現(xiàn)行國家標準體系下電氣火災監(jiān)控報警系統(tǒng)現(xiàn)狀
現(xiàn)行國家標準體系下電氣火災監(jiān)控報警系統(tǒng)現(xiàn)狀
從2005年開始,我國出臺電氣火災監(jiān)控報警技術國家標準(GB 14287系列標準),開始規(guī)模推廣應用電氣火災監(jiān)控報警系統(tǒng),其中以剩余電流式電氣火災監(jiān)控報警為主體。但近15年實際應用情況表明,我國電氣火災高發(fā)勢頭并沒有得到有效遏制。
在2010年前后,我國以GB 50016《建筑設計防火規(guī)范》為主的多個國家、行業(yè)標準規(guī)范,要求在高層建筑、人口密集場所等建筑場所應安裝剩余電流式電氣火災監(jiān)控設備。在消防部門的強力監(jiān)管下,全國各地大量使用了剩余電流式電氣火災監(jiān)控為主的電氣火災監(jiān)控報警系統(tǒng)。在電氣火災勢頭持續(xù)高發(fā),國務院安委會已經(jīng)決定在全國范圍內(nèi)組織開展為期3 年的電氣火災綜合治理工作政策背景下,GB 50016 - 2014(2018年版)《建筑設計防火規(guī)范》增加了老年人照料設施的非消防用電負荷應設置電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)容。
但剩余電流式電氣火災監(jiān)控報警系統(tǒng)在實際使用過程中,存在大量誤報的情況,效果并不理想,該系統(tǒng)功能性問題使得大量設備閑置甚至棄用。近年各地消防部門已經(jīng)不再針對電氣火災監(jiān)控報警系統(tǒng)進行驗收檢查工作?,F(xiàn)有國標體系下的電氣火災監(jiān)控報警系統(tǒng)何去何從陷入尷尬的局面。
我國電氣火災監(jiān)控國家標準GB 14287系列標準2005版(已廢止)及2014版技術要求均過低,其中剩余電流式電氣火災監(jiān)控報警設備(GB 14287. 2),只籠統(tǒng)檢測剩余電流,這無形中就將電器產(chǎn)品質(zhì)量問題對設備外殼釋放的諧波電流等匯總到剩余電流報警數(shù)值內(nèi),大幅度增加誤報率。以下因素嚴重影響剩余電流式電氣火災監(jiān)控報警設備的功能:
a. 電氣諧波干擾是制約剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)功能有效發(fā)揮的主因。變頻技術是現(xiàn)階段電氣節(jié)能技術的主流,我國政府長期推廣實施節(jié)能政策,大量安全性能低下的變頻電氣設備被使用。這些低安全性能變頻電氣設備內(nèi)部對設備外殼(接到保護地線)泄放諧波電流,造成剩余電流嚴重超標的“假象”,致使剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)大量存在嚴重誤報現(xiàn)象。實際上,這類諧波剩余電流與積聚式阻性剩余電流不同,一般不形成電氣火災隱患。另一方面,變頻技術并不必然造成剩余電流,例如一些優(yōu)質(zhì)廠家在實現(xiàn)變頻節(jié)能后,通過產(chǎn)品內(nèi)部相關消諧電路處理,并不會對母線或裝置外殼泄放諧波電流。歐標、美標等發(fā)達國家標準對此有嚴格限制,相關電器產(chǎn)品也不存在對地泄放諧波形成“剩余電流”問題。
b. 中低檔劣質(zhì)電氣材料及施工質(zhì)量問題大量存在,致使我國現(xiàn)有電氣火災防控技術難以發(fā)揮作用。最近幾十年,全國各地大建設因資金因素,最低價中標策略被廣泛采用,同時產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管也沒到位。雖然美日等發(fā)達國家電氣火災防控主要也是推廣使用剩余電流式電氣火災監(jiān)控報警技術為主的電氣火災防控產(chǎn)品。但關鍵區(qū)別在于,我國中低檔電器設備、電氣材料及“零”地混接等施工錯誤普遍存在,致使我國今后較長時間處于承受災害頻發(fā)的“還賬期”。這次國務院安委會《關于開展電氣火災綜合治理工作的通知》,已經(jīng)把全面排查整治電器產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量排在本次電氣火災綜合治理工作的首要位置。
c. 非阻性剩余電流干擾也是制約剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)功能發(fā)揮的因素。一些電纜質(zhì)量較差和電器內(nèi)部線路質(zhì)量較差,城市架空線逐步入地成為地埋線纜等原因,在實際電氣回路內(nèi),會產(chǎn)生較大量分布電容電流和電感性電流,容性電流和感性電流容易對地泄放,形成非阻性剩余電流。但這類非阻性剩余電流大部分不轉(zhuǎn)換成熱能,一般不會形成電氣火災隱患。
2015年下半年開始實施的GB 14287系列標準新增加了故障電弧式探測器部分 —— GB 14287. 4 - 2014《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng) 第4部分:故障電弧探測器》。當故障電弧發(fā)生時,線路上的漏電、過流和短路等保護裝置,可能無法檢測到故障電弧或者無法迅速動作切斷電源,易引發(fā)火災。國外發(fā)達國家也制定實施AFCI(故障電弧斷路器)和UL 1699標準。
GB 14287. 4 - 2014標準體系下的故障電弧式探測器,主要針對電弧波形的特征,所有電弧都具有電壓降凹陷特征(如圖1所示),其中故障電弧與正常電弧相比又具有明顯的間歇性、連續(xù)性統(tǒng)計特征。
GB 14287. 4 - 2014針對單個用電設備的故障電弧檢測非常有效,但在實際使用中卻暴露出明顯缺陷。無論從社會經(jīng)濟成本和實際使用便利性,不可能每個大大小小用電設備都單獨配備一個故障電弧式探測器,通常會安裝在建筑場所如家庭室內(nèi)電氣回路的進線入口。以家庭為例,每家的電氣回路內(nèi)會有空調(diào)、照明、冰箱、電視機等功率差異較大的各類用電設備,我們一般要把故障電弧式探測器安裝在入戶配電箱側(cè)。如果一個小功率用電器發(fā)生故障電弧,同時有若干個較大功率設備處在工作狀態(tài),那么在配電箱總進線處,電壓降凹陷特征必然微弱,大功率正常設備電壓波形會淹沒這個電壓降凹陷特征,探測器將不能正常工作。
事實也是如此,2017年年底在某消防支隊牽頭建設的國家試點城市項目 —— 某市智慧消防物聯(lián)網(wǎng)項目實施過程中,國內(nèi)某主要電氣消防廠家提供的故障電弧式探測器演示時效果良好;但隨后在消防部門安排的一家九小場所測試(安裝在配電箱總進線處)時,其它設備正常工作情況下,在室內(nèi)一個接線板上再做重復性試驗,多次試驗幾乎全部檢測失敗,僅在其它設備全部關斷后才檢測控制成功。
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