淺談防火漏電智能保護開關及其應用

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(1.柳州市財政投資評審中心，廣西 柳州 545006;2.柳州供電局，廣西 柳州 545005)

淺談防火漏電智能保護開關及其應用

韓光玲1,齊佳鑫2

(1.柳州市財政投資評審中心，廣西 柳州 545006;2.柳州供電局，廣西 柳州 545005)

結合我國電氣火災現狀分析了防火漏電智能保護開關的使用意義，介紹了功能特點，對防火漏電智能保護開關的安裝位置、分級保護、剩余電流與動作時間提出了建議。

防火漏電智能保護開關；漏電火災報警系統；建議

1 引言

隨著我國經濟的高速發展,大型民用建筑、高層建筑日益增多,因低壓配電系統故障引發的電氣火災也隨之增多,特別是近幾年來,由漏電引起的火災時有發生,且與短路等原因引起的火災相比更具隱蔽性,往往被短路等假象所掩蓋,難以找出真正的原因來加以防范,給國家經濟和人民生命財產造成巨大的損失。充分了解漏電火災的危險性,加強對漏電火災的技術防范措施,已成為當前電氣防火工作的重要任務之一。

2 我國電氣火災現狀

根據我國多年來用電情況調查,隨著人均用電量不斷提高,由電氣引發的火災事故也逐年劇增，已成為火災發生的主要原因之一，并在所有火災起因中居首位。據統計，2011年，全國共接報火災125402起，死亡1106人，受傷572人，直接財產損失18.8億元。我國的電氣火災大部分都是因漏電和短路而引發的。在低壓配電系統中，當電氣線路和電氣設備的絕緣受到損傷而發生漏電時，漏電所產生的電壓和電流便會導致接地故障，在接地故障持續的時間內，對地的電弧或火花將導致火災或爆炸。電氣短路主要包括金屬性短路和接地電弧性短路兩種：金屬性短路是由導體間直接接觸，如相與相之間、相與N線之間短路，其短路電流大，短路點往往被高溫熔焊,金屬線芯產生高溫以至熾熱,絕緣被劇烈氧化而自燃,但金屬性短路產生的大短路電流能使斷路器瞬時動作切斷電源,火災往往得以避免；接地電弧性短路是因短路電流受阻抗影響，電弧長時間延續，而電弧引起的局部溫度可高達3000～4000℃，很容易烤燃附近可燃物質引起火災,但由于接地故障引起的短路電流較小,不足以使一般斷路器動作跳閘切斷電源,引起的火災危險遠遠大于金屬性短路。

在低壓電氣線路上加裝防火漏電智能保護開關就是一種行之有效的防范措施,通過漏電火災報警系統,能夠準確地監控電氣線路的故障和異常狀態,提早發現電氣火災的隱患,避免事故的發生。

3 防火漏電智能保護開關組成及功能特點

防火漏電智能保護開關采用內置式結構,以塑殼式斷路器為主開關,另外配備各種采集、記憶、通訊等元器件,集漏電、短路、過載、過壓、欠壓、防雷、防誤合閘、故障類型識別、強制斷電等各種保護功能于一體,并具有來電顯示、聲光報警和本機自檢功能。其主要作為剩余電流式電氣火災監控探測器使用，并通過漏電火災報警系統,對電氣線路的故障和異常狀態進行實時監控,使被動防火變為主動防火，實現集中監控和管理的目標。其主動性功能特點如下:

(1)系統啟動后首先對電氣線路進行全面運行檢測，當不存在電氣火災隱患時才允許開關合閘接通，若存在電氣故障時提前預警,未排除電氣故障前拒絕合閘接通,確保低壓配電系統安全可靠運行。

(2)在低壓配電系統中,對電氣線路的運行狀況實行全天候在線自動安全監控，自動跟蹤診斷電氣故障,分析和識別故障類型,并發出聲光和語音報警。

(3)防火漏電智能保護開關采用了微電腦(PIC單片機)自動控制技術，取代了傳統被動式機械熱效應控制技術，分斷只需0.04s，一旦發生故障能快速切斷，增強了安全可靠性。

(4)系統具備“黑匣子”記憶功能。通過一臺電腦在5km范圍之內，可對1～250臺防火漏電智能保護開關實現遠程監控。

(5)系統采用智能化網絡管理。采用RS485/RS422四線制全雙工通訊模式，傳輸距離在5km以內。同時可與煙感、溫感或可燃氣體探測器及火災自動報警系統中心實行聯動控制，全面主動防御電氣火災事故的發生。

(6)系統實行多功能全面保護，除傳統的漏電、過載、短路保護外，又增加了防止過壓、欠壓、雷電感應和誤操作等防護措施，以避免對電氣設備的損壞,造成不必要的經濟損失。

4 防火漏電智能保護開關的安裝位置

在確定建筑物保護對象分級后，按照特級、一級和二級保護對象要求，在低壓配電系統中可按如下標準確定防火漏電智能保護開關的安裝位置，對各路配電線路進行有效的實時監控：

(1)當建筑物屬于特級保護對象時，由低壓配電室引出的全部配電干線回路(包括電力、照明、消防電力等干線)，均應在配電干線的首端安裝防火漏電智能保護開關；各防火分區、功能分區和樓層的電力與照明總(分)配電箱電源進線處，以及末端配電箱的電源進線處或分支線回路上均宜安裝防火漏電智能保護開關。

(2)當建筑物屬于一級保護對象時，由低壓配電室引出的重要配電干線回路(包括電力、照明、消防電力等干線),均應在配電干線的首端安裝防火漏電智能保護開關；各防火分區、功能分區和樓層的電力與照明總(分)配電箱電源進線處，以及末端配電箱的電源進線處或分支線回路上均宜安裝防火漏電智能保護開關。

(3)當建筑物屬于二級保護對象時，由低壓配電室引出的重要配電干線回路(包括電力、照明、消防電力等干線)，均應在配電干線的首端安裝防火漏電智能保護開關；各防火分區、功能分區和樓層的消防電力與照明總(分)配電箱電源進線處，以及末端配電箱的電源進線處或分支線回路上均宜安裝防火漏電智能保護開關。

(4)由一、二級負荷供電的雙電源切換箱，當采用多支路出線時，應在雙電源切換后的支路出線上安裝防火漏電智能保護開關；當雙電源切換后采用單一支路出線時，一般不需要安裝防火漏電智能保護開關，有特殊要求時可另外安裝。

(5)多層、高層住宅建筑和其他特殊類型的建筑物，應按國家與行業現行規范有關要求安裝漏電保護開關。

5 防火漏電智能保護開關的分級保護

當確定了防火漏電智能保護開關安裝位置后，還應考慮每路配電線路的分級保護，分級保護一般可分為兩級或三級。第一級保護為全網總保護或主干線保護，這一級保護的防火漏電智能保護開關可安裝在變壓器低壓側作為總開關使用，或安裝于主干線的首端，其保護范圍為低壓側母線、主干線及其配電裝置；第二級保護為分支干線保護或末端線路保護，這一級保護的防火漏電智能保護開關裝設在分支干線與分區配電箱的進線處、末端配電箱的進線處或分支用電設備線路上，其保護范圍為分支干線或末端線路及其一般用電設備；第三級保護為末端線路或分支線路保護，這一級保護的防火漏電智能保護開關安裝在末端配電箱的進線處，或末端配電箱分支線路上，其保護范圍為末端線路及其一般用電設備。

在電氣設計時，選擇采用兩級還是三級保護，應根據低壓配電系統的配電形式和配電保護級數來確定。在低壓配電系統中,當采用放射式供電時，一般宜選擇兩級分級保護。第一級保護應設在低壓配電室引出的配電干線回路的首端；第二級保護應設在各防火分區、功能分區和樓層的總(分)配電箱電源進線處、末端配電箱的進線處或分支線回路上。當有特殊要求時,宜選擇三級分級保護。在低壓配電系統中，當采用樹干式供電時，一般宜選擇三級分級保護。第一級保護應設在低壓配電室引出的配電干線回路的首端；第二級保護應設在各防火分區、功能分區和樓層的總(分)配電箱電源進線處，或分支線回路上；第三級保護應設在末端配電箱的電源進線處或分支線回路上。當有特殊情況時,也可選擇兩級分級保護。

6 防火漏電智能保護開關的剩余電流與動作時間

確定選擇兩級分級保護時，設在低壓配電室引出的配電干線回路首端的第一級保護，額定剩余動作電流為400～1000mA,動作時間為0.5～1s；設在各防火分區、功能分區和樓層的總(分)配電箱電源進線處,或末端配電箱的進線處的第二級保護,額定剩余動作電流為200～400mA,動作時間為0.3～0.5s；設在末端配電箱分支線回路上的第二級保護，主要作為間接接觸防護，額定剩余動作電流小于或等于30mA，動作時間小于或等于0.1s。

確定選擇三級分級保護時，設在低壓配電室引出的配電干線回路首端的第一級保護，額定剩余動作電流為600～1000mA，動作時間為0.7～1s；設在各防火分區、功能分區和樓層的總(分)配電箱電源進線處的第二級保護，額定剩余動作電流為200～600mA，動作時間為0.5～0.7s；設在末端配電箱的電源進線處的第三級保護，額定剩余動作電流為200～400mA,動作時間為0.3～0.5s；設在末端配電箱分支線回路上的第三級保護，主要作為間接接觸防護，額定剩余動作電流小于或等于30mA，動作時間小于或等于0.1s。

7 結語

防火漏電智能保護開關作為漏電火災報警系統現場智能分布監控的重要保護裝置，以它全面升級換代的智能保護功能，替代了傳統的保護或漏電開關，克服了傳統開關存在的“機械式被動保護、保護功能單一、保護動作速度慢、準確性差、不具備消防聯動、無智能控制”等缺陷，具有短路無火花、過壓無損害、過流無隱患、觸電無感覺，在智能設計、功能、可靠性、穩定性等方面都實現了重大技術革命,實現了智能全自動多功能安全監控，使被動防火變為主動防火，已成為遏制電氣火災的重要力量。

[1]中華人民共和國建設部.智能建筑設計標準[S].2006-12-29.

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[4]中華人民共和國住房和城鄉建設部.民用建筑電氣設計規范[S].2008-01-31.

[5]國家技術監督局中華人民共和國建設部.高層民用建筑設計防火規范[S].1995-05-03.

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[7]中華人民共和國公安部.電氣火災監控系統第1部分:電氣火災監控設備[S].2005-09-01.

[8]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局中國國家標準化管理委員會.電氣火災監控系統第2部分:剩余電流式電氣火災監控探測器[S].2005-09-01.

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

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1004-289X(2013)05-0092-03

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B

2012-12-24

韓光玲(1981-)，女，吉林鎮賚縣人，助理工程師，目前從事電氣安裝概預算工作。