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剩餘電流式電氣火災監控探測器

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剩餘電流式電氣火災監控探測器是由國家標準GB 14287.2-2014《電氣火災監控系統 第2部分：剩餘電流式電氣火災監控探測器》 [5]  界定的一種消防電子產品，其國標定義為：監測被保護線路中的剩餘電流值變化的探測器，一般由剩餘電流傳感器和信號處理單元構成。 [4] 
剩餘電流傳感器指測量被保護線路中的剩餘電流值變化的傳感器，一般為剩餘電流互感器；信號處理單元指接收剩餘電流傳感器的測量數據，並對數據進行分析處理的單元。 [4] 
中文名
剩餘電流式電氣火災監控探測器 [4] 
外文名
residual current electrical fire monitoring detector [4] 
用    途
監測被保護線路中的剩餘電流值變化 [4] 

目錄

  1. 1 發展歷史
  2. 2 工作原理
  3. 3 分類
  4. 4 特點
  5. ▪ 本身不具備漏電保護功能
  1. ▪ 以預警為目的的報警功能
  2. ▪ 具備智慧化潛力
  3. 5 應用
  4. ▪ 現狀
  5. ▪ 原因
  6. 6 設計依據
  1. 7 注意事項
  2. 8 選型
  3. 9 常見問題

剩餘電流式電氣火災監控探測器發展歷史

1993年，GB 14287-93《防火漏電電流動作報警器》發佈。 [1] 
2005年，GB 14287.2-2005《電氣火災監控系統 第2部分：剩餘電流式電氣火災監控探測器》發佈 [2]  ，並與GB 14287.1-2005《電氣火災監控系統 第1部分：電氣火災監控設備》、GB 14287.3-2005《電氣火災監控系統 第3部分：測温式電氣火災監控探測器》共同取代了GB 14287-93《防火漏電電流動作報警器》。 [1] 
2014年，GB 14287.2再次更新。 [3] 

剩餘電流式電氣火災監控探測器工作原理

電氣設備的剩餘電流、温度、電流等數據指標出現異常情況時，電氣火災監控系統的傳感器會通過電磁感應原理、温度變化的效應來收集指標變化的信息，並且將其輸送至電氣火災監控系統中的“信號處理單元（signal processing unit）”中，經過過濾、放大、A/D轉換、分析、判斷、對比等步驟後，一旦關鍵數據指標超出預設定值則會立即發出報警訊號，並且同時傳遞至電氣火災監控系統的監控設備當中。 [6] 

剩餘電流式電氣火災監控探測器分類

剩餘電流式電氣火災監控探測器按工作方式可分為獨立式和非獨立式，獨立式剩餘電流式電氣火災監控探測器無須與電氣火災監控設備配套設計安裝使用。 [4] 
剩餘電流式電氣火災監控探測器按傳感器數量可分為單傳感器式和多傳感器組合式，多傳感器組合式剩餘電流式電氣火災監控探測器還需遵循其他相關國家標準的規定。 [4] 

剩餘電流式電氣火災監控探測器特點

剩餘電流式電氣火災監控探測器本身不具備漏電保護功能

因GB 14287.2第5.2.2條規定：“探測器不應具有斷路器功能”，故剩餘電流式電氣火災監控探測器和具備剩餘電流監控報警功能的組合式電氣火災監控探測器本身不具備保護功能，但可以與脱扣機構聯動實現漏電保護功能。 [4] 

剩餘電流式電氣火災監控探測器以預警為目的的報警功能

電氣火災監控系統是立足預防的（相對立足撲救的火災自動報警系統）、專門針對電氣線路故障和涉電意外的前期預警系統。 [7] 

剩餘電流式電氣火災監控探測器具備智慧化潛力

典型的智慧用電系統數據顯示頁面 典型的智慧用電系統數據顯示頁面 [8]
2014年以後，一些企業為了規避與傳統“電氣火災監控系統”的低價競爭，同時也試圖避免被傳統“電氣火災監控系統”誤報警多、實用性差的固有印象錯殺，選擇使用“智慧用電”作為產品名稱，指代在“電氣火災監控系統”基礎上研發的，應用了人工智能和無線物聯網技術的用電監控系統。 [8] 

剩餘電流式電氣火災監控探測器應用

剩餘電流式電氣火災監控探測器現狀

電氣火災監控系統已經被普遍應用於一些稍有規模的建築中，但是其應用卻沒有達到預期效果。 [9] 
當前我國的大部分建築只使用了剩餘電流式電氣火災監控探測器，而沒有配套使用測温式電氣火災監控探測器、故障電弧探測器等。 [9] 
2013年以後我國的電氣火災佔所有火災比率首次上升到30%並開始常年穩定在這一水平，即使2017年國務院安全生產委員會高規格下發文件在全國範圍開展“電氣安全治理專項行動”，這一數據也未能明顯好轉。 [8] 

剩餘電流式電氣火災監控探測器原因

配電系統缺乏規範性
制約電氣火災監控系統功能發揮的最主要因素就是配電系統沒有按照相關操作規範進行施工，因此，在安裝剩餘電流式電氣火災監控探測器時極易出現接線錯誤、將中性線與PE線進行混接、導線破損、沒有用接線端子就直接絞接等問題，進而導致配電系統完工後，極易出現線路剩餘電流的問題，少則幾安培，多則高達幾十安培。這樣一來就會使得剩餘電流式電氣火災監控探測器長期處於報警狀態。 [9] 
產品功能不完善
而剩餘電流式電氣火災監控探測器的相關功能不完善也是影響電氣火災監控系統功能發揮的重要因素。如果剩餘電流式電氣火災監控探測器不能對用電設備啓動時產生的容性電流或感性電流進行有效過濾，那麼，一旦這些具有干擾電流的設備啓動，就會使得剩餘電流式電氣火災監控探測器探測到的電流達到報警值，發出報警信號。此外，有些產品不能對電氣場所的干擾進行有效辨別，也會產生錯誤報警的問題。 [9] 
產品工程設計不合理
工程設計不合理也是影響電氣火災監控系統功能發揮的影響因素。這是由於部分系統產品的設計人員沒有對剩餘電流式電氣火災監控探測器的性能進行全面瞭解，因而導致其安裝的位置不合理，影響其功能的有效發揮。此外，對於剩餘電流式電氣火災監控探測器的探測範圍在國家標準中有着明確規定，一般應在10mA到1000mA，也就是説如果將報警值設置在300mA，被保護線路中的剩餘電流極值在700mA內是允許的，但是，當前大部分的系統工程設計中，被保護線路的自然漏電值都要高於這一數值，進而影響探測器的正常運行。 [9] 

剩餘電流式電氣火災監控探測器設計依據

剩餘電流式電氣火災監控探測器在現行國家標準體系中的主要相關設計規範有：
GB 50116-2013《火災自動報警系統設計規範》第9章； [10] 
GB 50016-2014（2018年版）《建築設計防火規範》第10章第10.2.7條； [11] 
GB 51348-2019《民用建築電氣設計標準》第13章第13.5節。 [12] 

剩餘電流式電氣火災監控探測器注意事項

在三相交流電系統設計安裝剩餘電流式電氣火災監控探測器時應注意，被保護線路的接地形式應為TT系統、TN-S系統或TN-C-S系統，剩餘電流互感器應同時套住La、Lb、Lc和N線，如果未將N線套入剩餘電流互感器，則剩餘電流式電氣火災監控探測器此時測得的數據不是剩餘電流而是零序電流，雖然數值顯示可能不會表現出明顯異常，且零序電流監測對衡量三相不平衡電氣安全隱患也具有一定意義，但零序電流無法用於衡量電氣火災風險程度，因此這種接線錯誤會導致電氣火災監控系統失效。
在單相交流電系統設計安裝剩餘電流式電氣火災監控探測器時應注意，被保護線路的零線不得再接地，剩餘電流互感器應同時套住火線和零線。
被保護線路存在與其他線路共用零線或接地形式為TN-C系統的，須進行線路改造解除共用零線狀態或改為TN-S系統、TN-C-S系統或局部TT系統後才可以設計安裝剩餘電流式電氣火災監控探測器。

剩餘電流式電氣火災監控探測器選型

不同形式的剩餘電流式探測器，各有特點、各有所長，不能以形式“分代”，也不是孰優孰劣的問題。現在來預測剩餘電流式探測器的結構“發展方向”尚為時過早。對於不同的場合，有不同的使用需求，設計電氣火災監控系統時應進行合理的選型。
1、應掌握的幾個原則
●選用經過國家消防電子產品質量監督檢驗中心型式檢驗的產品，不能用沒有消防檢驗報告的產品。
●選用生產工藝成熟、服務有保障、有歷史積澱的產品，慎用未經長期實踐應用考驗的產品（不論多麼廉價）。
●儘量選用同一系列的產品，避免選用過多的型號。這有利於安裝調試、運行管理、維修服務。
2、應考慮的幾個細節
●宜採用獨立式探測器，使現場人員能更直接地得到報警信息。
●當監控點相對集中時（如變電房內的開關櫃），可採用多通道探測器，以簡化安裝及節省投資。
●應選擇報警值和動作時間可調、剩餘電流值可顯示的探測器。這樣不僅可以現場設定報警值，避免靈敏度過高、實現選擇性保護，又可掌握正常運行時的泄漏電流值，為故障的處理提供參考依據。
●應採用能接收監控主機的控制信號並可現場設定輸出或不輸出脱扣信號的探測器。在許多情況下，即使要求發生接地故障時只報警而不斷電，也還希望在必要時能通過監控主機遙控斷電。探測器輸出的脱扣信號，最好是能直接接通分勵脱扣器激勵電源的開關量（即探測器內的繼電器觸點，容量至少應是250V/1A）。受控的斷路器應配備分勵脱扣器。一般探測器與斷路器裝在同一個配電櫃內，因此分勵脱扣器的激勵電源宜就地採用220V，而不必用遠控才必須的24V。另外，為反映斷路器的分合狀態，探測器還應具有接收斷路器輸出取樣或斷路器輔助開關信號的輸入端子。
●要充分考慮使用對象、環境以及操作人員的習慣和素質。強調現場操作的易用性、參數設定的直觀性。有些產品的報警參數、動作特性採用LCD顯示、多層菜單、步進設定的方式，如果手頭沒有説明書，恐怕電氣工程師也不容易很快弄好。對大多數現場管理電工來説，清晰的面板標示、開關式的設定操作是比較容易掌握的。
●應注重探測器結構的堅固性、長期運行的可靠性，以及強電環境下的電磁兼容性能。美觀只是次要的考慮。有些產品的外觀確實漂亮，但單薄的塑料外殼是否足夠堅固（特別是內置斷路器式探測器），電磁屏蔽能力是否足以保護探測器內部電路抗禦強電磁干擾，都是需要考察的。畢竟這裏需要的是坦克而不是轎車。
●儘量從整個系統的角度考慮後續工程的投資效益和施工難度。例如採用“二總線”方式的探測器，如上篇（《再談》）提到的，專用電源線是一項不小的費用。有一個400多個監控點的項目，設計“二總線”的電源線單線截面要求2.5mm2，總長達4km。且不説現在銅是多麼貴，光是佈線穿管的施工難度，比RVVSP2×1.0的雙絞軟線就大許多。又例如某項目規模很小，但要另造幾個配電櫃；這時不妨考慮用幾個內置斷路器式探測器，直接串到線路里就可以了。
●要注意剩餘電流互感器與線纜的配合。不同電流等級和結構的線纜、不同排列方式的銅（鋁）排，對剩餘電流互感器窗口尺寸的要求也不同。筆者接觸過的不少設計圖紙，雖然確定了探測器的型號，但沒有顧及剩餘電流互感器。其實，外置互感器式探測器選型設計中相當大的工作量在於確定剩餘電流互感器的型號。圓型窗口的互感器適合多芯（3+1）電纜，矩形窗口適合銅（鋁）排和單芯電纜組。

剩餘電流式電氣火災監控探測器常見問題

常見問題
⑴配電櫃未預留監控探測器和剩餘電流互感器位置
有不少這樣的情況：設計需要增補剩餘電流報警，監控探測器和互感器的型號尚未最後確定，或未取得監控探測器和互感器的實物和準確尺寸數據，配電櫃就先行投入裝配。結果遲到的探測器和互感器沒有合適的安裝空間，造成配電櫃返工。應先採購監控探測器和剩餘電流互感器，至少要取得樣品，合理規劃好配電櫃面板和內部佈局，才進行配電櫃的製作和裝配。
⑵監控探測器在配電櫃內位置不當
監控探測器應安裝在配電櫃面板（或櫃門）上。有不少配電櫃的裝配為了簡便，把探測器裝在櫃內。當櫃門關上後，聲光報警都感覺不到了，保護在很大程度上就失去意義。如果一定要裝在櫃內，則必須保證探測器的報警燈光和聲響不被屏蔽。
⑶監控探測器電源取電點不當
探測器的工作電源應從斷路器的進線端取出，即使斷路器分斷，探測器仍能工作。
探測器工作電源和取樣的零線（N、No）如果取自剩餘電流互感器的上游，則其相線也必須取自剩餘電流互感器的上游。有時因配電櫃內佈局所限，也可以把剩餘電流互感器安排在斷路器的進線端，這時探測器工作電源和取樣都應取自剩餘電流互感器的下游。
圖5 圖5
圖5探測器電源的連接
⑷配電櫃製作和裝配未顧及通訊總線聯網
系統通訊總線聯網是後期工程的工作，作為配電櫃裝配無須連接；但應在探測器附近留有足夠的空間，以方便總線聯網的接線。還應考慮給通訊纜線留有進出線孔和固定位置。櫃內通訊纜線的走線路徑應儘量遠離380V高壓和發熱部件。
⑸配電櫃內其他用電部件電源取電點不當
經常出現配電櫃裝配完成後，空載試通電時探測器報警，或顯示相當數值的漏電電流。這往往是配電櫃內其他用電部件（如指示燈、風扇、保護器、整流器等等）電源取電點不當。原因與第⑶點相同。
我們必須牢記，凡是裝有剩餘電流保護或報警裝置（包括RCBO）的線路，相線和零線必須同時同向穿過剩餘電流互感器，而保護地線（PE）不能穿過。穿過剩餘電流互感器後的下游線路必須是獨立的，不能與剩餘電流互感器的上游線路“共零”或有任何電氣連接，零（N或PEN）線不允許重複接地。
[6]上電就報警問題
從以下幾條依次查看尋找原因，基本就能解決該問題：1.查看實時測量到的剩餘電流；2.查看報警記錄是否存在報警記錄；3.看接線是否正確；4.看互感器安裝是否正確；5.看配電系統的接線是否正確；6.看是否有接地故障
[7]脱扣、報警接線問題
選擇報警還是脱扣要看場合，重要回路，如消防用電是不允許脱扣的。要保證供電連續性的迴路：報警，不脱扣；要保證用電安全的迴路：脱扣，加報警。
參考資料
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