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漏电火灾成因及其预防对策分析

2015-08-26周梦林四川省乐山市夹江县消防大队四川乐山614000

中国科技纵横 2015年8期
关键词:漏电保护装置短路

周梦林(四川省乐山市夹江县消防大队,四川乐山 614000)

漏电火灾成因及其预防对策分析

周梦林
(四川省乐山市夹江县消防大队,四川乐山 614000)

在电气火灾中,漏电火灾比起短路等引起的火灾更具隐蔽性,失火后也难找出真正的原因(被短路等假象所掩盖),成为火灾调查的难题。为了研究漏电规律及其火灾危险性,以便提出有效的预防措施,本文从各电气规范入手,查找其中涉及漏电火灾防护的不足之处,提出对规范的细化和改善意见。同时,本文提出几种常见和新型漏电火灾防护装置,分析各自特点和适应的安装场所,建议安装正确的漏电火灾防护装置,提高对漏电火灾的预防能力。

漏电火灾 预防 对策

在电气火灾中,漏电火灾比起短路等引起的火灾更具隐蔽性,失火后也难找出真正的原因(被短路等假象所掩盖),成为火灾调查的难题。一般来说,低压配电系统中,绝缘导线在正常情况只会产生微量漏电流,不足以导致触电事故和漏电火灾。然而,在人为使用或保护疏忽导致绝缘皮破损的时候,可能产生绝缘击穿、放电、电弧等,导致人员触电或火灾。在有爆炸性气体的化工场所里,如果出现漏电现象,很容易就会导致火灾、爆炸事故。

1 漏电电流产生原因

造成漏电的因素很多,归纳起来主要有以下几种:

(1)低压配电系统安装人员素质参差不齐,质量难以保证,表现在:潮湿或有酸碱腐蚀性的环境中,电线明敷,设备未作保护直接安装;布线时,刀、钳、锤等损伤绝缘层;导线接头连接质量和绝缘包扎质量不符合要求,连接部位松动等。

(2)电气线路或设备疏于检查,因过负荷(机械,电、热负荷)、使用年限较长或污染等原因造成介质性能降低。

(3)选用了假冒、伪劣的电气产品。

2 漏电引起火灾的原因

漏电电流产生后,主要通过以下几种途径就会产生火灾:

2.1接地电弧短路

电气短路有金属性短路和电弧性短路两类。前一类短路电流大,保险丝能及时熔断而切断短路电流,因此,不容易形成火灾。后一类是由于短路点未被焊死而迸发电弧或电火花,它的短路电流不大,保险丝一般不会被熔断,而电弧持续存在,其局部温度可高达2000°C~3000°C,很容易引燃近旁可燃物质,成为火灾点火源。

2.2接触不良

漏电电流引起火灾漏电故障点通常情况下接触不良,似接非接,导致接触电阻较大,使过电流保护装置难以动作,同时会在故障点处产生电弧。另外,相线与零线接线端子接触不良,设备工作不正常,可以及时发现处理。而保护零线或地线的接线端子连接不良,电阻过大,设备仍然照常工作,故障点就不易被发现。

表1 与国内外类似研究、技术的综合比较

2.3选择性接地

漏电持续发生时,由于电流不能流散而寻找阻抗小的另一回路通地,会沿接地线传导使所有与之相连的电气装置的金属外壳带有对地电压,这时就可能向邻近低电位的水暖管、煤气管等金属构件飞弧成为起火源。仅20V的维持电压就可使电弧连续发生,同样能引燃周围可燃物。

3 漏电火灾预防对策

3.1改善现行规范,加强对电气线路消防安全工作的监管

IEC(国际电工委员会)19941200-53中593.3条明确要求采用两级或三级剩余电流保护装置,防止由于漏电引起的电气火灾和人身触电事故。我国从80年代至今逐渐加大了对漏电火灾的重视程度,在80-90年代编制、发布和实施了关于剩余电流动作保护器的九个标准,其中有四个国家标准及五个部颁标准。此外,最新的电气规范也都涉及到了剩余电流保护装置的安装:如2005年新修订《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95、《剩余电流动作保护装置的安装和运行》GB13955-2005、《建筑设计防火规范》GB50016-2006、《建筑设计防火规范》GB50016-2014等,增加了对漏电火灾报警系统的安装规定,但是没有具体指明各场所安装的类型,对实际安装缺乏指导性。总的来说,现行规范中涉及漏电的条款设计正日臻完善。

3.2剩余电流动作保护装置的选择

剩余电流动作保护装置即漏电保护装置(RCD),是指在指定条件下被保护电路中的漏电电流达到预定值时能自动断开电路或发出报警信号的装置。它是由漏电保护开关、漏电断路器、漏电报警器以及移动式漏电插头插座等组成。选用剩余电流动作保护装置还应当考虑多方面的因素,特别是剩余电流动作保护装置的漏电动作电流和分级保护问题等。

选用的剩余电流动作保护装置的额定不动作电流,应不小于电气线路和设备的正常使用时泄漏电流的2倍。用于间接保护时,在TN系统中,可选用I△n为几百毫安至几安培、分段时间为0.4s及以下的剩余电流断路器;在TT系统中,可以选用I△n=100~500mA、分段时间≤1s的剩余电流断路器。一般情况下,在电源端或分支线上,应选用低灵敏度延时型或动作特性可调的剩余电流保护装置。而在末端,仍应使用传统无延时的漏电开关,漏电动作电流IΔn≤30mA,额定动作时间Tn<0.1s。漏电保护装置的极数应按线路特征选择。单相线路选用二极保护器;仅带三相负载的三相线路或三相设备可选用三极保护器;动力与照明合用的三相四线线路和三相照明线路必须选用四极保护器。

3.3建立和完善漏电火灾报警系统

2005版《高规》GB50045-95和2006版《建规》GB50016-2006都明确规定了要安装漏电火灾报警系统。漏电火灾报警系统不是简单地等同于设置RCD防止电气火灾,而是从系统的层面提出要求,通过一个功能明确的完整的系统来实现防止电气火灾的目的。

第一种是“多功能漏电开关型”,具有剩余电流探测、报警功能,可以组网实现远程集中监控。该类型产品内置电流互感器,保护功能多。但是由于体积限制,最大电流只有225A;另外由于电源线必须通过报警器开关进出,要改动配电箱线路,所以该类型对改造工程中已经成形并使用中的配电箱(柜)不适合。

第二种是电气火灾监控设备与电气火灾监控探测器分离配制型。该类型产品不含电源控制开关,不串入配电系统,无论新工程还是改造工程都比较方便,性能稳定可靠。此结构形式一般只有剩余电流和过电流探测功能,与配电系统相对独立,将会是今后漏电或在报警系统的主要发展方向。

第三种是将电气火灾监控设备与电气火灾监控探测器分离,并且其总线直接使用普通火灾报警系统的二总线,省去集中控制器和上位机,由增强的火灾报警控制器整合剩余电流探测报警功能后一并控制的类型产品,可以节省组网布线和竖井线,消防中心一体化监控,界面统一,方便管理。但是,相对复杂的火灾报警系统故障也可能会造成漏电火灾报警系统瘫痪。所以,对于规模较大的建筑,最好还是设置独立的漏电或在报警系统为宜。

3.4建议安装火灾自动型漏电断路器

火灾自动型漏电断路器可利用各种电器开关对可能产生火灾的场所进行监视和预防。所有用电设备的供电电源线路中都装上这种开关,该开关一旦获得预警和火灾信息(如:电流、温度等),就能及时自动关断电源。它主要是用于交流50 Hz,额定电压为220/380 V,额定电流为630 A以下的电路。采用该类开关,不需要对原有电器线路、设施作任何改动,仅需将原有的普通开关换成同类型,但具有火灾自动保护功能的防火开关即可。见表1比较。

火灾自动保护型漏电断路器适用于多种场合。其中HNB47FL系列适用于家庭和类似用途场合如办公室、单位的档案室、财务室、贵重原料保管室、易燃物品储藏室等小型用电区域。HNM20FL系列适用于工厂、商场、车间、医院、影剧院、卡拉OK厅、电子游戏室等较大型用电场合,提高上述场所对意外火灾的预防和万一发生火灾时的自我断电保护的反应速度和可靠性。必须注意的是:该类开关在检测到火灾信息后即自动关闭其所控制电源。在火灾扑灭之前,该开关即使用人力也不能让其合闸通电。故不能将其安装在用于灭火系统设备的电源线路中,否则将使灭火设备无法启动。

[1]王晓天.低压配电系统漏电导致火灾的危害性及其防范措施[J].同煤科技,2004(4):16.

[2]GB13955-2005.剩余电流动作保护装置的安装和运行[S].

[3]宁为国,李晓晖.漏电火灾报警系统的设计与安装[J].消防技术与产品信息,2006(8):8-12.

周梦林(1971—),男,四川仪陇人,大学本科毕业,工程师,就职于四川消防总队乐山市支队夹江县大队,主要从事基层消防监督工作。

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