提起電氣火災，想必大部分電氣設計人員都非常熟悉了，但是如果說到電氣火災防范的做法，可能不少電氣設計人員都是云里霧里，特別是對一些剛剛入行的電氣設計新手更是一問三不知了。我們都知道根據消防部門的統(tǒng)計，在全國的火災事故中，電氣火災約占1/3。而電氣系統(tǒng)分布廣泛、長期持續(xù)運行，電氣線路通常敷設在隱蔽處，火災初期時不易被發(fā)現;電氣火災主要發(fā)生在建筑物內，建筑物內人員密集、疏散困難、排煙不暢，極容易造成群死群傷的重大事故。電氣火災危害重大，電氣設計時就要注意電氣火災的預防。電氣火災的火源主要有兩種形式，一種是電火花與電弧，另一種是電氣設備或線路上產生的危險高溫。那么，國內與國外對于電氣火災防范的做法是怎么樣的呢？有何不同？下面我們一起來看看吧。

? 01 國內電氣火災防范的通常做法

1）配電系統(tǒng)中的防范

在低壓配電系統(tǒng)設計中，我們往往會給變配電所內變壓器低壓側的總進線斷路器配置有四段保護功能：長延時Ir、短延時Isd、短路瞬時Ii、接地故障保護Ig 。

另外，在建筑物電源進線處，配置帶有剩余電流保護功能的斷路器，其動作或報警整定值通常為 100~300mA。

2）電氣消防中的防范

除在配電系統(tǒng)設計中作了防范要求外，我們通常還在電氣消防系統(tǒng)設計中增設了電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)。

對于大型建筑物，為減少查找接地故障點的時間，往往會在線路中合適的地方增設檢測點，比如：電氣火災監(jiān)控器被設置在變電所第一級配電柜的出線端，還設在建筑物內第二級配電箱進線或出線端等處。

【解析】

1）斷路器的接地故障保護 Ig 究竟對防接地電弧火災有用嗎？

從斷路器廠家樣本上來看，Ig 最小整定值是其額定電流的 20%，例如變配電所內變壓器低壓側總進線斷路器額定電流為 2000A，其 Ig 的整定值最小可以整定為 2000A × 20% = 400A。

試想一下，400A 的動作電流能保護什么？對防人身電擊（30~3000mA）和防接地電弧火災（100~300mA）都起不了保護作用，只能在發(fā)生單相接地故障時對供電線路的熱穩(wěn)定性提供有效保護，以免其過熱導致絕緣層損壞（進而引發(fā)次生災害）。

所以，在變電所低壓側總進線斷路器處設置的 Ig 并不能防接地電弧火災。為對一個電源所供電范圍內的接地電弧火災進行有效防范，還是應在電源處裝設剩余電流監(jiān)測保護裝置最好。

同樣的道理，設置在建筑物內配電干線上的斷路器，如設有接地故障保護，也無法有效防范接地電弧火災。

2）建筑物內采用剩余電流保護 RCD/RCM，對防電氣火災有效！但還有需要我們深思的。

既然上面說，采用斷路器接地故障保護對防范電氣火災無效。那么，我們通常的做法就在這些地方采用了帶有剩余電流保護的斷路器，并將其動作整定值設定為 300mA。

但當單體的建筑面積較大時，用電設備較多、配電線路總量較長，系統(tǒng)的正常泄漏電流將增大，300mA 的整定值會使斷路器經常出現誤動。這種情況下，應多引入幾條干線回路，分區(qū)進行配電和保護，以將RCD 的整定值限制在 300mA 以內。

3）在配電系統(tǒng)中設置電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，對防電氣火災非常有效，可快速判別出系統(tǒng)何處出現故障，便于后期管理運維，但要做到整個系統(tǒng)的全面覆蓋，需投入較大成本。建設方肯花這個 Money 嗎？

電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，最常使用的是剩余電流式電氣火災監(jiān)探測器，其采樣工作原理類似于RCD。我們在對它的設置中，應注意盡可能做到對整個系統(tǒng)的監(jiān)測全面性，以設置在低壓配電系統(tǒng)首端為基本原則。

但在實際設計中，因規(guī)范并未明確要求如何設置，很多工程師們往往只在第二級配電及以下節(jié)點進行設置，以致系統(tǒng)的接地火災防范出現盲區(qū)，埋下火災隱患，并未完全體現出該監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢。

國內的做法有好的方面，也有需要我們反思的，怎樣才能將我們的工作做得盡善盡美？不妨走出去，多研究下別人家的做法，好的經驗我們采納了，并改良成為我們的方法。

? 02 國外電氣火災防范的做法

1）我們應該先了解下什么是“接地故障電弧火災”？

在配電線路短路起火中，接地故障電弧引起的火災遠多于帶電導體間的電弧火災，因為單相接地故障發(fā)生的幾率遠大于帶電導體間的短路。

當發(fā)生這種故障時，相線對地會因觸碰的不穩(wěn)定性，產生拉弧現象。因為電弧阻抗比較大，會出現線路壓降突變，從而導致燈光閃爍、電視機受干擾等現象，這也就產生了故障表象。

也因為電弧阻抗較大，限制了線路的短路電流，線路首端的過電流防護電器無法起到有效保護作用。而幾安倍的電弧在持續(xù)作用下，局部可產生高達上千攝氏度的高溫，足以引燃鄰近的可燃物。

根據一些接地電弧電氣火災現場反映的情況來看，在建筑物起火之前的小時以內，電弧引起的電壓波動已開始使燈光閃爍。這就說明了接地故障電弧所引發(fā)的火災其實還是給了我們一定的緩沖時間，并不一定要求線路在出現故障時馬上切斷電源。

了解了接地故障電弧火災的原理和過程，也就利于指導我們進行合理的設計。

2）日本人對防范接地故障電弧火災的做法

日本《內線規(guī)程》第 190-1 條指出：建筑物內低壓線路可能發(fā)生接地故障時就必須安裝自動報警的 RCM。

同時規(guī)程中還規(guī)定了 150m2 以上的建筑面積的旅館、住宅、公寓和其他一些建筑物都需裝設 RCM。

不過《內線規(guī)程》中對 RCM 的設置有明確的指導意見，這個指導意見采用的方式比較簡單、有效且廉價。

◆ 對于建筑物為低壓供電的，規(guī)程要求應將 RCM 安裝在戶外的電源進線箱前。對于此條，可以理解為和我們在建筑物總進線處設置 RCD 或 RCM 類似。

◆ 對于建筑物為高壓供電的，規(guī)程則要求用于檢測接地故障電流的電流互感器應安裝在變電所低壓配電柜 PEN 母排和 PE 母排間作一點連接的跨接線上。

上面第二條做法，很新奇！這個 PEN 和 PE 母排的一點連接，也被我們給忽略掉了......

《交流電氣裝置的接地設計規(guī)范》GB/T 50065-2011 第 7.1.2-2 條要求：對于具有多電源的TN系統(tǒng)，不應在變壓器的中性點或發(fā)電機的星形點直接對地連接，電源中性點間相互連接的導體與PE之間，應只一點連接，并應設置在總配電屏內。

不難思考，當這個電源系統(tǒng)的下級任何一處出現單相接地故障時，這些故障電流都必定經由變電所低壓配電柜內的 PEN 與 PE 母排間的跨接排，在此處設置 RCM 檢測點可以做到無一遺漏地全面監(jiān)測，從而消除了盲區(qū)。

故障后，RCM 主要用于報警，以提示值班人員及時排除故障，這個排查時間其實也是被允許的。

? 03 電氣火災防范設計建議

◆ 變電所低壓側總進線處，仍舊采用帶有接地故障保護的四段保護功能的斷路器。Ig 主要用于提高接地故障大電流情況下的過電流防護靈敏度。

◆ 采納日本工程師在變電所內的上述 RCM 設置，主要用于接地故障電弧火災的預防報警。

◆ 在經濟條件允許的情況下，增設電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，以便于后期運維時迅速排除故障點；在經濟條件不足時，可在必要的地方部分設置電氣火災監(jiān)控探測器。