漏電引起火災(zāi),是造成線路電氣原因火災(zāi)中較為特殊的和難以防止的一種,它往往又是造成線路短路火災(zāi)的隱患。但即便是近幾年國家有關(guān)電氣安全的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程不斷的修訂而完善各種安全保護(hù)措施,至今也還未能對(duì)直接防止漏電引起線路火災(zāi)作出較為系統(tǒng)全面的規(guī)定(僅從漏電保護(hù)用于線路防觸電保護(hù)、過電流后備保護(hù)作出了規(guī)定),但線路本身漏電造成電氣火災(zāi),已經(jīng)是當(dāng)前電氣火災(zāi)不斷增多的一種重要原因,對(duì)此不得不加以重視和防范。線路漏電引起火災(zāi),可發(fā)生在相線、相線與中性線、相線與大地之間,本文試對(duì)最常見的線路對(duì)地漏電造成火災(zāi)的形成和預(yù)防作一歸納和探討。
一、線路非正常漏電的形成及火災(zāi)危險(xiǎn)性分析:
正常低壓線路通電運(yùn)行時(shí),由于絕緣層介質(zhì)特性及分布電容的影響,總存在一定的漏電流,如圖1所示。其特點(diǎn)是漏電流沿線路均勻分布,線路每處通過微小電流,并不對(duì)線路絕緣造成損害。當(dāng)線路某處受一種或多種因素的影響絕緣
圖1 線路正常時(shí)絕緣電阻及分布電容對(duì)地漏電示意 圖2 線路非正常對(duì)地漏電示意
Izl─正常漏電流;Ifl─非正常漏電流;降低或遭損壞形成故障,如圖2所示發(fā)生非正常漏電時(shí),漏電流將主要集中在線路故障處,并通過接地點(diǎn)流入大地,流回接地中性點(diǎn)。線路非正常漏電一旦形成,因漏電流相對(duì)較小,線路過流保護(hù)電器無法檢測(cè)動(dòng)作(如防短路、 過負(fù)荷的、),往往由于下列情形造成電氣火災(zāi):
?。薄⒔^緣降低但電阻大的故障處搭接接地導(dǎo)體、潮濕建筑物等,與地構(gòu)成回路,漏電流大,由于故障處局部發(fā)熱造成絕緣物起燃(經(jīng)驗(yàn)表明,1A以上的漏電流就可能起火)。
2、絕緣破損的故障處與接地體“時(shí)接時(shí)斷”故障處產(chǎn)生電弧或電火花引燃絕緣層或近處燃爆物。
3、故障處接觸木材等不良導(dǎo)電體,由于徽小電流的反復(fù)電化作用,形成導(dǎo)電通路,電流增大發(fā)熱引起火災(zāi)( 如木材由不定形碳轉(zhuǎn)化為定形碳成為導(dǎo)電體)。
線路絕緣性能遭損害產(chǎn)生非正常漏電主要有下列原因:
(1)線路使用時(shí)間過長,絕緣老化失效。
(2)線路受潮濕、高溫、多塵、腐蝕性等惡劣環(huán)境影響絕緣降低。
(3)線路經(jīng)常過電流運(yùn)行,絕緣受熱作用損壞。
(4)接頭絕緣恢復(fù)處理不當(dāng),絕緣失效。
(5)線路絕緣受機(jī)械性損傷,如磨擦、劃傷、動(dòng)物啃咬等。
二、線路漏電火災(zāi)的預(yù)防措施:
預(yù)防措施主要體現(xiàn)在線路安裝敷設(shè)、檢測(cè)維護(hù)、適時(shí)保護(hù)(安裝固定式保護(hù)器)三個(gè)方面。
(一)線路安裝敷設(shè)的防范措施:
1、嚴(yán)格根據(jù)環(huán)境條件,如高溫、潮濕、腐蝕性、多塵或正常環(huán)境選擇絕緣保護(hù)相適應(yīng)的導(dǎo)線,并視需要作隔熱、防腐蝕、防潮、防塵等加強(qiáng)性保護(hù)措施。
2、敷設(shè)線路注意線間、線路與建構(gòu)筑物間保持規(guī)定距離、嚴(yán)格接規(guī)定作好線路固定、支撐;穿墻過洞必須穿管保護(hù)。
?。?、在建筑吊頂、夾層內(nèi)布線必須穿金屬或難燃塑料管敷設(shè),以防老鼠啃咬破壞絕緣層。
?。础惭b敷設(shè)線路嚴(yán)禁損壞絕緣層,如釘破絕緣層,對(duì)線路接頭要落實(shí)好絕緣恢復(fù)措施。
?。?、嚴(yán)格按負(fù)荷量按裝相應(yīng)截面導(dǎo)線和過流保護(hù)電器,防止線路受短路、過負(fù)荷高溫作用損壞絕緣層。
(二)加強(qiáng)漏電故障的維護(hù)檢測(cè)
由于需要區(qū)分線路正常和非正常漏電,以及漏電故障處的確定。因此線路漏電檢測(cè)是一項(xiàng)對(duì)、檢測(cè)技能和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)都要求較高的工作,目前常采用以下方法:
?。?、用試電筆直接檢驗(yàn),判定絕緣破損。此法簡單、直觀,但由于是“點(diǎn)”檢測(cè),檢測(cè)控制線路范圍很受局限,有時(shí)難以確定故障線路。
?。?、測(cè)電壓法。常用的低壓TN、TT接地供電方式,正常時(shí)三相電壓(及線電壓)基本是平衡的,如測(cè)得有較大的不平衡電壓,則一般電壓偏小的相存在漏電。此法檢測(cè)控制的范圍廣、簡單直觀,但對(duì)于三相不平衡負(fù)載線路,因中性線存在一定的電壓降,正常時(shí)也會(huì)造成電壓不平衡,對(duì)小量漏電流難以判定。
?。?、絕緣檢測(cè)法。用兆歐表在線路斷電情況下,檢驗(yàn)線路對(duì)地絕緣水平,正常環(huán)境線路絕緣阻抗應(yīng)不小于0.5兆歐,或每伏工作電壓不低于1000歐,潮濕環(huán)境可適當(dāng)降低。此法檢測(cè)控制范圍廣,可逐級(jí)檢測(cè),但需斷開電源影響供電,檢測(cè)結(jié)果又往往受環(huán)境影響,有時(shí)難以確定線路是否存在漏電。
4、漏電儀檢測(cè)法。漏電儀由零序電流檢測(cè)頭(表頭)及信號(hào)處理器(表身)組成,一般分辯率可達(dá)0.1毫安。
使用漏電儀重要的一點(diǎn)是要掌握線路正常漏電水平,以確定非正常漏電,但目前國內(nèi)線路生產(chǎn)廠家還少于提供正常線路漏電值,往往根據(jù)線路長度、環(huán)境、使用年限等因素綜合判定。
表1是絕緣導(dǎo)線部分敷設(shè)方式下正常漏電流值,供參考。
表1 單相及三相380/220V系統(tǒng)絕緣導(dǎo)線
正常漏電流值(mA/kM)
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導(dǎo)線截面│ 金屬套管敷設(shè) │絕緣套管敷設(shè)
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(mm2) │聚氯乙烯│橡皮│聚氯乙烯│橡皮
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4 │ 52 │ 27 │ 11 │ 5
6 │ 52 │ 32 │ 11 │ 6
10 │ 56 │ 39 │ 11 │ 7
16 │ 62 │ 40 │ 12 │ 8
25 │ 70 │ 45 │ 14 │ 9
35 │ 70 │ 49 │ 14 │10
50 │ 79 │ 49 │ 16 │10
70 │ 89 │ 55 │ 18 │11
95 │ 99 │ 55 │ 20 │11
120 │ 109 │ 60 │ 21 │12
150 │ 109 │ 60 │ │
185 │ 116 │ 60 │ │
240 │ 127 │ 61 │ │
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注:本表摘自北京建筑設(shè)計(jì)院—“低壓配電線路保護(hù)的暫行規(guī)定”
使用漏電儀一般采用變換檢測(cè)位置、改變線路上開關(guān)狀態(tài)等方法,逐級(jí)排除最終確定線路漏電部位。此法的優(yōu)點(diǎn)是,可不斷開電源影響正常使用實(shí)現(xiàn)檢測(cè),精度高,可實(shí)現(xiàn)小量漏電流檢測(cè),但由于目前線路多采取暗敷,有時(shí)難以操作。
?。?、綜合上述方法檢測(cè)漏電。
(三)安裝漏電保護(hù)器預(yù)防線路漏電火災(zāi)
漏電保護(hù)器目前一般用于觸電危險(xiǎn)性大的場(chǎng)所及用電設(shè)備線路作觸電安全保護(hù),并由此規(guī)定了保護(hù)器額定動(dòng)作電流值如表1所示。
表1 線路漏電保護(hù)器額定動(dòng)作電流選擇
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線路敷設(shè)場(chǎng)所或│ 漏電保護(hù)器
供電設(shè)備特征 │額定動(dòng)作電流(IΔn)
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手握、攜帶、移動(dòng)式│ 15mA
用電設(shè)備 │
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潮濕等環(huán)境惡劣場(chǎng)所│ 6~10mA
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建筑工地用電設(shè)備 │ 15~30mA
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醫(yī)療電氣設(shè)備 │ 6mA
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家用電器回路 │ 30mA
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成套開關(guān)柜、分配電│ 100mA
盤等 │
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從保護(hù)器原理看,它還可用作線路漏電防火保護(hù),當(dāng)其以防火安全(控制)電流為動(dòng)作值,則為防火保護(hù)器,并常帶有報(bào)警功能,稱電氣防火報(bào)警控制器。根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ/T16-92) 確定, 線路漏電防火安全電流為300毫安左右(日本法規(guī)推薦值為100~400毫安), 可見防火安全電流大于觸電安全電流值。從全面實(shí)現(xiàn)線路漏電防火保護(hù)考慮,只要需要和可能(TN-C系統(tǒng)不宜安裝漏電總保護(hù)及中級(jí)保護(hù);某些重要線路不允許中斷供電,也不宜安裝保護(hù)器),應(yīng)該對(duì)線路全網(wǎng)實(shí)行漏電防火保護(hù)。
綜合各類因素,漏電保護(hù)器的安裝形式一般設(shè)置三級(jí)保護(hù)為宜( 也可視線路情況設(shè)兩級(jí)保護(hù)),即在電源出線處設(shè)總保護(hù)(干線保護(hù)),在分支線處設(shè)中級(jí)保護(hù)(分支線保護(hù)),在進(jìn)戶線設(shè)末級(jí)保護(hù),主要要求是:
?。?、因干線、分支線線路正常漏電流往往大于防火安全電流,為加強(qiáng)保護(hù)的靈敏可靠,總保護(hù)的漏電保護(hù)器在躲過電網(wǎng)線路正常漏電流值情況下,漏電動(dòng)作電流應(yīng)盡量選小,中級(jí)保護(hù)動(dòng)作電流應(yīng)大于線路正常電流并介于上、下級(jí)漏電動(dòng)作電流之間,末級(jí)保護(hù)動(dòng)作值應(yīng)綜合考慮觸電、防火保護(hù)而定。同時(shí),上一級(jí)保護(hù)器應(yīng)選用延時(shí)型,其分?jǐn)鄷r(shí)間應(yīng)比下一級(jí)動(dòng)作時(shí)間增加0.2秒。
有關(guān)總保護(hù)及中級(jí)保護(hù)的最大分?jǐn)鄷r(shí)間見表2。
表2 漏電保護(hù)器最大分?jǐn)鄷r(shí)間
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IΔn │ In │ 最大分?jǐn)鄷r(shí)間 (S)
│ ├───┬───┬───
(A) │ (A) │ IΔn │2IΔn │5IΔn
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│任何值│ 0.2 │ 0.1 │ 0.04
≥0.03 ├───┼───┼───┼───
│≥40* │ 0.2 │ — │ 0.15
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注:① IΔn為額定漏電動(dòng)作電流;
② In為保護(hù)器額定電流;
?、?* 適用于組合式漏電保護(hù)器(包括斷路器的分?jǐn)鄷r(shí)間)
?。病?dāng)末級(jí)保護(hù)線路有觸電保護(hù)要求時(shí),因防火安全電流大于觸電安全電流,保護(hù)器動(dòng)作電流按觸電保護(hù)電流整定(如表1),末級(jí)保護(hù)最大分?jǐn)鄷r(shí)間見表3。
表3 漏電末級(jí)保護(hù)器最大分?jǐn)鄷r(shí)間
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IΔn │ In │ 最大分?jǐn)鄷r(shí)間 (S)
│ ├───┬───┬───
(A) │ (A) │ IΔn │2IΔn │0.25A
────┼───┼───┼───┼───
≤0.03 │任何值│ 0.2 │ 0.1 │ 0.04
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?。?、對(duì)沒有觸電保護(hù)要求, 但供電可靠性要求高線路的末級(jí)保護(hù),可按保護(hù)動(dòng)作電流不大于300毫安、 最大分?jǐn)鄷r(shí)間不大于5秒整定(因短路情況下的保護(hù)切斷時(shí)間僅要求不大于5秒),其余線路按觸電安全電流整定,以確保靈敏度。
?。础?duì)公共及人員疏散要求高的場(chǎng)所(如地下建筑、 影劇院、大型娛樂場(chǎng)所等),應(yīng)落實(shí)在正常照明中斷情況下的應(yīng)急照明措施,確保疏散安全。
5、嚴(yán)格按規(guī)定實(shí)施漏電保護(hù)器的安裝接線、試驗(yàn),加強(qiáng)日常維護(hù)。
低壓線路的漏電防火保護(hù),是一項(xiàng)涉及線路安裝、漏電檢測(cè)、保護(hù)電器水平、質(zhì)量及人員技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)等多環(huán)節(jié)的問題,由于受多種因素影響,線路漏電防火保護(hù)還不普及,但從國外先進(jìn)國家廣泛采用漏電防火保護(hù)的情況,以及同電氣火災(zāi)現(xiàn)實(shí)作斗爭的需要考慮,線路漏電防火應(yīng)該更進(jìn)一步引起重視并加以不斷完善和提高。
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