漏電火災報警系統設計及設備選型

[摘要] 論述了漏電火災報警系統的組成和各部分的功能，并對漏電火災報警系統的設計和設備選型提出建議和看法。

[關鍵詞] 漏電火災報警系統 電氣消防數字監控終端 消防火災自動報警系統 設計 選型

1 問題的提出

頻頻發生的各類火災事故中，大部分都是電氣火災。電氣火災中尤以短路、過載、電弧引發的火災居多。根據公安部消防局電氣火災原因技術鑒定中心的歷年統計資料來看，電氣火災大部分是由短路直接或間接引起的。電氣火災已成為人類安全隱患的主要殺手之一。

據消防部門調查確認，電氣引發的火災事故現場多數是裝有斷路器、漏電開關等保護裝置的。但為什么火災事故還是頻頻發生呢？主要原因是因為隨著用電負荷的不斷增加和用電環境的日益復雜，傳統的用電保護模式如保險絲、漏電開關、斷路器等保護裝置技術嚴重滯后，加上功能單一，缺乏綜合安全防護和火災監控功能。因此，當供電線路出現漏電、過載、短路、過壓、缺相等故障時，傳統的保護措施就有點力不從心，很難作出快速準確的反應，無法從根源上杜絕火災的發生。

為此，自2005年10月1日起實施的《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95（2005年版）新增了漏電火災報警系統。漏電火災報警系統是一種集現代計算機技術、通訊技術、網絡技術、數字化監控技術而形成的具有成熟保護功能的系統。漏電火災報警系統能有效地對漏電及由于漏電可能引起的火災進行預報和監控，能夠準確監控電氣線路及終端的故障和異常狀態，實現遠傳遠控和報警顯示，能及時發現火災隱患，及時報警并提醒人員消除隱患，真正做到防患于未然。

2 漏電火災報警系統的構成

漏電火災報警系統分為軟件支持系統和硬件執行系統兩部分。

軟件支持系統是支持硬件系統合理有效運行的系統，基于windows98系統或windowsXP系統平臺、RS485規約和C-BUS總線模式的應用管理軟件系統，屬于完全開放式系統，與傳統火災報警系統應徹底兼容。

執行硬件系統包括集中報警控制器、中繼器、火災數字監控終端、計算機和打印設備等，詳見圖1。

集中報警控制器是漏電火災報警系統集中報警控制中心，完成與各個數字監控終端的信息通訊，特征矢量（電流、電壓、漏電電流等）的顯示，指示地址及遠程控制（控制數字監控終端的分、合閘操作）的功能。內置計算機串行通信接口，支持RS485協議規則，與計算機和打印機等相連。

中繼器是信號的收發增強單元。只有當數字監控終端相距集中報警控制器超過一定距離時加裝中繼器。

火災數字監控終端是執行硬件系統的功能執行單元，具有在線監控、遠程通信和功能執行等功能，是漏電火災報警系統的核心組件。在系統設計上，每一個監控終端對應一個ROM存儲器，記錄終端地址、終端電流、電壓、漏電電流當前值、故障特征及發生故障歷史紀錄，維修歷史記錄等信息。電氣消防數字監控終端根據單相和三相回路又分為二線制式終端和三相四線制監控終端。二線制式電氣消防數字監控終端是漏電火災報警系統的遠端監控單元，執行終端配電故障精確檢測、類型識別、譯碼解碼、在線通訊、遠程控制等功能，設有I/O輸入輸出端口，支持RS485協議規則。三相四線制火災數字監控終端采用了單片機控制技術，能實時、準確在線監控供電線路的運行情況。一旦線路出現漏電電流達到設定值時，數字監控終端能立刻啟動保護程序，發出指令切斷（/不切斷）供電線路，防患于未然，并發出聲光報警。同時與之相連接的計算機監控中心聯動報警。專用CPU是三相四線制火災數字監控終端的核心組件，實時監控系統軟件，切實做到故障的實時有效識別和有效處理。

3 漏電火災報警系統設計要點

3.1 掌握設計的范圍

《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-95，2005年版)規定，“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。”

需要考慮漏電火災報警的，住宅設計限定在每棟住宅進戶主電源開關；公共建筑應為人員密集、裝修高級、有易燃物品的場所，達到一定的面積空間或功能區；為了保證人身安全，應按低壓配電設計規范要求設置漏電流保護，并需要對其中重要的回路實行系統的檢測和控制。

漏電火災報警系統中火災漏電報警器一般設定漏電動作，保護電流為200mA、300mA、500mA，最大不應大于800mA。根據不同建筑選用不同的檔次。根據選定的檔次要計算某一面積空間或功能區的漏電流可能的實測值。對于較大的區域可能要設置幾個防火漏電報警器。

3.2 設計中必須注意分級保護問題

為防止電氣火災，《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》(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Te＜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(只監測，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(立式或組合式)。按照國家標準《電氣火災監控系統》 (GB14287-2005)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）。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），詳見表1、表2；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24V DC。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支都設。

3.3 漏電火災報警系統的電源應按消防電源處理

《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-95，2005年版)中明確規定，“高層建筑的消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙設施、火災自動報警、漏電火災報警系統、自動滅火系統、應急照明、疏散指示標志和電動的防火門、窗、卷簾、閥門等消防用電，應按現行的國家標準《供配電系統設計規范》GB50052的規定進行設計，一類高層建筑應按一級負荷要求供電，二類高層建筑應按二級負荷要求供電。”

3.4 設計時還應考慮的因素

要選用合適的防火漏電報警器，最好具備漏電和短路、過電流雙重保護的內置塑殼斷路器。防火漏電報警器還應具備下述功能：

⑴過、欠壓動作保護；

⑵漏電動作保護（一般為漏電動作電流200mA、300mA、500mA可供用戶分檔選擇）；

⑶漏電電流動作數碼顯示；

⑷過載聲光報警動作；

⑸故障動作語音撥號報警；

⑹短路、漏電聲光報警動作；

⑺本機動作實時記錄（過載、過壓、欠壓、漏電、外觸發）；

⑻三相負載指示（了解負載的用電平衡情況）；

⑼故障類型識別指示；

⑽聯動實時記錄配電柜內的開關電器（斷路器）動作時間；

⑾ 外部控制（遠程控制切斷負載電源）；

⑿ 可與感溫探頭、感煙探頭、可燃氣體探測器聯動控制；

⒀ 可與火災自動報警系統聯動，實現遠程切斷負載電源（24VDC）；

⒁ 故障動作記錄并可查詢；

⒂ 自檢（僅對本機電路進行自檢）；

⒃ 專用控制軟件，實現微機遠程控制循環與多臺報警器進行操作和日常管理。

4 設備選型要點

漏電火災報警系統為具備微機技術、通訊技術的全總線智能型產品，組成分布集散的監控系統，便于設計、施工、布線管理。

4.1 產品應具備標準化接口，監控計算機可對分散的報警器集中調度、控制、保護、監視、顯示，達到用電安全管理、控制、保護、分析于一體的通訊智能化系統，并便于實現與消防聯動。

4.2 采用大屏幕液晶顯示，基Windows平臺，全漢化的圖形界面，操作人員可通過形象的圖形加文字菜單及聯機幫助，具有全局事件的響應功能，以動態圖像和聲音提示系統設備的異常。

4.3 專用組態軟件實現網絡管理并具有事故記錄、狀態顯示、相電壓顯示、負載功率顯示、漏電動作電流顯示、用戶負載檔案、故障動作語音提示等功能，所有狀態均可在微機的瀏覽界面上顯示刷新。

4.4 整個系統具有較高的可靠性、靈敏度、快速響應速度，大容量的記憶存儲功能（信號存儲時間不應少于12個月）和較高的實用性。

5 結語

設計過程中一定要對規范條文充分理解，結合施工規范要求，并根據所選產品技術要求進行深化設計，使漏電火災報警系統完全融入整個消防系統。另外，在滿足漏電火災報警系統功能的前提下，設計時要充分考慮利用消防系統原有的管線等條件以節約施工成本。

參考文獻

[1] 中華人民共和國國家標準. 高層民用建筑設計防火規范（GB50045— 95）.中國計劃出版社，2005.

[2] 北京利達英杰電子有限公司. 漏電火災報警系統設計手冊.

[3] JHLD-08漏電火災監控報警系統.