现行国家标准体系下电气火灾监控报警系统现状

2019年09月10日 13:49:31 智慧用电_电气火灾监控系统 2967

现行国家标准体系下电气火灾监控报警系统现状

从2005年开始，我国出台电气火灾监控报警技术国家标准（GB 14287系列标准），开始规模推广应用电气火灾监控报警系统，其中以剩余电流式电气火灾监控报警为主体。但近15年实际应用情况表明，我国电气火灾高发势头并没有得到有效遏制。

在2010年前后，我国以GB 50016《建筑设计防火规范》为主的多个国家、行业标准规范，要求在高层建筑、人口密集场所等建筑场所应安装剩余电流式电气火灾监控设备。在消防部门的强力监管下，全国各地大量使用了剩余电流式电气火灾监控为主的电气火灾监控报警系统。在电气火灾势头持续高发，国务院安委会已经决定在全国范围内组织开展为期3 年的电气火灾综合治理工作政策背景下，GB 50016 - 2014（2018年版）《建筑设计防火规范》增加了老年人照料设施的非消防用电负荷应设置电气火灾监控系统的内容。

但剩余电流式电气火灾监控报警系统在实际使用过程中，存在大量误报的情况，效果并不理想，该系统功能性问题使得大量设备闲置甚至弃用。近年各地消防部门已经不再针对电气火灾监控报警系统进行验收检查工作。现有国标体系下的电气火灾监控报警系统何去何从陷入尴尬的局面。

剩余电流式电气火灾监控报警技术大范围功能性失效问题分析

我国电气火灾监控国家标准GB 14287系列标准2005版（已废止）及2014版技术要求均过低，其中剩余电流式电气火灾监控报警设备（GB 14287. 2），只笼统检测剩余电流，这无形中就将电器产品质量问题对设备外壳释放的谐波电流等汇总到剩余电流报警数值内，大幅度增加误报率。以下因素严重影响剩余电流式电气火灾监控报警设备的功能：

a. 电气谐波干扰是制约剩余电流式电气火灾监控系统功能有效发挥的主因。变频技术是现阶段电气节能技术的主流，我国政府长期推广实施节能政策，大量安全性能低下的变频电气设备被使用。这些低安全性能变频电气设备内部对设备外壳（接到保护地线）泄放谐波电流，造成剩余电流严重超标的“假象”，致使剩余电流式电气火灾监控系统大量存在严重误报现象。实际上，这类谐波剩余电流与积聚式阻性剩余电流不同，一般不形成电气火灾隐患。另一方面，变频技术并不必然造成剩余电流，例如一些优质厂家在实现变频节能后，通过产品内部相关消谐电路处理，并不会对母线或装置外壳泄放谐波电流。欧标、美标等发达国家标准对此有严格限制，相关电器产品也不存在对地泄放谐波形成“剩余电流”问题。

b. 中低档劣质电气材料及施工质量问题大量存在，致使我国现有电气火灾防控技术难以发挥作用。最近几十年，全国各地大建设因资金因素，最低价中标策略被广泛采用，同时产品质量监管也没到位。虽然美日等发达国家电气火灾防控主要也是推广使用剩余电流式电气火灾监控报警技术为主的电气火灾防控产品。但关键区别在于，我国中低档电器设备、电气材料及“零”地混接等施工错误普遍存在，致使我国今后较长时间处于承受灾害频发的“还账期”。这次国务院安委会《关于开展电气火灾综合治理工作的通知》，已经把全面排查整治电器产品生产质量排在本次电气火灾综合治理工作的首要位置。

c. 非阻性剩余电流干扰也是制约剩余电流式电气火灾监控系统功能发挥的因素。一些电缆质量较差和电器内部线路质量较差，城市架空线逐步入地成为地埋线缆等原因，在实际电气回路内，会产生较大量分布电容电流和电感性电流，容性电流和感性电流容易对地泄放，形成非阻性剩余电流。但这类非阻性剩余电流大部分不转换成热能，一般不会形成电气火灾隐患。

现有国标体系的故障电弧式电气火灾监控报警技术缺陷分析

2015年下半年开始实施的GB 14287系列标准新增加了故障电弧式探测器部分 —— GB 14287. 4 - 2014《电气火灾监控系统第4部分：故障电弧探测器》。当故障电弧发生时，线路上的漏电、过流和短路等保护装置，可能无法检测到故障电弧或者无法迅速动作切断电源，易引发火灾。国外发达国家也制定实施AFCI（故障电弧断路器）和UL 1699标准。

GB 14287. 4 - 2014标准体系下的故障电弧式探测器，主要针对电弧波形的特征，所有电弧都具有电压降凹陷特征（如图1所示），其中故障电弧与正常电弧相比又具有明显的间歇性、连续性统计特征。

GB 14287. 4 - 2014针对单个用电设备的故障电弧检测非常有效，但在实际使用中却暴露出明显缺陷。无论从社会经济成本和实际使用便利性，不可能每个大大小小用电设备都单独配备一个故障电弧式探测器，通常会安装在建筑场所如家庭室内电气回路的进线入口。以家庭为例，每家的电气回路内会有空调、照明、冰箱、电视机等功率差异较大的各类用电设备，我们一般要把故障电弧式探测器安装在入户配电箱侧。如果一个小功率用电器发生故障电弧，同时有若干个较大功率设备处在工作状态，那么在配电箱总进线处，电压降凹陷特征必然微弱，大功率正常设备电压波形会淹没这个电压降凹陷特征，探测器将不能正常工作。

事实也是如此，2017年年底在某消防支队牵头建设的国家试点城市项目 —— 某市智慧消防物联网项目实施过程中，国内某主要电气消防厂家提供的故障电弧式探测器演示时效果良好；但随后在消防部门安排的一家九小场所测试（安装在配电箱总进线处）时，其它设备正常工作情况下，在室内一个接线板上再做重复性试验，多次试验几乎全部检测失败，仅在其它设备全部关断后才检测控制成功。