論過負(fù)荷保護(hù)和剩余電流保護(hù)在消防工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張曉峰

摘 要 在工程設(shè)計(jì)中，消防設(shè)備的過負(fù)荷保護(hù)要求僅報(bào)警不動(dòng)作，消防水泵剩余電流保護(hù)是否設(shè)置或是設(shè)置僅報(bào)警，規(guī)范中并不明確，究竟在設(shè)計(jì)中如何做才能更安全可靠，是很多設(shè)計(jì)人員需要面對的問題。

關(guān)鍵詞 消防設(shè)備;過載（過負(fù)荷）保護(hù);剩余電流保護(hù);RCD

1消防設(shè)備的過負(fù)荷保護(hù)

《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50054-2011 6.3.6 過負(fù)荷斷電將引起嚴(yán)重后果的線路，其過負(fù)荷保護(hù)不應(yīng)切斷線路，可作用于信號。條文說明：6.3.6 線路短時(shí)間的過負(fù)荷并不立即引起災(zāi)害，在某些情況下可讓導(dǎo)體超過允許溫度運(yùn)行，即使?fàn)奚恍┦褂脡勖矐?yīng)保證對重要負(fù)荷的不間斷供電，例如消防水泵、旋轉(zhuǎn)電機(jī)的勵(lì)磁回路、起重電磁鐵的供電回路、電流互感器的二次回路等，這時(shí)保護(hù)可作用于信號。

1.1 實(shí)際應(yīng)用中存在的問題

（1）僅設(shè)置短路保護(hù)（單磁開關(guān)）是否滿足規(guī)范要求;（GB 50054-2011[4] 6.3.6條文說明“這時(shí)? 保護(hù)可作用于信號”）

（2）對于應(yīng)急照明配電回路，很難過載，是否需要設(shè)置過負(fù)荷保護(hù);（GB 50054-2011 6.3.6未提到應(yīng)急照明及其他消防配電回路）

（3）僅在末端配電回路開關(guān)設(shè)置是否可行;

1.2 探討

（1）僅設(shè)置短路保護(hù)（單磁開關(guān)）是否滿足規(guī)范要求;

交流電動(dòng)機(jī)應(yīng)裝設(shè)相間短路保護(hù)和接地故障保護(hù)，并應(yīng)根據(jù)具體情況分別裝設(shè)過負(fù)荷、斷相或低電壓保護(hù)?！锻ㄓ糜秒娫O(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50055-2011[5] 交流電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）運(yùn)行中容易過載的電動(dòng)機(jī)、起動(dòng)或自起動(dòng)條件困難而要求限制起動(dòng)時(shí)間的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)裝設(shè)過載保護(hù)。連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)宜裝設(shè)過載保護(hù)，過載保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于斷開電源。但斷電比過載造成的損失更大時(shí)，應(yīng)使過載保護(hù)動(dòng)作于信號。

2）短時(shí)工作或斷續(xù)周期工作的電動(dòng)機(jī)可不裝設(shè)過載保護(hù)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中可能堵轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)裝設(shè)電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)的過載保護(hù)。

從以上規(guī)范條文可以看出，消防電機(jī)屬于短時(shí)工作或斷續(xù)周期工作，可不設(shè)置過載保護(hù);如按普通電動(dòng)機(jī)設(shè)置過負(fù)荷保護(hù)，則需使過載保護(hù)僅動(dòng)作于信號。

（2）對于應(yīng)急照明配電回路，很難過載，是否需要設(shè)置過負(fù)荷保護(hù)。

《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50054-2011 6.3.5 除火災(zāi)危險(xiǎn)、爆炸危險(xiǎn)場所及其他有規(guī)定的特殊裝置和場所外，符合下列條件之一的配電線路，可不裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)電器：

1）回路中載流量減小的導(dǎo)體，當(dāng)其過負(fù)荷時(shí)，上一級過負(fù)荷保護(hù)電器能有效保護(hù)該段導(dǎo)體;

2）不可能過負(fù)荷的線路，且該段線路的短路保護(hù)符合本規(guī)范第6.2節(jié)的規(guī)定，并沒有分支線路或出線插座;

3）用于通信、控制、信號及類似裝置的線路;

4）即使過負(fù)荷也不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的直埋電纜或架空線路。

從該條文可以看出，應(yīng)急照明回路如果計(jì)算后確定上一級過負(fù)荷保護(hù)電器能有效保護(hù)，或者不可能過負(fù)荷且沒有分支線路（應(yīng)急照明禁止接入插座），這兩種情況可不設(shè)，反之或無法確定則應(yīng)設(shè)置過負(fù)荷保護(hù);

如果設(shè)置了過負(fù)荷保護(hù)（過載保護(hù)）則還是應(yīng)按規(guī)范設(shè)置使該保護(hù)僅作用于報(bào)警;

（3）僅在末端配電回路開關(guān)設(shè)置是否可行。

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014（2018年版）[3] 10.1.6 消防用電設(shè)備應(yīng)采用專用的供電回路，當(dāng)建筑內(nèi)的生產(chǎn)、生活用電被切斷時(shí)，應(yīng)仍能保證消防用電。

從該條我們可以看出消防用電設(shè)備的用電連續(xù)性的重要;

消防控制室 、消防水泵房、防煙和排煙風(fēng)機(jī)房的消防用電設(shè)備及消防電梯等的供電，應(yīng)在其配電線路的最末一級配電箱處設(shè)置自動(dòng)切換裝置。

一般來說，工程設(shè)計(jì)中我們通常會(huì)在最末一級即消防設(shè)備的配電回路設(shè)置過負(fù)荷報(bào)警不動(dòng)作，這種做法較為普遍，因?yàn)橐?guī)范中并未明確幾級設(shè)置。

但從供電可靠性考慮，這種做法無法滿足消防設(shè)備的要求，如果末端過負(fù)荷僅報(bào)警未動(dòng)作，則上一級過負(fù)荷保護(hù)此時(shí)有可能會(huì)動(dòng)作，這樣末端的過負(fù)荷報(bào)警不動(dòng)作形同虛設(shè)。

因此，應(yīng)從消防配電設(shè)備上一級進(jìn)線開始均應(yīng)設(shè)置過負(fù)荷報(bào)警不動(dòng)作。

2消防設(shè)備（消防潛污泵）的剩余電流保護(hù)

剩余電流即漏電電流，是指電氣設(shè)備發(fā)生接地故障或設(shè)備絕緣損壞，或人觸及帶電體時(shí)，各相電流的向量和不為零，此電流即漏電電流。為與國際接軌，現(xiàn)行規(guī)范上統(tǒng)一稱為剩余電流。對其保護(hù)裝置成為剩余動(dòng)作保護(hù)裝置，簡稱為RCD。

在建設(shè)工程施工圖設(shè)計(jì)中，常常就消防潛污泵配電回路是否裝設(shè)RCD、裝設(shè)位置以及對RCD是否僅報(bào)警、動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定均有不同的做法，現(xiàn)就以上問題，我們逐一探討：

2.1 消防潛污泵配電回路是否裝設(shè)RCD （圖1）

圖1 消防潛污泵配電系統(tǒng)圖

（1）JGJ16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》。

（2）剩余電流動(dòng)作保護(hù)的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定。

（3）下列設(shè)備的配電線路應(yīng)設(shè)置剩余電流動(dòng)作保護(hù)。

（4）環(huán)境特別惡劣或潮濕場所的電氣設(shè)備。

（5）GB/T 13955-2017《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》。

從以上兩個(gè)規(guī)范條文可以看出，消防潛污泵不僅需要設(shè)置剩余電流保護(hù)，而且是應(yīng)設(shè)置在末端保護(hù);如果將RCD裝在潛污泵供電始端，供電線路較長時(shí)其正常剩余電流有可能發(fā)生誤動(dòng)作，導(dǎo)致潛污泵不能正常工作。

2.2 消防潛污泵配電回路是否可以設(shè)置報(bào)警式剩余電流保護(hù)裝置

（1）GB/T 13955-2017《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行[1]》5.8特殊負(fù)荷和場所的RCD選用 安裝在潮濕場所的電氣設(shè)備應(yīng)選用額定剩余動(dòng)作電流小于30mA、無延時(shí)的RCD。此條要求RCD要瞬時(shí)動(dòng)作;動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間已有明確規(guī)定。

（2）GB50116-2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[2]》10.1.4 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)主電源不應(yīng)設(shè)置剩余電流動(dòng)作保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)裝置。從此條可看出供電可靠性重要性高于漏電保護(hù)。

（3）GB/T 13955-2005《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》4.6為防止人身電擊事故，上述場所的負(fù)荷末端不得采用報(bào)警式剩余電流保護(hù)裝置。GB/T 13955-2017已刪除此條。

綜上所述，可以看出規(guī)范對于消防潛污泵是否可以設(shè)置報(bào)警式剩余電流保護(hù)裝置并無明確規(guī)定，而且，對末端設(shè)備而言，維修人員與其接觸機(jī)會(huì)較多，當(dāng)因接地故障導(dǎo)致RCD動(dòng)作切斷電源時(shí)，其影響面較少，與人的生命相比，生命更為重要，故而從安全性考慮，消防潛污泵應(yīng)采用額定剩余動(dòng)作電流小于30mA、無延時(shí)瞬動(dòng)RCD。

2.3 RCD動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間設(shè)置

（1）關(guān)于這個(gè)規(guī)范有明確規(guī)定：GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》，剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的動(dòng)作電流應(yīng)符合下列規(guī)定：①在用作直接接觸防護(hù)的附加保護(hù)或間接接觸防護(hù)時(shí)，剩余動(dòng)作電流不應(yīng)超過30mA;②對于多級裝設(shè)的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，其時(shí)限和剩余電流動(dòng)作值應(yīng)有選擇性配合。

（2）剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)符合下列規(guī)定：對于相導(dǎo)體對地標(biāo)稱電壓為220V的TN系統(tǒng)配電線路的接地故障保護(hù)，其切斷故障回路的時(shí)間應(yīng)符合下列要求：①對于配電線路或僅供給固定式電氣設(shè)備用電的末端線路，不應(yīng)大于5s;②對于供電給手持式電氣設(shè)備和移動(dòng)式電氣設(shè)備末端線路I或插座回路，不應(yīng)大于0.4s。接地故障保護(hù)（間接接觸防護(hù)）可采用自動(dòng)切斷電源的保護(hù)（包括剩余電流動(dòng)作保護(hù)）。

綜上所述，消防潛污泵RCD動(dòng)作電流不應(yīng)大于30mA，動(dòng)作時(shí)間不應(yīng)大于5S;同時(shí)應(yīng)考慮上下級配合。

參考文獻(xiàn)

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