電氣火災剩余電流原因分析及預防措施

1、電氣火災剩余電流原因分析及預防措施在電氣火災發(fā)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生的原因，并對如何預防、排查等進行了分析、探討，尤其對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。隨著我國各種電氣產(chǎn)品種類及數(shù)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

2、據(jù)國家安全事故通報統(tǒng)計，我國每年都發(fā)生多起電氣火災事故，電氣火災占總火災數(shù)的比例在快速上升，且電氣火災高居火災事故總數(shù)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(chǎn)的重大損失，而且剩余電流的報警占比較大。因此深入了解電氣火災產(chǎn)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。電氣火災是由于電氣方面原因產(chǎn)生的火源而引起的火災，一般是指各種發(fā)、送、變、配、用電設備及線路在帶電運行狀態(tài)下，由于非正常的原因，在電能轉(zhuǎn)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(fā)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

3、期負載（例如絕緣破損、受潮、絕緣能力下降）對大地連接產(chǎn)生電流。當有漏電發(fā)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(chǎn)生局部高溫，致使附近的可燃物著火，從而引起火災。一、電氣火災剩余電流產(chǎn)生的原因分析（一）電氣火災剩余電流監(jiān)控系統(tǒng)工作原理當發(fā)生電氣火災剩余電流報警值時，電氣火災監(jiān)控探測器將保護線路中的剩余電流電氣故障參數(shù)信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，?jīng)數(shù)據(jù)處理后，探測器做出報警判定，將報警信息傳輸?shù)诫姎饣馂谋O(jiān)控主機。電氣火災監(jiān)控主機在接收到探測器的報警信息后，經(jīng)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(fā)出聲光報警，警示人員采取相應的處置措施，排除電氣故障

4、、消除電氣火災隱患，防止電氣火災的發(fā)生。（二）剩余電流式電氣火災監(jiān)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(fā)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(jiān)控主機，監(jiān)控主機根據(jù)檢測到的電流與設定的報警門限值（監(jiān)控主機設備設置）進行比較，當達到設定門限值時，監(jiān)控主機發(fā)出聲光報警信號。1.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(qū)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

5、同時穿過互感器，而保護地線（PE線）不能穿過。正確的配線方式如下圖1所示：LBLC2.地鐵采用的電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀在地鐵的供電系統(tǒng)400V開關柜、低壓配電箱、通信、信號系統(tǒng)等環(huán)節(jié)的供電線路中設計安裝了剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器，根據(jù)火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范要求規(guī)定，探測器的報警值設置在300mA500mA的范圍。在剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器投入運行后，先后監(jiān)測到在某些供電回路中剩余電流報警現(xiàn)象，有的回路剩余電流報警值超過1000mA，發(fā)生了漏電流。經(jīng)分析，在地鐵設備系統(tǒng)中產(chǎn)生漏9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(xiàn)象，如下如圖2所示（2）線路的零線有接地現(xiàn)象，如下

6、圖3所示:I.ALBI_C（3）通信、信號專業(yè)系統(tǒng)部分設備因自帶UPS，UPS中的濾波裝置直接接地或經(jīng)電容接地，在地鐵項目中采用的臺達UPS設備會產(chǎn)3.5mA2000mA（不大于輸入最大項電流5%）的漏電流。因此在通信、信號供電線路中會常有超過1000mA的剩余電流的情況發(fā)生，而剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器按國家行業(yè)規(guī)范標準要求只能檢測到1000mA以下的剩余電流，超過1000mA即可判定為越限報警。（4）供電系統(tǒng)所用電交直流屏設備內(nèi)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(lián)通的，不滿足剩余電流監(jiān)測裝置的正常運行要求，導致剩余電流監(jiān)測裝置持續(xù)報警。如下圖4所示：(5) 施工接線錯

7、誤。由于在施工時施工人員未嚴格執(zhí)行電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路接線施工及驗收規(guī)范(GB50171-2012)的要求，且未嚴格按施工圖紙布線,為圖方便將多個回路同時穿管放線，也未認真對各回路進行相線與N線對應確認，導致相鄰配電箱部分回路的零線接錯?；蛘呤钦彰骰芈種線和PE線未分，將N線和PE線混接，或是多個檢測回路的N線在下一級被混接等原因最終導致剩余電流報警。二、整改措施（一）針對照明回路剩余電流報警的整改針對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(xiàn)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

8、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，若有破皮情況更換破皮線纜滿足絕緣要求，對N線和PE線混接的錯誤回路重新接線、整改。但部分車站由于需要上吊頂及無法進入吊頂內(nèi)排查，排查難度較大。（二）針對信號電源屏等設備內(nèi)部存在主、備電源N線共用的整改針對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(jīng)對現(xiàn)場設備做深入的排查之后，發(fā)現(xiàn)信號電源屏設備內(nèi)部存在主、備電源N線共用聯(lián)通問題，造成剩余電流漏電報警。經(jīng)分析，根據(jù)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(lián)的整改方法，消除自然泄露報警

9、、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(jiān)測數(shù)值相等，并且兩個探測器串聯(lián)后，輸出電壓相位相差180°。（三）通信專業(yè)系統(tǒng)設備因自帶UPS產(chǎn)生剩余電流報警和供電所用電交直流屏設備內(nèi)部存在主、備電源N線共用問題通信專業(yè)涉及的設備因自帶UPS造成剩余電流報警問題和供電專業(yè)所用電交直流屏設備內(nèi)部存在主、備電源N線共用問題，通信專業(yè)和供電專業(yè)正在排查處理中。三、效果分析通過對照明回路剩余電流報警排查，首先排查了上、下級配電箱的接線及負載回路接線是否正確，是否有N線接至接地排、PE線接至接零排的

10、情況。對于同一區(qū)域有多個雙電源配電箱的設置，當出現(xiàn)斷開一個配電箱的總斷路器，另一配電箱探測器報警的情況，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，重新進彳丁規(guī)范接線、整改后，照明回路剩余電流報警問題得到解決。部分車站的信號設備存在有主、備電源N線問題，通過采用探測器串聯(lián)的整改方法得到解決。四、電氣火災剩余電流的預防措施（一）在設備選型方面在選擇剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器時，應考慮供電系統(tǒng)自然漏流的影響，并選擇參數(shù)合適的探測器，探測器報警值宜在300mA500mA范圍內(nèi)。（二）探測器的設置、使用范圍方面剩余電流式電氣火

11、災監(jiān)控探測器應以設置在低壓配電系統(tǒng)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(jiān)測裝置（RCD）時應充分考慮UPS設備（尤其是啟動時可能出現(xiàn)的瞬態(tài)對地漏電流）的對地漏電流。合理設置好漏電流檢測裝置的報警閥值，為確保穩(wěn)定供電，建議對UPS輸入、輸出端不采用漏電開關與檢測設備。（三）施工工藝方面在施工時施工人員應嚴格執(zhí)行電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路接線施工及驗收規(guī)范進行接線，上、下級配電箱的接線嚴格按圖紙規(guī)范接線，杜絕N線和PE線混接。在進行電線穿管時，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，造成漏電流。施工完成后，若線纜絕緣電阻達不到規(guī)定要求的，應及時排查原因。另外，LA、LB、LC與N線應同時穿過互感器，不然無法準確檢測剩余電流報警值。電氣火災事故的頻繁發(fā)生，不僅給社會造成了巨大的財產(chǎn)損失，還有可能致人身傷害。同時電氣火災的發(fā)生如果針對不同情況作相應處理和預防，絕大多數(shù)是完全可以避免的，只要嚴格按照國家規(guī)范施工，電氣火災的影響和損失就可以降