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2024-04-02

已有 340 次阅读2024-4-2 15:52 |个人分类:安全用电| 电气火灾预防系统, 电气火灾监控系统

刘鸿鹏

安科瑞电气股份有限公司上海嘉定 201801

【摘要】剩余和泄漏电流的相关定义和差异，以及剩余电流电气火灾监控系统的特点、类型、问题及与RCD的区别。

【关键词】泄漏电流；配电系统；剩余电流；RCD；电气火灾监控系统

0. 引言

剩余电流电气火灾监控系统是通过剩余电流的测试来发现配电系统的异常泄漏电流，从而发现可能存在的火灾隐患。在《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018年版)中称为电气火灾监控系统，第10.2.7规定了宜设置电气火灾监控系统的场所。下面从几个方面谈谈对剩余电流电气火灾监控系统的认识。

1. 剩余电流和泄漏电流

1.1 相关定义

国家标准《电气安全术语》GBTT4776-2008中对剩余电流和泄漏电流有如下定义:

剩余电流,英文名称Residual Curent,带电导体均存在,是指在电气装置电路中特定点上的电流代数值总和。泄漏电流,英文名称Leakage Cument，由于绝缘不良而在不应通电的路径中流过的电流。

对于剩余电流，《剩余电流动作保护电器的一般要求》GB/Z6829-2008中的定义为“流过剩余电流保护器主回路的电流瞬时值的矢量和(用有效值表示)”。可见,我国关于剩余电流的含义也存在不同的认识,国际上同样如此。正C标准中关于剩余电流的定义从开始的“瞬时电流值的向量和的有效值”到后来的“瞬时电流值代数和”。

关于泄漏电流。IEC/TR60755-2008中也有相应的规定eanth leakage current,直译为对地泄漏电流。释义为没有绝缘故障的情况下,由装置的导电部位流人大地的电流,这里强调的是没有绝缘故障;还有与之相对应的一个定义earth fault current,直译为对地故障电流,释义为由于绝缘故障流人大地的电流,这里强调的是绝缘故障。

另外,关于泄漏电流,即流入大地和电路中外露可导电部分等不应通电的路径中流过的电流，有正常情况和异常情况之分。正常情况下,即绝缘正常情况下,一般称为自然泄漏电流;异常情况下,即绝缘故障或绝缘损坏,此时的泄漏电流严格来说应该称为故障电流,为了与自然泄漏电流相对应,可称为异常泄漏电流。

1.2 二者的区别

(1)泄漏电流是剩余电流的一种,剩余电流的含义包括了泄漏电流。

(2)泄漏电流指的是电流为经过供电回路而从P或大地等途径返回电源的电流,而剩余电流是电感、电容在没有外接电源后,其自身存储的能量卸放过程产生的电流叫剩余电流,低压配电线路中各相(含中性线)电流矢量和不为零的电流。

(3)剩余电流:根据消防部门的统计,在全国的火灾事故中电气火灾约占113,在电气火灾事故中,由于低压线路单相接地故障,造成事故约占电气火灾事故的1/2。泄漏电流是用电器外壳和市电火线间由于某种原因连通后和地之间有一定的电位差产生的。

1.3 剩余电流和测试位置的关系

剩余电流是否为零与剩余电流的测试位置相关。如图1所示,系统发生接地故障,接地故障点此时产生异常泄漏电流,如果测试点在A处,则有剩余电流产生,剩余电流大小等于异常泄漏电流的大小,如果测试点在B处测试,则没有剩余电流,流人和流出的电流向量和为零。所以,剩余电流测试位置的选择很关键,正确的选择可以得知系统中是否存在异常泄漏电流。

实际应用中，测试位置越接近电源附近，则能监测很远的回路。因此,一般情况下将剩余电流电气火灾监控探测器安装于总电源及各主要支路的输出口。通过剩余电流互感器检测电气线路的剩余电流，当发生电气火灾事故时，值班人员能及时处理，通知电工或业技术人员排除隐患。

0. 剩余电流电气火灾监控系统与RCD的区别

在大规模采用剩余电流电气火灾监控系统之，配电系统一般采用剩余电流保护电器(RCD)进行此类火灾的防范。剩余电流电气火灾监控系统可以简单地理解为将若干个RCD联网组成一个系统,二者的区别主要体现在以下3个方面:

(1)剩余电流电气火灾监控系统能够在控制中心显示报警的位置,RCD则没有此项功能。

(2)剩余电流电气火灾监控系统能够即可设置为报警且执

行断电操作，也可设置为只报警而不执行断电操作,RCD则般是报警即动作,有些RCD是断路器加漏电模块,可做到只报警不跳闸。

(3)剩余电流电气火灾监控系统的基本功能是防范电气火灾，而RCD则分为防范火灾的RCD和防止人身触电的RCD。剩余电流电气火灾监控系统与RCD本质的区别在于报警策略,RCD的报警策略无任何人工智能方面的考虑，是一种简单的判断策略,忽略了系统特点、负荷性质以及三相负荷的平衡程度等因素对背景剩余电流值的影响,因此在准确、可靠报警方面存在漏洞。而且防火型RCD的报警值之所以设定为300mA,是以文献中认为300mA的剩余电流已经足可以引起火灾为提的,并不属于早期探测。

剩余电流电气火灾监控系统的报警策略则不同，虽然目的系统在报警智能化方面的进展较为缓慢，但只要在报警算法上取得突破,则可以实现报警智能化。即实现根据系统的用电特点、负荷性质等因素针对性地设定报警值,而且报警值可实现随着系统的变化而重新设定,即实现报警动作值的动态调整。

1. 剩余电流电气火灾监控系统的类型和特点

3.1多功能剩余电流探测断路器型

电气防火监控系统探测器实际上是一个功能多样化了的具有多项保护功能的断路器,可以组网实现集中控制。该探测器除具有剩余电流探测和报警功能外,同时包含短路保护、过载保护、过电压保护、欠压保护、缺相保护甚至防雷等多项功能。探测器将电流互感器、电源变换电路、信号处理电路、报警电路、通信接口和断路器集合在一起,形成多功能剩余电流探测断路器。

该系统具有以下优点:①保护功能多：②接线简单,易于安装：③内置电流互感器和剩余电流互感器,整合度高,体积小。

其缺点是:①结构复杂：②产品品种不全,目该类型探测器的MAX额定电流只有225A：③包含电源控制开关，一旦故障,可能造成断电：④由于该探测器需要取代原有的断路器,因此对于改造建筑来说,不但要更换原有的断路器,而且要改动线路：⑤从电气防火的角度来说,需要考虑探测器的多项保护功能是否都有必要。

2. 剩余电流电气火灾监控系统存在的问题

4.1配电系统存在的问题

4.1.1 配电系统接线问题

(1)中性线(N线)与保护线(PE线)错误连接。配电系统中,N线与线在图2所示的位置进行了连接，N线中电流可能会经过P线或从线分流返回到电源，所以N线中电流会随负载大小而变化,导致监控的剩余电流超过报警设定值,从而误报警。