近年來，全國火災(zāi)事故呈上升趨勢，而在火災(zāi)事故中，電氣火災(zāi)的比例一直居高不下，占火災(zāi)年均發(fā)生次數(shù)的27%，損失占火災(zāi)損失的52%，每年火災(zāi)造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失巨大，預(yù)防和有效遏制電氣火災(zāi)的任務(wù)已經(jīng)迫在眉睫。國家有關(guān)部門相繼制訂或修改了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，要求在建筑中設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。本文重點(diǎn)介紹剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的監(jiān)測原理以及安裝設(shè)置的依據(jù)和方式。并結(jié)合某建筑工程低壓配電柜中所安裝使用的此類型電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器實(shí)例，分析指出實(shí)際工程應(yīng)用中安裝設(shè)置此類型電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器應(yīng)當(dāng)注意的問題。
一、剩余電流監(jiān)測原理、產(chǎn)生原因與電氣火災(zāi)
1、剩余電流監(jiān)測原理
??剩余電流監(jiān)測原理是在低壓配電TN-S系統(tǒng)無故障的正常回路中Ia+Ib+Ic+In=0，在互感器磁芯內(nèi)沒有磁通，線圈內(nèi)的電動(dòng)勢為零。當(dāng)出現(xiàn)接地故障時(shí)，故障電流穿過磁芯流向故障點(diǎn)，但卻經(jīng)大地或經(jīng)TN系統(tǒng)的保護(hù)線返回變壓器中性點(diǎn)。使得穿過磁芯的線路中的電流因此不再平衡Ia+Ib+Ic+In≠0，電流差值在磁芯內(nèi)產(chǎn)生了磁通，導(dǎo)致線圈內(nèi)產(chǎn)生出感應(yīng)電動(dòng)勢。此差值電流被稱作“剩余電流”。
2、剩余電流產(chǎn)生的原因
??從剩余電流的定義可知，當(dāng)線路發(fā)生接地故障時(shí)，故障電流導(dǎo)致剩余電流的形成。而造成線路接地故障的原因有以下幾點(diǎn)：
??（1）建筑物內(nèi)配電線路施工不規(guī)范，如線路私拉亂扯未穿阻燃管敷設(shè)而直接埋于墻內(nèi)、隨意置于桁架上或線路穿過鋼管時(shí)被鋼管內(nèi)壁刮傷絕緣層；
??（2）老舊建筑物內(nèi)使用的線路年久失修而導(dǎo)致絕緣層老化破損；
??（3）用戶隨意增加負(fù)荷，造成線路因負(fù)荷大而發(fā)熱，使得絕緣層老化失效；
??（4）線路受自然條件影響，如周圍空氣潮濕導(dǎo)致絕緣水平下降。
3、接地故障導(dǎo)致電氣火災(zāi)
??配電線路絕緣層受損使得絕緣電阻下降，而絕緣電阻減小后就易于造成泄漏電流產(chǎn)生。使得在泄漏電流流入接地點(diǎn)處形成發(fā)熱現(xiàn)象，當(dāng)流入接地點(diǎn)周圍有易燃物時(shí)，經(jīng)長期高溫累積作用便會(huì)產(chǎn)生燃燒現(xiàn)象從而引發(fā)火災(zāi)。這種線路短路多為接地故障，并且泄漏電流一般為毫安級(jí)，因而線路上通常設(shè)置的一般的低壓斷路器無法動(dòng)作起到保護(hù)效果。這是因?yàn)樗念~定動(dòng)作電流大，而線路接地故障形成的接地短路電流小，不能夠使斷路器動(dòng)作跳閘。這也是接地故障容易導(dǎo)致電氣火災(zāi)的一個(gè)重要原因。
??因此為了能夠有效切除故障線路并防止電氣火災(zāi)發(fā)生，而在低壓配電柜中使用帶剩余電流保護(hù)功能的斷路器。只有這種類型斷路器的能夠在接地短路電流小到甚至僅有幾個(gè)毫安時(shí)，同樣能動(dòng)作跳閘，斷開故障線路。所以使用剩余電流保護(hù)作用對(duì)建筑物內(nèi)由于電氣線路接地故障所導(dǎo)致的火災(zāi)進(jìn)行預(yù)防成為一項(xiàng)重要的防電氣火災(zāi)措施。
??在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，剩余電流動(dòng)作保護(hù)器通常與剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器一起配合使用，剩余電流動(dòng)作保護(hù)器安裝在負(fù)載終端，主要用于人身觸電時(shí)及時(shí)切斷電源，防止電擊事故發(fā)生。剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器則安裝在配電柜中，通過檢測配電線路的剩余電流，一旦發(fā)現(xiàn)超過報(bào)警值，就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，主要用于防范因泄漏電流而導(dǎo)致的電氣火災(zāi)。
二、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器
??電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器按探測參數(shù)來區(qū)分，分為兩種分別是測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器和剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器；按工作方式區(qū)分有獨(dú)立式探測器（具有監(jiān)控報(bào)警功能的探測器）和非獨(dú)立式探測器兩類。以下重點(diǎn)介紹剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。
??根據(jù)《GB50045-1995高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（2005版）》及《GB14287.2-2005電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)第二部分：剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》規(guī)范解釋，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器是用來監(jiān)測低壓配電電氣線路中的剩余電流，從而防止發(fā)生電氣火災(zāi)的裝置。它是僅用于探測接地故障電流，而不探測相間故障電流、相對(duì)中線的故障電流的設(shè)備，具有監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理、分析、通信等功能。其安裝和運(yùn)行應(yīng)滿足《GB13955-2005剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》規(guī)范中的要求。
??剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的任務(wù)是正確檢測出配電線路和設(shè)備的接地故障電流并及時(shí)發(fā)出報(bào)警，實(shí)際上所探測的是被保護(hù)區(qū)域的剩余電流。目前剩余電流式探測器基本上都采用剩余電流互感器作為探測元件。
??剩余電流互感器是一種探測配電線路剩余電流的互感器，它的一次回路是相線（A、B、C）和中性線N，即相線和中性線同時(shí)、同向穿過互感器。對(duì)剩余電流互感器的主要要求是具有毫安級(jí)的高精度、40A以上的抗過載能力（±1%）。
三、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的設(shè)置與安裝
??根據(jù)相關(guān)規(guī)范，對(duì)低壓電氣線路的剩余電流監(jiān)控可按主干線、次干線和負(fù)載終端分3級(jí)進(jìn)行。設(shè)置的基本原則是低壓配電電氣回路末端探測為主，在末端配電柜的進(jìn)線或出線端設(shè)置，以便對(duì)末端配電柜至負(fù)載終端的線路和設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。
??位于低壓配電系統(tǒng)某一路分支線到若干個(gè)終端負(fù)載之間的配電柜稱為末端配電柜。例如場所區(qū)域配電柜、照明配電柜、設(shè)備專用配電柜等。
??在低壓配電系統(tǒng)電氣回路末端正常泄漏電流不大于200mA，且上一級(jí)配電處的正常泄漏電流≤500mA，仍符合設(shè)置條件時(shí)，也可設(shè)置在其上一級(jí)配電柜處，這便可以對(duì)上下兩級(jí)之間的線路和設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。
??設(shè)置的探測器的報(bào)警值必須適宜所探測電氣線路，報(bào)警的泄漏電流值不應(yīng)小于被保護(hù)電氣線路和設(shè)備的正常運(yùn)行時(shí)固有泄漏電流最大值的2倍，并且≤1000mA。
??在配電柜處設(shè)置探測器時(shí)，其柜內(nèi)出線必須是TN-S系統(tǒng)，并且要保證N線出線后不能重復(fù)接地。剩余電流探測器是用于380V/220V饋線回路剩余電流的探測，是將某一饋線回路各相（A相、B相、C相）和中性線N同時(shí)穿過同一剩余電流探測器來進(jìn)行工作的。因此剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器安裝時(shí)，三相相線及中性線必須一起穿過探測器，PE線禁止穿過探測器；安裝剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器后，應(yīng)滿足原有電氣設(shè)備的絕緣標(biāo)準(zhǔn)。
??剩余電流互感器在沒有特殊情況下應(yīng)該接入A、B、C、N四條線路。
??剩余電流互感器在安裝時(shí)，必須將PE線和N線嚴(yán)格區(qū)分開，PE線不可接入剩余電流互感器。N線應(yīng)接入互感器，而穿過剩余電流互感器的N線及接入剩余電流互感器負(fù)荷側(cè)的N線，僅作為中性線，不能重復(fù)多點(diǎn)接地，不能作為PE線使用，不能接設(shè)備外殼。并且不得再與其他回路共用。
??根據(jù)規(guī)范對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的定義，它的任務(wù)僅在于防范電氣火災(zāi)，而且僅用于報(bào)警，不切斷保護(hù)對(duì)象的供電電源。它與剩余電流動(dòng)作斷路器，在防護(hù)功能、技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)要求等方面有很大區(qū)別。剩余電流動(dòng)作斷路器更側(cè)重于人身安全的防護(hù)。兩者應(yīng)當(dāng)配合起來使用，且不能相互替代。
??在一些斷路器切斷故障電氣回路而停電，或許造成重大經(jīng)濟(jì)損失及產(chǎn)生不良社會(huì)影響的設(shè)備、場所，如公共場所的通道照明電源與應(yīng)急電源、消防設(shè)備的電源、不允許停電的特殊設(shè)備等就不適宜安裝使用剩余電流動(dòng)作斷路器，而應(yīng)當(dāng)使用安裝剩余電流監(jiān)控探測器。
??安裝設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置應(yīng)根據(jù)相關(guān)場所的實(shí)際情況，適當(dāng)劃分安裝區(qū)域。且一定要設(shè)在必要的地方，設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器時(shí)，應(yīng)充分考慮配電系統(tǒng)電氣回路中的剩余電流，并選擇參數(shù)合適的探測器，盡量充分發(fā)揮每只探測器的作用。從而有效防止接地短路故障而引起的建筑物電氣火災(zāi)的發(fā)生。