電氣火災剩余電流原因分析及預防措施淺析

蔡貴雄

摘要：在電氣火災發生的事故中，除人為的因素以外，還包括有電氣線路接觸不良、電氣故障、諧波、雷電、靜電、電磁場和剩余電流漏電等，往往引起火災與爆炸、電氣設備故障、造成人身傷害和財產損失。在電氣火災事故中，電氣短路故障所占比一半以上，而電氣火災主要是由電氣設備（含電氣線路）上產生的高溫或電火花、電弧等所導致的。本文重點分析了電氣火災剩余電流產生的原因，并對如何預防、排查等進行了分析、探討，尤其對某地鐵電氣火災剩余電流問題提出了一些具體的解決方法，并取得了一定的效果。

關鍵詞：電氣火災剩余電流;原因;預防措施

隨著我國各種電氣產品種類及數量的日益增多、負荷增大，電氣線路也隨之變得更加復雜，火災隱患也隨之呈上升趨勢。根據國家安全事故通報統計，我國每年都發生多起電氣火災事故，電氣火災占總火災數的比例在快速上升，且電氣火災高居火災事故總數的首位、損失都在火災總損失的40%以上，造成了人民生命財產的重大損失，而且剩余電流報警占比較大。因此深入了解電氣火災產生的原因，并采取如何防范的相應措施是非常重要和緊迫的。

1.電氣火災是由于電氣方面原因產生的火源而引起的火災，一般是指各種發、送、變、配、用電設備及線路在帶電運行狀態下，由于非正常的原因，在電能轉化為熱能等其它形式的能量過程中引燃可燃物而導致的火災。還包括靜電和雷電引起的火災。在電氣線路中發生的泄露電流較為常見，所謂漏電流，就是線路的某一個地方因為相線或零線通過非預期負載（例如絕緣破損、受潮、絕緣能力下降）對大地連接產生電流。當有漏電發生時，漏泄的電流在流入大地途中，如遇電阻較大的部位時，會產生局部高溫，致使可燃物著火，從而引起火災。

2.電氣火災剩余電流產生的原因

2.1電氣火災剩余電流監控系統工作原理：當發生電氣火災剩余電流報警值時，電氣火災監控探測器將保護線路中的剩余電流電氣故障參數信息轉變為電信號，經數據處理后，探測器做出報警判定，將報警信息傳輸到電氣火災監控主機。電氣火災監控主機在接收到探測器的報警信息后，經確認判斷，顯示電氣故障報警探測器的部位信息，同時記錄探測器的報警時間，主機控制器發出聲光報警，警示人員采取相應的處置措施，排除電氣故障、消除電氣火災隱患。

2.2剩余電流式電氣火災監控互感器的基本原理：將配電線路的相線LA、LB、LC三相和零線N同時穿過剩余電流互感器，在無漏電的情況下它們的電流矢量和（即“剩余電流”）為0。當發生有漏電時電流矢量和不為零，探測器將檢測到的電流變換后送至剩余電流式電氣火災監控主機，監控主機根據檢測到的電流與設定的報警門限值（監控主機設備設置）進行比較，當達到設定門限值時，監控主機發出聲光報警信號。剩余電流互感器的正確配線方式，在安裝剩余電流探測器時，負載側（穿過剩余電流互感器后）的線路必須是獨立的，不能與保護區域以外的其他線路“共零”或有任何電氣連接。線路的三根相線和零線必須同時穿過互感器，而保護地線（PE線）不能穿過。

2.3某地鐵車站采用的電氣火災監控系統現狀

在某地鐵車站的供電系統400V開關柜、低壓配電箱、通信、信號系統等環節的供電線路中設計安裝了剩余電流式電氣火災監控探測器，根據火災自動報警系統設計規范要求規定，探測器的報警值設置在300mA～500mA的范圍。由于線路施工工藝、設備等原因，先后監測到在某些供電回路中有剩余電流報警現象，有的回路報警值超過1000mA。經分析，產生漏電流報警的原因主要有以下幾方面：（1）線路的相線對地有漏電現象;（2）線路的零線有接地現象;（3）通信、信號專業系統部分設備因自帶UPS，UPS中的濾波裝置直接接地或經電容接地;（4）供電系統所用電交直流屏設備內部存在主、備電源N線共用的缺陷，交流盤的兩段母線N排是聯通的，不滿足剩余電流監測裝置的正常運行要求;（5）未嚴格執行施工規范，施工接線錯誤。

3.解決措施

3.1針對照明回路剩余電流報警的整改。針對某地鐵車站照明回路存在的剩余電流報警情況，首先用鉗形電流表檢測報警回路，檢查主機顯示的報警值是否與現場實際報警值一致，若報警值不一致，檢查原因。再逐個檢查配電箱（包括下一級配電箱及上一級配電柜或同級別配電箱）是否有N線接至PE線接地排、PE線接至接零排的情況。檢查照明回路的L線、N線、PE線接線正確與否及是否有破皮、損壞等情況，若有破皮、損壞情況更換線纜滿足絕緣要求，對N線和PE線混接的錯誤回路重新接線、整改，使報警回路值降至剩余電流報警值500mA以下滿足國家規范。

3.2 針對信號電源屏等設備內部存在主、備電源N線共用的整改。針對某地鐵部分車站的信號設備存在有電氣火災剩余電流報警，經對現場設備深入的排查，發現信號電源屏設備內部存在主、備電源N線共用聯通問題，造成剩余電流漏電報警。經分析，根據自然泄露電流的分布特性，采用剩余電流兩個采樣探測器串聯的整改方法，消除自然泄露報警、保證剩余電流探測裝置正常運行。理論上任意一回路N線中減少（增加）的不平衡電流等于另一端N線增加（減少）的不平衡電流，所以主、備電源的剩余電流監測數值相等，并且兩個探測器串聯后，輸出電壓相位相差180°。經過現場試驗，采用此方法整改了某地鐵車站信號回路剩余電流報警問題。

4.效果分析。通過排查照明回路剩余電流報警，首先排查上、下級配電箱的接線及負載回路接線，是否有N線接至接地排、PE線接至接零排的情況。對于同一區域有多個雙電源配電箱的設置，當出現斷開一個配電箱的總斷路器，另一配電箱有探測器報警的情況，一般是PE線接至接零排造成。排查是否將LA、LB、LC三根相線與N線同時穿過探測器，線路是否有N線、PE線混接、破皮、受潮等，重新進行規范接線后，照明回路剩余電流報警問題得到解決。車站信號設備存在主、備電源N線問題，通過采用探測器串聯的整改方法也得到解決。

5.電氣火災剩余電流的預防措施

5.1 在設備選型方面。在選擇剩余電流式電氣火災監控探測器時，應考慮供電系統自然漏流的影響，并選擇參數合適的探測器，探測器報警值宜設在300mA～500mA范圍內。

5.2 探測器的設置、使用范圍方面。剩余電流式電氣火災監控探測器應以設置在低壓配電系統首端為基本原則，宜設置在一級配電柜（箱）的出線端。在加裝漏電流監測裝置（RCD）時應充分考慮UPS設備對地漏電流的影響。合理設置漏電流檢測裝置報警閥值，為確保穩定供電，建議對UPS輸入、輸出端不采用漏電開關與檢測設備。

5.3施工工藝方面。在施工時施工人員應嚴格執行《電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路接線施工及驗收規范》進行接線，上、下級配電箱的接線嚴格按圖紙規范接線，杜絕N線和PE線混接。在電線穿管時，金屬管口不要留有毛刺，避免劃傷線纜絕緣層，使絕緣電阻降低。施工完成后，若線纜絕緣電阻達不到規定要求，應及時排查原因。LA、LB、LC與N線應同時穿過互感器。

結束語：

電氣火災事故的頻繁發生，不僅給社會造成了巨大的財產損失，還有可能致人身傷害。同時電氣火災的發生如果針對不同情況作相應處理和預防，絕大多數是完全可以避免的，只要嚴格按照國家規范施工，電氣火災的影響和損失就可以降低到最小程度。通過分析某地鐵車站存在的電氣火災剩余電流報警問題，經過對現場線纜、接線工藝、設備等情況進行排查、分析，采用剩余電流探測器串聯的方法排查整改了部分信號設備內部因存在主、備電源N線共用聯通問題，使報警值降至滿足規范報警值以內，確保了設備安全、可靠運行，為地鐵運營提供了安全保障。

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