火災漏電報警系統哪些應該設計？
發布時間：2019-06-08 11:50:12 丨 文章來源：http://www.dollidoll.com/ | 作者：火災探測器清洗丨 瀏覽次數：613
近年來電氣火災事故居高不下，以2005年為例，十大火災中死亡人數最多的兩起吉林省遼源市中心醫院特大火災、汕頭華南賓館特大火災，均為電氣火災，有關專家積極呼吁盡快采取有效的技術防范措施，遏制電氣火災的上升勢頭，政府有關部門也非常重視，相繼制訂或修改了有關標準規范，要求在建筑中設置漏電火災報警系統。《高層民用建筑設計防火規范》GB50045－95（2005版）局部修訂條文9.5.1條、強制性國標《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》GB13955-2005都強調了剩余電流動作保護裝置在防止因接地故障而引起的電氣火災的防護作用，要求在建筑物內安裝剩余電流動作火災監控系統。可以說，預防建筑電氣火災，設置漏電火災報警系統的國家標準和規范已經基本齊全（還有有關的其他規范正在報批中），今后有關場所設計、應用漏電火災報警系統將越來越多。目前，熟悉這一新型報警設備的設計、施工技術人員亦較少，實際工作中遇到的困惑也較多，本文就此作一膚淺探討，以期拋磚引玉。
現行國家標準《防火漏電電流動作報警器》GB14287—93定義：
防火漏電電流動作報警器(簡稱“漏電報警器”)：當主回路中的漏電電流超過給定值時能發出報警信號的裝置，它由漏電互感器和漏電報警控制器組成。
隨著技術的發展，傳統分散設置的單個漏電報警器逐漸演變為網絡化集中管理的電氣火災監控系統，國家有關部門及時修訂了標準，新頒發了GB14287-2005標準，將于2006-06-01實施。新標準將“防火漏電電流動作報警器”更名為“電氣火災監控系統”，并細分為3部分，第1部分：電氣火災監控設備，第2部分：剩余電流式電氣火災監控探測器；第3部分：測溫式電氣火災監控探測器。相關定義如下：
電氣火災監控系統：當被保護線路中的被探測參數超過設定值時，能夠發出報警信號、控制信號并能指示報警部位的系統，它由電氣火災監控設備、電氣火災監控探測器組成。
電氣火災監控探測器：探測被保護線路中的剩余電流、溫度等電氣火災危險參數變化的探測器。
電氣火災監控設備：能接收來自電氣火災監控探測器的報警信號，能發出聲、光報警信號和控制信號，指示報警部位，記錄并保存報警信息的裝置。
“漏電”在國際上的通用術語是“剩余電流”，其它有關國家標準也稱“剩余電流”，因此新標準統一稱“漏電”為“剩余電流”。與此對應，《漏電保護器安裝和運行》GB13955－92也升級為《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》GB13955-2005，自2005年12月1日起實施。
《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》中對漏電火災報警系統的定義是：
剩余電流動作電氣火災監控系統：用監測剩余電流的互感器、剩余電流探測器、報警器或控制器構成的電氣火災實時監測并實施報警或切斷電源的裝置。
可見，GB14287電氣火災監控系統的探測器不僅僅包括剩余電流式電氣火災監控探測器，還包括近年新出現的測溫式電氣火災監控探測器。高層民用建筑設計防火規范》GB50045（2005版）中有關條文要求設置的漏電火災報警系統就是GB13955定義的“剩余電流動作電氣火災監控系統”，也就是僅由GB14287.2：剩余電流式電氣火災監控探測器構成的電氣火災監控系統。
2漏電火災報警系統的設計
2.1規范中有關設置漏電火災報警系統的相關條文
目前，漏電火災報警系統的設計主要依據《高層民用建筑設計防火規范》GB50045－2005局部修訂條文：9.5.1高層建筑內火災危險性大、人員密集等場所宜設置漏電火災報警系統。
此外，報批中的新版《建筑設計防火規范》11.2.7條：商店、劇院、電影院、體育館等人員密集場所宜設置漏電火災報警系統。新制定并已在報批中的《建筑電氣火災預防要求和檢測方法》有關條文也明確要求“應在電源進線端設置自動切斷電源或報警的剩余電流動作保護器”。
規范條文用詞為“漏電火災報警系統”，表明應該是一個聯網的整體裝置，是一個完整系統，是對應GB14287-2005標準的要求，而不是以往分散設置的單個漏電流報警器或傳統漏電開關可以勝任的。高規條文說明中，也特別強調“這些設備要采用國家消防電子產品質量監督檢驗中心檢測合格的產品，以確保質量安全”，可見并非是使用普通漏電開關就可以的，許多電氣設計人員往往有此錯誤傾向。
關于“宜”字的把握，規范用詞說明指出：表示允許稍有選擇，在條件許可時首先應這樣作。可見，“宜”原則上是首先要考慮設置的，沒有特殊情況，沒有經消防主管部門同意，是不能隨便選擇取消設置的。
2.2探測控制器具體點位設計問題
由于《高層民用建筑設計防火規范》是建筑設計規范，并非漏電火災報警系統產品國家標準，也并非專門的漏電火災報警系統設計、施工驗收規范，因此，條文要求比較粗，造成目前漏電火災報警系統設計、施工、驗收沒有明確條文依據，各自憑自己的理解執行，五花八門，勢必影響到漏電火災報警系統工程的順利施工和運行，影響其電氣火災監控功能的正常發揮。
2.2.1《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》是漏電火災報警系統設計和安裝使用的重要標準
筆者以為，從長遠看，制定專門的漏電火災報警系統設計、施工驗收規范是有必要的，或將有關內容加入到《火災自動報警系統設計規范》GB50116、《火災自動報警系統施工及驗收規范》GB50166中，但目前或今后相當長一段時間，還將面臨上述“混亂”。目前，以國家最新的《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》GB13955-2005為標準，并參照GB14287-2005《電氣火災監控系統》有關內容執行，是比較可行的。因《高層民用建筑設計防火規范》2005版要求設置的漏電火災報警系統就是“剩余電流動作保護裝置”中的“剩余電流動作電氣火災監控系統”，本身屬于《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》GB13955-2005的管理范圍。
2.2.2剩余電流探測控制器的布點
根據國標《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》GB13955-2005中關于分級保護的規定，安裝剩余電流火災監控裝置時，應對建筑物內防火區域作出合理的分布設計，確定適當的保護范圍、預定的剩余電流動作值和動作時間，并應滿足分級保護的動作特性要求，縮小故障切斷電源時引起的停電范圍。因此，設計時首先應對被控配電系統的相關參數有一個比較清晰的了解，研究有關被控配電線路的相關圖紙，并將建筑電氣的分布情況調查清楚，確定配電設備（配電箱、盤、柜）的位置，把每一個探測控制器分配到相應的配電設備上，根據實際情況確定控制探測器數量配置。為避免重復設置，配置有剩余電流探測控制器的配電箱，一般只使用普通帶脫扣的空開，不再使用帶漏電保護的空開。
點位分配原則如下：根據建筑用電負荷和線路具體情況，確定采用二級或三級保護模式；一般所有的二級開關處都要安裝剩余電流探測控制器；三級開關是否安裝應根據負荷實際情況和建筑用途、火災危險性等實際情況確定。在確定了探測控制器安裝位置后，統計探測控制器的安裝總數再根據產品資料選擇相應的壁掛、立柜、琴臺式集中控制器構成完成的漏電火災報警系統。集中控制器一般設置在消防中心。
重要線路，包括消防、安防、應急電源、通道照明線路及不容許停電的重要場所，根據GB139554.6規定，應安裝純報警式剩余電流探測報警器，報警但不切斷電源（不控制脫扣），既保證了用電安全又保證了供電的不間斷性。
2.2.3設計中必須注意分級保護問題
為防電氣火災，GB13955-2005強調采用分級保護時，電源端或分支線路上的剩余電流保護裝置應與末端的剩余電流保護裝置的動作特性應當協調配合，實現具有動作選擇性的分級保護，避免大面積停電。一般情況下，在電源端或分支線上，應選用低靈敏度延時型或動作特性可調的剩余電流保護裝置。而在末端，仍應使用傳統無延時的漏電開關，漏電動作電流IΔn≤30mA，額定動作時間Tn＜0.1s，高靈敏度、快速動作型，主要用于防人身觸電保護，與漏電火災報警系統是互補關系。
建筑總進線處安裝一個探測控制器(只探測不脫扣控制)，并選擇參數適合的三相電流探測器和剩余電流探測器（分立式或組合式）。按照國家標準GB14287.2-2005中第二部分：剩余電流式電氣火災監控探測器的4.2.2的規定：探測器報警值不應小于20mA，不應大于1000mA，且探測器報警值應在報警設定值的80%-100%之間。根據此項要求，一般把把總進線處的剩余電流定為400～800mA。
在每個支路配電柜的二級開關上安裝二級探測控制器，選擇參數適合的三相電流探測器和剩余電流探測器。
對于電流和剩余電流探測器的選用，首先推薦四合一（三個電流探測器與一個剩余電流探測器的組合型）探測器。一般根據配電箱塑殼斷路器規格就可以選擇相應四合一電流探測器的型號與之配合。通常二級配電線路(干線)上的探測報警器應選用額定剩余動作電流IΔn=100～400mA，延時動作時間在0.2~0.5S的產品（注：許多產品的IΔn是可以現場測量后調整的，延時0.2S，拉開動作時間差，可以避免與末端保護同時動作）；此外，為適應漏電火災報警系統對低壓配電系統的控制功能，塑殼斷路器應配有分勵脫扣器，脫扣電壓宜為24VDC。為避免報警器至監控中心集中報警器之間的聯網總線局部短路造成某一回路或全系統癱瘓，應在回路上增設短路隔離器，一般每3～5個漏電報警器設置一個，也有的產品要求每個總線分枝都設。下表為GB13955-2005附錄中的延時時間推薦值。
二級保護的延時時間
二級保護 一級保護 末級保護
延時時間推薦值/s 0.2 無延時
注：延時型剩余電流動作保護裝置的延時時間的級差為0.2s。
三級保護的延時時間
三級保護 一級保護 中級保護 末級保護
延時時間推薦值/s 0.4 0.2 無延時
2.3漏電火災報警系統的選型
據不完全統計，目前，國內已有十余個漏電火災報警系統生產廠家，主要分布在北京、廣東等地，實力雄厚，有相當規模的不多，產品品質良莠不齊，這是新產品初期市場的特點。今年下半年國家標準《電氣火災監控系統》GB14287-2005正式執行后，滿足《電氣火災監控系統》要求的產品選型將不會存在問題，目前只是新舊標準的轉換過渡期。
根據其產品結構形式，主要有三種類型。
第一種是“多功能漏電開關型”，典型代表有廣東和福建廠家的產品。其特點是：具有包括剩余電流探測、報警功能在內的擴展多功能，集漏電、短路、過載、過壓、欠壓、缺相、延時送電、防誤合閘甚至防雷等功能于一身，并可以組網實現遠程集中監控，外觀為盒裝，內部將探測器（電流互感器）、電源變換電路、信號處理電路、報警電路、通信連動接口、主回路分斷開關（100A以下多用磁保持繼電器、100A以上用接觸器或空開――塑殼斷路器）整合在一起，形成多功能漏電開關。此種類型產品優點：保護功能多，內置電流互感器（包括電流互感器和零序電流互感器），接線少，整合度高、使用方便；缺點：結構復雜、故障率偏高、產品品種不全，由于體積限制，目前最大電流只有225A；因內部包含電源控制開關（斷路器），是關鍵配電產品，還必須通過電氣開關類的電氣產品3C認證；由于電源線必須通過報警器開關進出，要改動配電箱線路，對改造工程中已經成形并使用中的配電箱（柜）不適用。一般為422通信接口，4線制，沒有總線短路保護模塊，局部總線短路容易導致全系統癱瘓。
第二種是電氣火災監控設備與電氣火災監控探測器（互感器）分離配置型，典型代表有北京多個廠家的產品。電氣火災監控設備通過火災監控探測器（互感器）采樣配電箱（柜）內的電流和漏電流信號經內置單片機系統分析處理后上報消防控制室的集中控制器，并通過塑殼斷路器的脫扣裝置（或接觸器線圈）切斷電源。優點：不含電源控制開關，不串入配電系統，只通過互感器取樣信號和脫扣控制，無論新工程還是改造工程都比較方便，二總線，有總線短路保護，性能穩定可靠，缺點：監控設備與電氣火災監控探測器（互感器）之間需要敷設RVVP-P/8芯信號線及2芯脫扣控制線，一般只有剩余電流和過電流探測功能。可以預見，與配電系統相對獨立的此種結構形式將會是今后漏電火災報警系統的主要發展方向。結構原理見圖1所示。
監控設備與探測器分離配置型漏電火災報警系統
第三種是第二種電氣火災監控設備與電氣火災監控探測器（互感器）分離配置型的一種特例，只是其總線直接使用普通火災報警系統的二總線，并省去集中控制器和上位機，由增強的火災報警控制器整合剩余電流探測報警功能后一并控制。這種類型產品目前只有北京一家火災報警設備廠家生產。優點：可節省電氣火災監控系統集中控制器和上位機，并節省組網布線，主要節省了豎井線，消防中心一體化監控，界面統一，方便管理。缺點：原來的火災報警控制系統還需要重新通過GB14287-2005電氣火災監控系統的雙重檢測認證。組合后，相對復雜的火災報警系統故障也可能會造成漏電火災報警系統癱瘓，使得系統可靠性降低。此外，相對于獨立設置專業化的漏電火災報警系統集中管理平臺來說，功能和界面要弱一些，對于規模較大的建筑，最好還是設置獨立的漏電火災報警系統為宜。
2.4漏電火災報警系統的安裝設計方式
根據漏電火災報警系統產品的選型和工程配電系統特點，一般有以下幾種設計方式：
2.4.1配電箱內部形式的安裝設計
一般用于新工程在樓層設有專門樓層配電箱的情況。將漏電火災報警系統的探測控制器與微型塑殼斷路器配套用導軌形安裝，再將漏電互感器固定在箱內合適位置。或將多功能漏電開關型的產品直接安裝在配電箱內部適當位置，將總電源通過該開關（報警器）。
2.4.2配電箱（柜）外部形式的安裝設計
對新舊（改造）工程都適用，專門安裝探測控制器的防火監控箱設在配電箱附近。一般適用4合一電流互感器（3個電流互感器和一個零序電流互感器）。改造工程建議適用開口型的電流互感器（由兩半扣合），可以盡量不觸動原來配電箱（柜）的內部導線和器件布置。對于在建筑底層集中配電的系統，可將多個壁裝式漏電流探測控制器集中安裝，整齊美觀，并方便總線接入。多功能漏電開關型的產品需要將電源先引入漏電報警開關裝置后再接入配電箱。
2.4.3配電柜成套形式的安裝設計
直接在配電箱柜面板上嵌入探測控制器，只考慮在柜內適當位置固定漏電互感器（一般在主空開上端或下端），不改動配電柜內部結構，不用增加單獨的探測控制器安裝箱，美觀方便。應在設計中明確提出要求，在施工圖會審完畢，由配電柜成套廠考慮預留面板上嵌裝漏電流探測控制器的孔。
3漏電火災報警系統安裝中應注意的問題
3.1漏電火災報警系統施工主體單位問題
根據上述漏電火災報警系統的特點，漏電火災報警系統有相當的獨立性，但與配電系統密不可分，歸入強電系統施工比較便于協調配合。反之，實踐證明，歸入消防報警系統施工單位施工，則容易扯皮，協調配合困難，加上其對控制柜不熟悉，對互感器安裝等比較陌生，施工質量難以保證。對于個別直接使用普通火災報警系統的二總線漏電火災報警系統，在與配電柜成套廠家或施工單位充分溝通配合的前提下，可以并入消防報警系統施工單位施工。目前，消防主管部門對漏電火災報警系統施工單位是否需要具備消防專業承包資質，尚未有明確的界定。
3.2漏電火災報警系統的施工要求
國家標準《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》GB13955第6部分“剩余電流保護裝置的安裝”明確指出：“剩余電流保護裝置安裝應充分考慮供電方式、供電電壓、系統接地型式及保護方式。剩余電流保護裝置的形式、額定電壓、額定電流、短路分斷能力、額定剩余動作電流、分斷時間應滿足被保護線路和電氣設備的要求，在不同的系統接地形式中應正確接線”。
具體地說，漏電火災報警系統的安裝應注意以下問題：
1)漏電流報警器標有電源側和負荷側時，應按規定安裝接線，不得反接。
2)安裝漏電流斷路器時，應按要求，在電弧噴出方向有足夠的飛弧距離。
3)安裝時，必須嚴格區分N線和PE線，三級四線式或四極四線式電的N線應通過漏電火災監控系統的電流互感探測器。通過漏電火災監控系統的電流互感探測器的N線，不得作為PE線，不得重復接地或接設備外露可接近導體。PE線不得接入剩余電流保護裝置。
4)漏電火災報警系統沒有歸入配電系統施工單位施工時，雙方應充分溝通，協調有關安裝方式、尺寸和電氣技術參數。新工程使用電氣火災監控設備與電氣火災監控探測器（互感器）分離配置型產品時，在配電柜（箱）訂貨時應向廠家明確互感器尺寸，以便于預留安裝位置。
5)《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-2005的9.1.1條要求，漏電火災報警系統應當按照消防用電的規定執行。因此，無論消防中心設置的集中控制器還是現場設置的電氣火災監控探測器都要按照消防用電的規定執行，接入消防用電。
6)漏電火災報警系統的電流互感探測器在配電柜（箱）內安裝，要特別注意施工安全，要在斷電情況下施工，并注意強弱電分開走線，單獨敷設電流互感探測器信號線，并應使用帶屏蔽的多芯控制線。特別注意防止接錯線或搭線，造成強電串入火災監控探測器中燒毀火災監控探測器或聯網的多個火災監控探測器。
7)改造工程一般應將組合式電流/剩余電流探測器置于塑殼斷路器下端出線處，當安裝不便時，可考慮安裝于塑殼斷路器的入線端。
8)施工單位應配備移動式（手持便攜式）剩余電流檢測儀，并在調試時先進行配電系統剩余電流的檢測，及時排除剩余電流異常情況，并作詳細記錄。根據GB13955標準5.7.3和5.7.5要求，設定合適的漏電流報警閥值，通常報警設定值取值不小于線路和設備正常運行泄漏電流值的兩倍。
9)根據GB13955標準6。3。7要求，安裝完成后必須要有如下的檢驗項目：按動探測控制器（報警器）上的測試試驗按鈕，使探測控制器輸出脫扣電壓，試驗塑殼斷路器脫扣是否靈敏。此項測試應逐一進行，用試驗按鈕連續試驗3次，應正確動作，消防中心集中控制器應指示報警部位；帶額定負荷電流分合3次，均可靠動作，不應有誤報警現象；在消防中心集中控制器上手動對各配電箱進行斷電測試，應正確無誤。
10)漏電報警系統使用的管理制度：每月需在通電狀態下，按動試驗按鈕，檢查漏電保護器動作是否可靠。雷擊或其它不明原因使漏電保護器動作后，應作檢查。漏電保護器動作后，經檢查未發現事故原因時，允許試送電一次，如果再次動作，應查明原因找出故障，不得連續強行送電。嚴禁跨接、短接使用剩余電流動作保護器。
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