升级换代的智能保护功能，替代了传统的保护或漏电开关，克服了传统开关存在的“机械式被动保护、保护功能单一、保护动作速度慢、准确性差、不具备消防联动、无智能控制”等缺陷，具有短路无火花、过压无损害、过流无隐患、触电无感觉，在智能设计、功能、可靠性、稳定性等方面都实现了重大技术革命,实现了智能全自动多功能安全监控，使被动防火变为主动防火，已成为遏制电气火灾的重要力量。

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[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.民用建筑电气设计规范[S].2008-01-31.

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(The Center of Liuzhou Financial Investment and Evaluation,Liuzhou 545006,China)

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B

2012-12-24

韩光玲(1981-)，女，吉林镇赉县人，助理工程师，目前从事电气安装概预算工作。