剩余电流式电气火灾监控系统在建筑工程中的应用

摘要：随着国民经济的不断发展，建筑规模的不断扩大，建筑内电气设施急剧增多。人们对生活幸福指数和用电设备的安全性要求也随之不断提高，建筑智能化也将成为社会发展进步的必然趋势。工程实际中一般用于过载、过热情况下执行操作和实施保护的电气设备，能够在一定程度上防止因相线间发生短路故障和电路上过载发热从而引发的电气火灾，但此类电器元件基本上处于被动性防御，预防效率不高。具不完全统计因电气线路及电气设备的不良故障而导致的电气火灾占到所有火灾事故的80%，可见其危害程度之大。如何在建筑工程中前提预防电气线路的接地和故障已经成为电气消防安全不可或缺少的重要内容。

关键词：漏电、剩余电流、电气火灾、监控、推广应用

中图分类号：TU892

1、剩余电流的定义及产生的主要原因

1.1剩余电流是指低压配电线路中各相（含中性线）电流矢量和不为零的电流。通俗来讲当用电设备侧发生电气事故的瞬间，电流从带电体或带电设备通过人体导入大地，使电路进出线的相间电流和中性电流的大小彼此不相等，称此时电流瞬间矢量合的有效值称为剩余电流，亦称作漏电电流。

1.2剩余电流产生的主要由以下几个原因：

（1）主体预埋电管内壁毛刺未清理，造成管内穿线时刮伤电线外皮，形成漏电。

（2）管内穿线墙面养护水流入底板、墙体预埋电管内的积水未清理，电线长期在水中清泡导致漏电。

（3）使用年限长久，尤其老旧楼电线直接埋墙敷设形成漏电。

（4）随意增加负荷，导线长期过负荷而发热，导线绝缘层老化失效造成漏电。

（5）二次装修改造电线敷设混乱，电线放置或绑扎在钢结构上，接头不放置在接线盒或绝缘胶布脱落造成漏电。

2、目前相关国家规范

国家有关部门针对剩余电流可能造成的隐患，先后出台完善了相关标准及规范，并在规范中规定需在建筑中设置漏电火灾报警系统。具体出台的规范编号有GB 50016-2014《建筑设计防火规范》、GB 13955-2017《剩余电流动作保护装置安装和运行》和GB 14287—2014《电气火灾监控系统》，从而为剩余电流火灾报警系统的产生提供了施工质量验收的理论依据。

3、剩余电流探测控制器的布点、安装设计及点位分配原则

根据规范GB 13955-2017《剩余电流动作保护装置安装和运行》中有漏电保护的规定，在施工单位安装剩余电流火灾预警保护装置时，应根据设计图纸及业主意图对构筑物有防火要求的具体区域作出合理的施工布置及劃分，提前确定剩余电流保护装置的作用区域、预设定动作值及时间，进而真正发生电气火灾事故时，能够极大程度的较少停电区域。 因而，在设计剩余电流探测器布点时，首先要对被控系统相关参数的设置有深入的解，提前了解被控系统的系统图及平面图，并掌握建筑电器的准确分布情况，定位具体配电箱（盘、柜）的楼层排布位置，并根据配电箱（盘、柜）的具体位置及内部排布把剩余电流探测控制器安装在其内部，具体数量要根据现场配线箱数量及火灾危险等级确定。

剩余电流保护采用几级保护的原则如下：

（1）根据已有构筑物用电总容量及配电干线（或分支线路）的分布情况，来明确几级漏电保护（正常状况下是二级或三级保护模式）;

（2）在二级开关处，需设置剩余电流探测控制器;

（3）三级开关的设置是根据建筑物的火灾报警等级（或者危险等级）、用电容量、用电负荷的用途等情况确定，需核实安装的总数量，再根据产品随机文件等质量合格证明文件选择对应的火灾监控控制器完成剩余电流监控系统的安装、调试。

4、电气火灾监控系统的组成及其接线预警原理图

4.1电气火灾监控系统一般由对应的监控器和探测器两部分组成，能够及时在电气火灾故障或存在电气火灾隐患的条件下发出警报，并提醒专业人员及时将建筑物现场火灾隐患消除，能够在早期发生电气火灾时起到有效的预防作用。该系统是一个独立的子系统，属于火灾预警系统。具体组成如图1所示：

4.2电气火灾监控系统功能的实现主要是依靠在用电线路上的各类剩余电流互感器，这类互感器能够有效的检测出用电线线路上的漏电流，其灵敏度极高，能够精确检测出极小的电流。漏电电流检测是依据剩余电流原理工作的，其原理见图2所示：

当配电回路主开关闭合，配电回路A、B、C三相线（对应的电流分别为Ia、Ib、Ic）和中性线N（对应的电流为In）穿过剩余电流互感器的铁芯线圈时，通常情况下相线和中性线的电流矢量和为零（即Ia、Ib、Ic矢量和为0），交流毫安表检测不出电流Id，如图2 左半部分所示;当配电回路任一相线或中性线有部分电流发生泄漏，此时交流毫安表处检测到的电流矢量和就不为零，剩余电流互感器的线圈也会感应出相应的漏电流，此时将其称为“剩余电流”。检测到的剩余电流经过电信号处理后与预先设定值进行比较，达到及超过预设定值时，电气火灾监控探测器立即发出漏电报警信号，并同时动作，及时切断故障线路。

5、漏电火灾报警系统的三种设计安装方式

5.1 安装在配电箱箱体内部的漏电火灾报警系统方式

此种安装方式一般适用于新建工程，在建筑物内设有专门的楼层配电箱，采用导轨了解的方式将将漏电火灾报警系统与线路的断路器进行安装，下一步在配电箱合适位置配置安装电流互感器，并将总电源通过该模块。

5.2用配电箱外部安装的漏电火灾报警系统方式

此类安装方式对于新旧工程及改扩建工程均适用，在配电箱附近专门安装漏电电流探测控制器，又方便接入总线。

5.3 采用成套配电柜形式的漏电火灾报警系统方式

采用成套配电柜形式的漏电火灾报警系统，只需要我们考虑在柜内主空开上端或下端固定漏电互感器，不再需要改动配电柜原有的内部结构，只需要在施工图纸敲定后由专业的厂家进行后期安装即可。

6 目前建筑施工中存在的问题及解决策略

6.1目前我们国家还没有比较完善的专门的漏电火灾报警系统设计、施工验收规范，丞待有关部门制定相应的设计和验收规范或加入到火灾自动报警的设计与施工验收规范中去。

6.2有大多数建设单位对电气火灾监控系统认识不到位、认为有了漏电保护开关就无需再安装电气火灾监控、把传统的漏电保护装置和电气火灾监控设备功能区分不清楚，甚至有的建设单位为了降低造价将工程中已设计的剩余电流火灾报警系统取消的事情发生。

针对此类问题，建议施工单位及时跟甲方沟通，告知其功能及重要性，避免发生类似事件再次发生。

6.3施工单位安装布线不规范，维护使用人员技术水平不过硬，对现场配电线路电气故障排除处理措施不到位，有漏电报警信息一般不去详细查找线路故障而是简单的关机或消音来处理，同时交验收的建设单位因没有专业人员，也不懂就草草接收，系统形同虚设势必造成潜在的火灾隐患。

针对此类问题首先要明确事故产生的原因，判断其原因是配电接线错误还是接线不规范，亦或是设备本身故障造成的。其次确定原因后使用仪表进行一一排除故障，尽可能的较少故障造成的损失。

6.4部分施工单位，由于对剩余电流火灾报警不熟悉，投标漏算，施工过程想尽办法建议甲方取消或者采购便宜的材料设备，造成隐患。是否设置剩余电流火灾报警系统，要根据甲方意愿及设计院图纸而定，施工方不能单纯的不擅长而任意取消或者再分包。

6.5有些设计图纸设计不完善、设置漏电探测节点不合理、不科学，导致系统实施不完善，功能配置不到位，給施工运营造成麻烦，从而影响整个系统的运行和使用功能。

针对此类问题，在图审时及时与甲方、设计院沟通，从源头上避免设计不完善，在施工过程中严格按照设计图中及会审纪要、联系单进行安装。

6.6因电气火灾监控系统跨越强电和弱电控制两个领域，因此该系统的安装和施工必须是成套厂家，强电施工单位、消防施工单位相互配合，相互协调才能顺利实施。如果配合协调不到位，将会给以后的维护维修造成了困难，还会在施工过程中产生诸如将线管预埋遗漏或预埋不规范等现象。

针对此类问题，现场管理人员应当对安装作业人员做好技术交底工作，明确敷设方式、敷设管材，避免因交底不到位而造成的返工现象。

6.7目前厂家生产的剩余电流式电气火灾监控系统还存在误报警和漏报警情形，此类问题只能与厂家沟通，进一步研发、生产满足预判及报警功能的新一代产品。

7 大力推广和应用电气火灾报警监控的措施

7.1建设主管部门或者行业主管部门应加强和完善相关的国家标准，地方标准的完善及建立，明确完善验收标注与责任部门。同时供货商应提高电气火灾产品的质量，减少误报和漏报。设计部门应充分认识的该系统的重要性，在设计工作中，应精益求精，提高相应的设计能力。国家相关职能部门应该加强监督和审查，积极督促建设单位、设计单位、施工单位、监理单位、咨询单位，充分认识推广和使用电气火灾监控系统的重大意义，在建筑工程的设计、施工、验收环节中严格把关，使该系统能够在建筑工程中得到真正意义上的使用。

7.2施工单位首先应该充分的了解和掌握该系统的安装使用措施，严格按照设计要求施工，维护管理人员应提升管理水平，能够掌握系统的日常运行和维护知识。与此同时施工单位应组织相关电气工程师，消防公司进行专项培训，提升业务素质，积极融入到智能化、信息化、数据化时代，了解剩余电流在建筑工程中的危害，能够熟练掌握电气火灾监控设备的安装和使用，在施工过程中严格的按照规范施工。

7.3业主方，物业方面应加强对消控室日常管理人员应该进行培训，熟悉该系统的功能及原理，能够在日常使用过程中正确使用，减少不当操作，能够分析和查看报警记录，处理相应的故障，对系统设备日常维护和保养有严格的措施，使该系统能够正常运行。

总结：电气火灾监控系统的推广和使用关系到建筑工程的用电安全性和建筑消防系统的完善性，大力推广和使用电气火灾监控系统是一件利国利民的大事，作为建筑工程施工企业我们更有义务和职责严格按照相关国家标准和规范认真落实电气火灾监控系统在建筑工程中的使用和维护，严抓施工质量关、严格按照设计要求组织施工、安装、布线和调试工作，使电气火灾监控系统真正发挥作用，为国家的经济建设和人民生活提供保障。

参考文献：

[1]  《高层民用建筑设计防火规范》                           GB50045-95（2005年版）

[2] 《剩余电流动作保护装置的安装和运行》                        GB13955-2005

[3] 《电气火灾监控系统第1部分：电气火灾监控设备》              GB14287.1-2014

《电气火灾监控系统第2部分：剩余电流式电气火灾监控探测器》  GB14287.2-2014

《电气火灾监控系统第3部分：测温式电气火灾监控探测器》      GB14287.3-2014

[4] 《住宅设计规范》                                      GB50096-2011（2012年版）

[5] 《住宅建筑规范》                                             GB50368-2005

[6] 《全国民用建筑工程设计技术措施》（电气）           中华人民共和國建设部发布，自 2003-03-01执行。

[7] 《低压电气装置的设计安装和检验》                  北京：中国电力出版社.中国航空规划设计研究院  王厚余编著，（2003年）

[8] 《工业与民用配电设计手册》（第三版）               北京：中国电力出版社.中国航空规划设计研究院等编，（2005年）

汪小伟，1977年10月，男，汉族，甘肃定西，大学本科学历，中级工程师，目前就业于甘肃第七建设集团股份有限公司，从事集团信息化管理工作