小微电流配电电气火灾案例及分析

王英红

河北瑞泰消防工程有限公司 河北唐山 063000

近年来，电气火灾发生率居高不下，行业各方都采取了很多措施，其中之一就是安装电气火灾监控系统。随着电气火灾监控系统的广泛使用，不同区域的市场上对该系统的各类反应都显露了出来，一时间各种论调、各种观点纷纷而出，众说纷纭。有人说电气火灾监控系统不适合中国国情；有人说该系统不能用；还有人说做该系统干脆就是个错误。当然也有相当多的人说，该系统在认真设计、认真安装之后，应用效果非常好。针对社会上种种说法，笔者根据对该系统多年的应用情况汇总和最新研究成果，提出电气火灾监控系统在应用中的几点看法。

1 通常使用分级保护的原则

①一级保护的放射式回路的出线端或下端设备的进线端安装监控探测器来检测泄漏电流情况，树干式回路的出线端安装监控探测器采样其各分支回路泄漏电流情况，提供监控数据。②二级保护中，所有开关处都要设置安装剩余电流火灾监控探测器，即在线路的电源端（第一级保护）和分支首端（第二级也称为末端保护）都要安装剩余电流探测器，并接入电气火灾监控系统，只作火灾监控报警用。③第三级（即末端保护）开关处应设置剩余电流探测器及动作保护装置，但不接入电气火灾监控系统，目的为的是防止人身触电[1]。

2 小/微电流工况下的火灾案例分析

电气火灾发生的原因主要有：一是短路，一般有金属性短路和电弧性短路两种，导线的绝缘体破损后，相-相线间或相-零线间接触，导致电流突然增大；二是过负荷，线路实际负荷超过其额定值，发热量大、温度升高，加快绝缘材料的老化变质，最终损坏或被击穿后导致短路；三是接触不良，引起接触电阻过大进而发热，严重的会导致串联故障电弧，电弧产生的温度甚至高达几千度；四是漏电，绝缘材料失效造成电流外泄，随着绝缘电阻的减小漏电电流逐渐增大，产生高温、漏电电弧或电火花[2]。上述机理能合理解释大电流情况下发生的电气火灾，但对一些小/微电流场景的火灾案例，却不能给出让人信服的解释。

3 剩余电流式电气火灾监控探测器的用途与设置

剩余电流式电气火灾监控探测器主要用于监控配电线路的正常工作状态，及时发现线路中出现的故障和火灾隐患。配电线路及其线路中的用电设备，由于老化、破损、进水、不规范施工导致的绝缘下降等等问题出现时，都会引起整个线路中剩余电流的增大，在探测器报警后，及时排查故障，自然可以减少电气火灾发生几率。根据该类探测器的使用目的，可以确定其设置原则和安装位置，根据被保护线路的自然泄漏电流情况确定其保护范围，应尽量发挥其作用，使其保护的范围尽量大，减少探测器的使用数量[3]。即，如果一级配电处符合设置要求，就没必要设置到二级配电处。线路中纯阻性漏电流可以认为是由于绝缘降低产生的泄漏电流。可以利用阻性电流分离技术从剩余电流中准确分离出代表绝缘性能的“阻性分量漏电电流”Ior，滤除线路及设备引起的“容性分量泄漏电流”Ioc，探测器检测配电线路的纯阻性漏电电流并实施漏电报警，使检测精度和报警可靠性得到大幅提高，从而成为另一种“在线绝缘监测式电气火灾监控探测器”，实现配电线路实时与在线绝缘电阻探测的目的。

4 小/微电流工况电气试验平台

传统的电气火灾预警系统测量系统漏电流和线路接头温度，主要存在以下弊端：漏电流因误报太多导致实用性不够；对测温而言，电气火灾发生的部位可能是线路的某一段，也可能是用电设备，存在测温点与着火点不一致的问题。因此，对小/微电流工况下电气火灾的监测与预警无能为力。对于低压供电系统过电压大多由谐振引起，且持续时间较长，如果没有外部因素介入，谐振将一直持续，直到最薄弱点的绝缘被击穿，造成线路或设备故障。为验证上述推论，搭建了小/微电流工况下的火灾试验平台，如图1所示。负载为一台具备摇头功能的700W电烘器，通过微断与铜棒、碳棒串联在线路上，调节旋钮使铜棒与碳棒的接触点处于虚接状态，调节调压器模拟线路过电压。试验时，电烘器处于关闭状态，当电压上调到236.578V时，在虚接处出现电火花闪烁，此时实测基波电流为0.018A。该试验表明：即使供电线路负载全部关闭，只要有足够高的电压且线路有薄弱点，就存在发生电气火灾的可能。基于上述机理开发了一套新型电气火灾预警系统，可实现对线路隐患点的实时监测与定位。

5 结语

①传统的电气火灾机理，难以解释小/微电流工况下的电气火灾。②在无功过补的情况下，当用户线路存在薄弱点时，如果线路谐振，可能会导致火灾发生。③研究电网无功过补偿造成的用户电气设备过电压、过电流，可减少配电火灾发生。