鄒論高層建筑電氣火災監控系統的設計

　　【摘要】對配電線路漏電引起的電氣火災隱患進行及時有效的監控是防止電氣火災頻發的必要措施。本文在介紹電氣火災監控系統設置的范圍基礎上，進行了高層建筑電氣火災監控系統的設計。

　　【關鍵詞】高層建筑  電氣  火災  監控系統

　　中圖分類號：TU97       文獻標識碼：A             文章編號：

　　隨著經濟的高速發展和人民生活水平的不斷提高，用電量成倍增長，電氣火災也隨之劇增，從而給國民經濟和人民生命財產造成巨大損失。據統計，電氣火災大部分是由電氣線路的接觸性電弧短路直接或間接引起的，其中配電線路老化、線纜絕緣破損、導線裸露造成漏電是主要原因。因此，對配電線路漏電引起的電氣火災隱患進行及時有效的監控是防止電氣火災頻發的必要措施。

　　為了遏制電氣火災的上升勢頭, 政府有關部門對《高層民用建筑設計防火規范》(GB 50045- 95, 2005版,以下簡稱《高規》) 和《建筑設計防火規范》(GB50016-2006, 以下簡稱《低規》) 進行了局部條文修訂, 要求在建筑物內安裝剩余電流動作火災監控系統。

　　一 、高層建筑電氣火災監控系統的設計

　　1、電氣火災監控器設置

　　目前, 漏電火災報警系統的設計主要依據《高規》和《低規》局部修訂條文, 但對新建和改造的建筑物設置電氣火災監控系統, 沒能給出明確的電氣火災監控器( 簡稱“監控器”) 的設置, 筆者認為可根據火災自動報警系統對保護對象的分級, 確定建筑物的火災危險性, 并結合《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》(GB 13955- 2005) 中電氣火災的防護章節的規定, 在以下位置設置監控器:

　　a. 配電室重要負荷( 消防、安防、大型計算機房、通訊機房等) 低壓出線回路設置監控器等;

　　b. 應在電力總配電箱進線處設置監控器;

　　c. 建筑物內人員密集場所和歌舞、娛樂、放映、游藝場所的配電箱進線處設置監控器;

　　監控器設置還應符合現行國家標準《電氣火災監控系統》(GB 14287- 2005) 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的有關規定。

　　2、電氣火災監控系統設計

　　（1）一般要求

　　a. 系統功能主要以監控對象的報警為主, 如確實需要觸發控制時應以手動觸發為主;

　　b. 系統容量應留有一定的裕量, 產品應符合國家相關規范和標準要求。

　　c. 明確保護對象的配電系統組成和接地型式;

　　d. 電氣火災監控系統( 簡稱“系統”) 主機應設在消防控制室內或24小時有人值班的場所;

　　e. 系統應有自動和遠程手動兩種觸發裝置;

　　（2）設計要求

　　因《高規》和《低規》是建筑設計規范, 非專門的漏電火災報警系統設計規范, 并沒給出詳細的設計要求,因此, 筆者根據以往所設計的工程和國家相關標準條文,主要對漏電火災報警系統設計提出幾點想法供商榷。

　　第一，電氣火災監控器

　　配電線路漏電監控器選用配三個電流探測器與一個剩余電流探測器的組合型, 監控器預設的各項參數值應有現場可調功能。

　　此外, 為避免重復設置, 配置有剩余電流探測控制器的配電箱, 若需漏電脫扣, 一般只使用普通帶脫扣的斷路器( 脫扣電壓宜為24V DC) , 不再使用剩余電流斷路器; 若需漏電報警, 同樣無需象以往使用報警式剩余電流斷路器, 以免造成浪費。同時為避免監控器和監控中心的聯網總線的短路, 應在回路上增設短路隔離器。

　　3、電氣火災監控系統的設備性能要求

　　a. 儲存各種故障及操作試驗信號, 信號儲存時間不應少于12個月;

　　b. 系統監控主機應有良好的兼容性。

　　c. 可探測泄漏電流信號;

　　d. 可探測電氣聯接點處溫度信號;

　　e 電氣火災監控系統的報警電流值應可調;

　　f. 電氣火災監控系統應具有自動巡檢功能;

　　g. 電氣火災監控系統應具有發出聲光報警, 準確報出探測點地址, 并監視探測點的變化, 打印故障報表功能;

　　第二，配電線路的漏電監控

　　根據國際消防資料和近年來國內電氣火災案例分析, 由線路電弧性接地故障引起的火災比例最大, 因此配電線路的漏電監控是電氣火災系統中的重要部分。對線路的漏電監控, 首先應了解保護對象火災危險性, 同時明確工程配電系統設計組成、接地型式和負荷對象性質。對線路漏電電流監控器設定值有下列要求: 報警值不應小于20mA, 不應大于1 000mA, 且監控器的報警值應在報警設定值的80%~100%之間,對疑似預警的剩余電流額定值均不宜低于正常運行實測泄漏電流值3～4倍且不宜大于100～300mA, 閾值報警的剩余電流額定值均不宜低于正常泄漏電流值的2倍且不宜大于300～500mA。線路及用電設備的正常泄漏電流值參見參考文獻1表11- 43、11- 44、11- 45。

　　配電線路的漏電監控保護應設兩級或三級保護,筆者認為隨著建筑物的體量增加和建筑物內供電對象多樣性, 建議建筑物內配電線路的漏電監控保護以三級保護為主。第一級通常為線路末端, 因是線路末端原則上仍應使用傳統無延時的RCD, 漏電動作電流I△n≤30mA, 高靈敏度、快速動作型, 主要用于防人身觸電保護, RCD應選用電磁式, 它靠接地故障電流來動作, 與線路殘壓無關能確保動作的可靠性。第二級設在樓層配電箱進線處和動力設備間內配電柜進線處,動力回路監控器漏電電流報警值IΔn 為50~100mA, 閾值報警值IΔn為200~300mA; 照明回路監控器漏電電流值IΔn100~200mA, 閾值報警值為IΔn 300~500mA, 以上電流值最后按實際正常泄漏電流值2倍確定, 且不宜大于300～500mA。第二級設置的漏電監控器主要功能以預警為主( 準確報出故障線路地址和隱患部位) ,盡量避免采用漏電自動脫扣保護, 因為從發生故障到烤燃起火以至成災, 需要一個相當長的時間, 因此發出報警后完全有時間查出故障線路和妥善處理故障回路。

　　確需采用漏電自動脫扣保護的回路, 最好選用漏電保護裝置( 漏電斷路器、漏電負荷開關和配有漏電附件的斷路器) , 由配電系統設計確定動作電流值和時間,實現具有選擇性的分級保護, 參數選擇有以下要求:

　　a. 用于配電線路的剩余電流保護裝置動作電流應不小于正常運行泄漏電流值的2.5倍, 同時還應不小于其中泄漏電流最大的一臺用電設備正常運行泄漏電流值的4倍。

　　b. 上下級剩余電流保護裝置的動作時間差不得小于0.2s, 上一級剩余電流保護裝置的極限不驅動時間應大于下一級剩余電流保護裝置的動作時間, 且時間差應盡量小。

　　c. 上級剩余動作電流( I△n) 不應小于下級剩余動作電流( I△n) 的3倍, 對火災危險性大的場所取值范圍為100～500mA, 對于一般場值取500mA～1A。建筑物總進線處為第三級, 第三級設置的監控器僅僅用于漏電報警, 其漏電電流值定為400～800mA。

　　因此, 火災監控系統對配電線路的漏電應以報警為主, 線路的漏電脫扣應由配電系統設計人員根據負荷性質與相關設計規范、國家標準設計, 避免功能重復, 使設置復雜化, 降低其可靠性且增加業主的建設費用。回路監控示意見下圖。

　　第三，配電線路和設備的溫度報警

　　配電線路和大型用電設備除有漏電監控報警外,還應根據負荷運行情況和線路敷設的環境因素, 建議條件允許時考慮在個別位置增設溫度監測報警, 如在電氣豎井內設置溫度監控器動態檢測電纜和插接式母線溫升情況。配電設備的溫度報警主要對干式變壓器設置高溫報警, 以上報警信號送至電氣火災監控系統。選用溫度報警方式時, 應根據線路和設備所提供的耐熱特性及允許溫升的資料設定溫度報警參數, 其值一般規定為小于允許耐熱溫度5℃。

　　一、電氣火災監控系統設置的范圍

　　1、根據建筑物的火災危險性大小、人員密集程度，下列建筑物的供電干線或電源線路上宜裝設電氣火災監控系統：財貿金融樓票證庫、圖書館書庫、檔案樓檔案庫、科研樓可燃物較多和火災危險性較大的實驗室、體育館、影劇院、大型放映廳的人員密集場所、面積大于50 平方米的可燃物品庫、餐廳、娛樂場所、卡拉OK 廳、歌舞廳、多功能表演廳、大型電子游戲機房、商業、企事業單位的公共廚房。在設計過程中，應對上述建筑內的防火區域作出合理的分布設計，確定適當的控制保護范圍。

　　2、根據因停電會造成重大經濟損失及不良社會影響的下列電氣裝置或場所應安裝電氣火災監控系統：公共場所的應急電源、通道照明、確保公共場所安全的設備、消防設備的電源，如消防電梯、消防水泵、消防通道照明、防盜報警的電源、其他不允許停電的特殊設備和場所。

　　為防止人身電擊事故，上述場所的負荷末端保護不得采用報警式剩余電流保護裝置。

　　參考文獻：

　　[1] 高層民用建筑設計防火規范. GB50045-2005.

　　[ 2 ] 剩余電流動作保護裝置安裝和運行.GB13955-2005.