电气火灾防范如何做给你推荐日本工程师们的
在国内，建筑物火灾事故常有发生，而因电气故障引发的火灾一直以来都处于各类火灾的首位，约为30%左右，其中又以接地故障起火占绝大多数。再者，据统计断路器的故障跳闸90%是因接地故障保护动作。所以说，对于低压配电系统的设计，电气火灾防范（特别是接地故障防范）需引起我们足够的重视！
对于此，上文《断路器的接地故障保护与剩余电流保护，区别大了！》先给本文做了些铺垫，明确指出了两种保护的不同用途，前者是属于线路过电流防护措施，后者则用于提供防人身电击和电气火灾保护。感兴趣的朋友可以去看看，我也会在文末分享这个链接。
接着本文会着重说一说，设计中如何对电气火灾进行合理防范。
01
国内对于电气火灾防范的通常做法
1）配电系统中的防范
在低压配电系统设计中，我们往往会给变配电所内变压器低压侧的总进线断路器配置有四段保护功能：长延时Ir、短延时Isd、短路瞬时Ii、接地故障保护Ig。
另外，在建筑物电源进线处，配置带有剩余电流保护功能的断路器，其动作或报警整定值通常为~mA。
2）电气消防中的防范
除在配电系统设计中作了防范要求外，我们通常还在电气消防系统设计中增设了电气火灾监控系统。
对于大型建筑物，为减少查找接地故障点的时间，往往会在线路中合适的地方增设检测点，比如：电气火灾监控器被设置在变电所第一级配电柜的出线端，还设在建筑物内第二级配电箱进线或出线端等处。
1）断路器的接地故障保护Ig究竟对防接地电弧火灾有用吗？
从断路器厂家样本上来看，Ig最小整定值是其额定电流的20%，例如变配电所内变压器低压侧总进线断路器额定电流为A，其Ig的整定值最小可以整定为A×20%=A。
试想一下，A的动作电流能保护什么？对防人身电击（30~0mA）和防接地电弧火灾（~mA）都起不了保护作用，只能在发生单相接地故障时对供电线路的热稳定性提供有效保护，以免其过热导致绝缘层损坏（进而引发次生灾害）。
框架断路器的接地故障保护整定范围所以，在变电所低压侧总进线断路器处设置的Ig并不能防接地电弧火灾。为对一个电源所供电范围内的接地电弧火灾进行有效防范，还是应在电源处装设剩余电流监测保护装置最好。
同样的道理，设置在建筑物内配电干线上的断路器，如设有接地故障保护，也无法有效防范接地电弧火灾。
2）建筑物内采用剩余电流保护RCD/RCM，对防电气火灾有效！但还有需要我们深思的。
既然上面说，采用断路器接地故障保护对防范电气火灾无效。那么，我们通常的做法就在这些地方采用了带有剩余电流保护的断路器，并将其动作整定值设定为mA。
但当单体的建筑面积较大时，用电设备较多、配电线路总量较长，系统的正常泄漏电流将增大，mA的整定值会使断路器经常出现误动。这种情况下，应多引入几条干线回路，分区进行配电和保护，以将RCD的整定值限制在mA以内。
塑壳断路器MCCB的剩余电流保护附件3）在配电系统中设置电气火灾监控系统，对防电气火灾非常有效，可快速判别出系统何处出现故障，便于后期管理运维，但要做到整个系统的全面覆盖，需投入较大成本。建设方肯花这个Money吗？
电气火灾监控系统，最常使用的是剩余电流式电气火灾监探测器，其采样工作原理类似于RCD。我们在对它的设置中，应注意尽可能做到对整个系统的监测全面性，以设置在低压配电系统首端为基本原则。
但在实际设计中，因规范并未明确要求如何设置，很多工程师们往往只在第二级配电及以下节点进行设置，以致系统的接地火灾防范出现盲区，埋下火灾隐患，并未完全体现出该监控系统的优势。
国内的做法有好的方面，也有需要我们反思的，怎样才能将我们的工作做得尽善尽美？不妨走出去，多研究下别人家的做法，好的经验我们采纳了，并改良成为我们的方法。
02
日本对于电气火灾防范的做法值得我们思考
1）我们应该先了解下什么是“接地故障电弧火灾”？
在配电线路短路起火中，接地故障电弧引起的火灾远多于带电导体间的电弧火灾，因为单相接地故障发生的几率远大于带电导体间的短路。
当发生这种故障时，相线对地会因触碰的不稳定性，产生拉弧现象。因为电弧阻抗比较大，会出现线路压降突变，从而导致灯光闪烁、电视机受干扰等现象，这也就产生了故障表象。
也因为电弧阻抗较大，限制了线路的短路电流，线路首端的过电流防护电器无法起到有效保护作用。而几安倍的电弧在持续作用下，局部可产生高达上千摄氏度的高温，足以引燃邻近的可燃物。
根据一些接地电弧电气火灾现场反映的情况来看，在建筑物起火之前的小时以内，电弧引起的电压波动已开始使灯光闪烁。这就说明了接地故障电弧所引发的火灾其实还是给了我们一定的缓冲时间，并不一定要求线路在出现故障时马上切断电源。
了解了接地故障电弧火灾的原理和过程，也就利于指导我们进行合理的设计。
2）日本人对防范接地故障电弧火灾的做法
日本《内线规程》第-1条指出：建筑物内低压线路可能发生接地故障时就必须安装自动报警的RCM。同时规程中还规定了m2以上的建筑面积的旅馆、住宅、公寓和其他一些建筑物都需装设RCM。
不过《内线规程》中对RCM的设置有明确的指导意见，这个指导意见采用的方式比较简单、有效且廉价。
对于建筑物为低压供电的，规程要求应将RCM安装在户外的电源进线箱前。对于此条，可以理解为和我们在建筑物总进线处设置RCD或RCM类似。对于建筑物为高压供电的，规程则要求用于检测接地故障电流的电流互感器应安装在变电所低压配电柜PEN母排和PE母排间作一点连接的跨接线上。
上面第二条做法，很新奇！这个PEN和PE母排的一点连接，也被我们给忽略掉了......
《交流电气装置的接地设计规范》GB/T-第7.1.2-2条要求：对于具有多电源的TN系统，不应在变压器的中性点或发电机的星形点直接对地连接，电源中性点间相互连接的导体与PE之间，应只一点连接，并应设置在总配电屏内。
不难思考，当这个电源系统的下级任何一处出现单相接地故障时，这些故障电流都必定经由变电所低压配电柜内的PEN与PE母排间的跨接排，在此处设置RCM检测点可以做到无一遗漏地全面监测，从而消除了盲区。
故障后，RCM主要用于报警，以提示值班人员及时排除故障，这个排查时间其实也是被允许的。
03
建议系统防范改良后的设计
变电所低压侧总进线处，仍旧采用带有接地故障保护的四段保护功能的断路器。Ig主要用于提高接地故障大电流情况下的过电流防护灵敏度。采纳日本工程师在变电所内的上述RCM设置，主要用于接地故障电弧火灾的预防报警。在经济条件允许的情况下，增设电气火灾监控系统，以便于后期运维时迅速排除故障点；在经济条件不足时，可在必要的地方部分设置电气火灾监控探测器。
对于上述的建议，欢迎大家积极讨论，一起探讨出相对较完美的方案。
上文链接：《断路器的接地故障保护与剩余电流保护，你弄懂没？不得不说！》感兴趣的朋友，可去看看，很值得推荐！
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