現行國家標準體系下電氣火災監控報警系統現狀

從2005年開(kāi)始，我國出臺電氣火災監控報警技術(shù)國家標準（GB 14287系列標準），開(kāi)始規模推廣應用電氣火災監控報警系統，其中以剩余電流式電氣火災監控報警為主體。但近15年實(shí)際應用情況表明，我國電氣火災高發(fā)勢頭并沒(méi)有得到有效遏制。

在2010年前后，我國以GB 50016《建筑設計防火規范》為主的多個(gè)國家、行業(yè)標準規范，要求在高層建筑、人口密集場(chǎng)所等建筑場(chǎng)所應安裝剩余電流式電氣火災監控設備。在消防部門(mén)的強力監管下，全國各地大量使用了剩余電流式電氣火災監控為主的電氣火災監控報警系統。在電氣火災勢頭持續高發(fā)，國務(wù)院安委會(huì )已經(jīng)決定在全國范圍內組織開(kāi)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控系統的內容。

但剩余電流式電氣火災監控報警系統在實(shí)際使用過(guò)程中，存在大量誤報的情況，效果并不理想，該系統功能性問(wèn)題使得大量設備閑置甚至棄用。近年各地消防部門(mén)已經(jīng)不再針對電氣火災監控報警系統進(jìn)行驗收檢查工作?，F有國標體系下的電氣火災監控報警系統何去何從陷入尷尬的局面。

我國電氣火災監控國家標準GB 14287系列標準2005版（已廢止）及2014版技術(shù)要求均過(guò)低，其中剩余電流式電氣火災監控報警設備（GB 14287. 2），只籠統檢測剩余電流，這無(wú)形中就將電器產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題對設備外殼釋放的諧波電流等匯總到剩余電流報警數值內，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控系統功能有效發(fā)揮的主因。變頻技術(shù)是現階段電氣節能技術(shù)的主流，我國政府長(cháng)期推廣實(shí)施節能政策，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部對設備外殼（接到保護地線(xiàn)）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控系統大量存在嚴重誤報現象。實(shí)際上，這類(lèi)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(shù)并不必然造成剩余電流，例如一些優(yōu)質(zhì)廠(chǎng)家在實(shí)現變頻節能后，通過(guò)產(chǎn)品內部相關(guān)消諧電路處理，并不會(huì )對母線(xiàn)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(guān)電器產(chǎn)品也不存在對地泄放諧波形成“剩余電流”問(wèn)題。

b. 中低檔劣質(zhì)電氣材料及施工質(zhì)量問(wèn)題大量存在，致使我國現有電氣火災防控技術(shù)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(jià)中標策略被廣泛采用，同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量監管也沒(méi)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控報警技術(shù)為主的電氣火災防控產(chǎn)品。但關(guān)鍵區別在于，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(cháng)時(shí)間處于承受災害頻發(fā)的“還賬期”。這次國務(wù)院安委會(huì )《關(guān)于開(kāi)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控系統功能發(fā)揮的因素。一些電纜質(zhì)量較差和電器內部線(xiàn)路質(zhì)量較差，城市架空線(xiàn)逐步入地成為地埋線(xiàn)纜等原因，在實(shí)際電氣回路內，會(huì )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(lèi)非阻性剩余電流大部分不轉換成熱能，一般不會(huì )形成電氣火災隱患。

2015年下半年開(kāi)始實(shí)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《電氣火災監控系統 第4部分：故障電弧探測器》。當故障電弧發(fā)生時(shí)，線(xiàn)路上的漏電、過(guò)流和短路等保護裝置，可能無(wú)法檢測到故障電弧或者無(wú)法迅速動(dòng)作切斷電源，易引發(fā)火災。國外發(fā)達國家也制定實(shí)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、連續性統計特征。

GB 14287. 4 - 2014針對單個(gè)用電設備的故障電弧檢測非常有效，但在實(shí)際使用中卻暴露出明顯缺陷。無(wú)論從社會(huì )經(jīng)濟成本和實(shí)際使用便利性，不可能每個(gè)大大小小用電設備都單獨配備一個(gè)故障電弧式探測器，通常會(huì )安裝在建筑場(chǎng)所如家庭室內電氣回路的進(jìn)線(xiàn)入口。以家庭為例，每家的電氣回路內會(huì )有空調、照明、冰箱、電視機等功率差異較大的各類(lèi)用電設備，我們一般要把故障電弧式探測器安裝在入戶(hù)配電箱側。如果一個(gè)小功率用電器發(fā)生故障電弧，同時(shí)有若干個(gè)較大功率設備處在工作狀態(tài)，那么在配電箱總進(jìn)線(xiàn)處，電壓降凹陷特征必然微弱，大功率正常設備電壓波形會(huì )淹沒(méi)這個(gè)電壓降凹陷特征，探測器將不能正常工作。

事實(shí)也是如此，2017年年底在某消防支隊牽頭建設的國家試點(diǎn)城市項目 —— 某市智慧消防物聯(lián)網(wǎng)項目實(shí)施過(guò)程中，國內某主要電氣消防廠(chǎng)家提供的故障電弧式探測器演示時(shí)效果良好；但隨后在消防部門(mén)安排的一家九小場(chǎng)所測試（安裝在配電箱總進(jìn)線(xiàn)處）時(shí)，其它設備正常工作情況下，在室內一個(gè)接線(xiàn)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(guān)斷后才檢測控制成功。