淺談電氣火災監控系統的工作原理與選型

摘要：隨著(zhù)人們用電量的增加，電氣火災事故發(fā)生居高不下，安裝電氣火災監控系統是迫切的、必要的。本文通過(guò)電氣火災監控系統的基本組成和工作原理，闡述了電氣火災監控系統的設計依據及安裝設要點(diǎn)，提出了實(shí)際應用中應注意的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞:電氣火災監控；電氣火災；漏電火災；漏電火災監控系統；電氣火災監控系統；

       近幾年來(lái)，全國電氣火災事故數量呈上升趨勢。引發(fā)電氣火災的原因有很多，如：短路、過(guò)載、接地故障、接觸電阻過(guò)大、泄漏電流等。其中，接地故障引起的火災更具危險性。配電系統一般的短路、過(guò)負荷容易被熔斷器、低壓斷路器等迅速切斷而不致引起火災。接地故障電流一般比較小，不足以使一般的過(guò)電流保護及時(shí)切斷故障。故障點(diǎn)多數以電弧短路的形式出現。由于電弧阻抗較大，它進(jìn)一步限制了故障電流，使過(guò)電流保護更難以動(dòng)作，但其局部溫度卻很高，2A的電弧溫度可超過(guò)2 000℃ ，0.5A的電弧能量已足以引燃可燃物質(zhì)。所以，防范 電氣短路火災的重點(diǎn)是防范接地電弧短路。為了遏制電氣火災的上升勢頭，政府等相關(guān)部門(mén)相繼制訂或修改了有關(guān)標準規范，要求在建筑中設置電氣火災監控系統。

大多數的電氣火災監控設備都具備以下的功能： 

1. 漏電預警和報警 

       當配電回路的漏電電流值達到漏電報警或預警整定值的 80%～100%時(shí)，探測器發(fā)出漏電預警或報警信號。通過(guò)二總線(xiàn)主動(dòng)上傳給監控設備，同時(shí)上傳的還有報警線(xiàn)路地址、報警時(shí)現場(chǎng)電流及漏電值、報警發(fā)生時(shí)間。 

2. 過(guò)電流預警和報警 

       當配電回路的過(guò)電流值達到過(guò)電流預警或整定值的 80%～100%時(shí)，探測器發(fā)出過(guò)電流預警或報警信號。通過(guò)二總線(xiàn)主動(dòng)上傳給監控設備，同時(shí)上傳的還有報警線(xiàn)路地址、報警時(shí)現場(chǎng)電流及報警發(fā)生時(shí)間。 

3. 溫度報警 

       監視部位的溫度變化，并將溫度值實(shí)時(shí)傳送給集中監控設備。當監視部位的溫度達到報警設定值時(shí)，發(fā)出聲、光報警信號。 

4. 實(shí)時(shí)監控功能 

       在電氣火災監控設備、微型計算機上，能夠顯示三相工作電流和漏電電流值，并能夠采用時(shí)間歷程曲線(xiàn)的方式顯示出這些電流值的大小和變化趨勢。除了以上功能以外，還有隱患預警功能、顯示和存儲等。 

1. 電氣火災監控系統的基本組成基本組成 

       根據國家標準 GB14287-2005《電氣火災監控系統》和相關(guān)規范《電氣火災監控系統的設計方法》（暫行規定），電氣火災監控系統的基本組成應包括：電氣火災監控設備、剩余電流式電氣火災監控探測器和測溫式電氣火災監控探測器等三個(gè)基本產(chǎn)品種類(lèi)。其中，剩余電流式電氣火災監控探測器又由監控探測器和剩余電流互感器（分對插式、閉 合式兩種）所組成，測溫式電氣火災監控探測器由監控探測器和測溫傳感器所組成。該系統定位應是： 服務(wù)于常規的供電網(wǎng)絡(luò )的監控系統。有了這個(gè)定位，在設計上的一些困惑就會(huì )迎刃而解。我們應該明確一點(diǎn)：其應是一個(gè)聯(lián)成網(wǎng)的整體裝置，是一個(gè)完整系統。在現代技術(shù)高速發(fā)展的今天，大、中型建筑物中靠分散設置的單個(gè)漏電報警器和傳統的漏電開(kāi)關(guān)來(lái)監控電氣火災是落后的表現，而且是不能勝任的。由于《高層民用建筑設計防火規范》的條文比較簡(jiǎn)單且可操作性差，有的條文有畫(huà)蛇添足之嫌。規范發(fā)布之后，又沒(méi)有相應的設計、施工驗收規范 同步出臺，造成目前電氣火災監控系統設計、施工驗收沒(méi)有明確條文可依，工程設計人員各自憑自己的認識和理解來(lái)執行規范。這樣的結果勢必會(huì )造成設計混亂的局面，會(huì )對以后的施工、驗收造成不良影響。 

2. 電氣火災監控系統的工作原理 

       其基本原理是：當電氣設備中的電流、溫度等參數發(fā)生異?；蛲蛔儠r(shí)，終端探測頭（如剩余電流互感器、溫度傳感器等）利用電磁場(chǎng)感應原理、溫度效應的變化對該信息進(jìn)行采集，并輸送到監控探測器里。經(jīng)放大、A/D 轉換、CPU 對變化的幅值進(jìn)行分析、判斷，并與報警設定值進(jìn)行比較。一旦超出設定值，則發(fā)出報警信號，同時(shí)也輸送到監控設備中，再經(jīng)監設備進(jìn)一步識別、判定。當確認可能會(huì )發(fā)生火災時(shí)，監控主機發(fā)出火災報警信號，點(diǎn)亮報警指示燈，發(fā)出報警音響，同時(shí)在液晶顯示屏上 顯示火災報警等信息。值班人員則根據以上顯示的信息，迅速到事故現場(chǎng)進(jìn)行檢查處理，并將報警信息發(fā)送到集中控制臺。 

3. 電氣火災監控系統的設計依據 

       GB 14287.1-2005《漏電火災監控設備》，GB14287.2-2005《剩余電流式電器火災監控探測器》，GB14287.3-2005《測溫式漏電火災監控探測器》，GB 50016-2006《建筑設計防火規范》，CB50045-95《高層民用建筑設計防火規范》2005 年局部修訂條文，GB50 016-2006《建筑設計防火規范》，GB 13 955-2005《剩余電流動(dòng)作保護裝置的安裝和運行》。 

 

1. 配電箱或控制箱內部形式的安裝設計 

       一般的工程中，在各樓層設有專(zhuān)門(mén)的層配電箱或控制箱，電氣火災監控探測器直接安裝在配電箱或控制箱內部適當位置。 

2. 配電箱或控制箱（柜）外部形式的安裝設計 

       電氣火災監控探測器單獨做成一個(gè)箱體，將總電源通過(guò)電氣火災監控探測器，再接入配電箱或控制箱。對于新舊（改造）工程的應用，電氣火災監控探測器只需將電源先引入漏電報警開(kāi)關(guān)裝置后，再接入配電箱或控制箱。專(zhuān)門(mén)安裝漏電控制器的防火監控箱設在配電箱或控制箱附近。改造工程建議采用矩型的漏電互感器，可以盡量不觸動(dòng)原來(lái)配電箱（柜）的內部導線(xiàn)和器件布置。 

3. 配電柜成套形式的安裝設計 

       直接在配電箱或控制箱面板上嵌入漏電控制器，只考慮在柜內適當位置固定電流互感器（一般在主空開(kāi)上端或下端）。不改動(dòng)配電柜內部結構，不需增加單獨的漏電控制器安裝箱，既美觀(guān)又不占空間。應在設計中明確提出要求，在施工圖會(huì )審完畢，由配電柜成套廠(chǎng)考慮預留面板上嵌裝電氣火災探測器的開(kāi)孔尺寸。 

      （1）大型建筑物內的配電線(xiàn)路中，有設備、空調、照明等。單就照明回路而言，應該是民用建筑配電回路較多的，再加上其他回路的回路數就更多。如果所有回路都裝電氣火災監控裝置是不可能的，不僅工程量大，造價(jià)也太高。所以，應該根據實(shí)際情況，要針對性和可操作性更強一些，避免增加作用不大、維護成本高的設備投入，可根據其使用性質(zhì)、火災危險性、人員是否密集及設備的重要性進(jìn)行設計。

      （2）在工程上經(jīng)常用到雙電源，特別是消防系統的設備，比如：水泵、風(fēng)機、卷簾、消防電梯、消防報警中心的設備等。在雙路電源供電系統里，保護線(xiàn)和零線(xiàn)都要分別接在一起。當其中的一個(gè)回路已經(jīng)停止供電時(shí)，其漏電監控設備會(huì )探測到該回路有漏電電流。雖然該回路開(kāi)關(guān)已經(jīng)處在斷開(kāi)狀態(tài)，A、B、C 三相沒(méi)有電流，但 N 線(xiàn)的電流會(huì )使漏電探測器認為存在漏電流。原因就是雙路電源供電的兩條N線(xiàn)是直接連接的，雖然一路電源停電，但是另一路還在供電，導致開(kāi)關(guān)已經(jīng)處在斷開(kāi)狀態(tài)的回路N 線(xiàn)還有電流，它的漏電流值超過(guò)報警設定值（設定值以為是零），這樣的電氣火災監控系統報警實(shí)際上是個(gè)誤報警。所以，雙電源供電的切換開(kāi)關(guān)一定要采用 4P 開(kāi)關(guān)，切換時(shí)連 N 線(xiàn)一起切。這個(gè)誤報在工程應用過(guò)程中很令人頭疼，但又不知原因，還以為是產(chǎn)品問(wèn)題。類(lèi)似的問(wèn)題還有天氣潮濕造成電子設備的誤報，這在電子產(chǎn)品是個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題。所以，選擇有防潮的電子設備也是選擇的一個(gè)參考。 

      （3）現在的低壓配電系統設計大多采用 TN-S系統，即：三相五線(xiàn)制。其他形式的配電形式小范圍在內地的一些工廠(chǎng)應用，絕大多數剩余電流式電氣火災監控探測器適合安裝TN-S 系統或局部TN-C-S 系統。在改造或擴建工程中，如果低壓配電系統是 TN-C 系統，即：三相四線(xiàn)制，就必須對原線(xiàn)路進(jìn)行適當地改造。重點(diǎn)是：要確保出線(xiàn)的 N 線(xiàn)不能重復接地，剩余電流式電氣火災監控系統大多采用總線(xiàn)式。跟火災自動(dòng)報警的方式一樣，敷線(xiàn)要符合消防系統的施工規范，二總線(xiàn)敷設長(cháng)度不超過(guò) 1 500 m。若超過(guò) 1 500 m，可增設（通訊線(xiàn)延長(cháng)中繼），連接點(diǎn)一定要牢固。

6.1概述

       Acre1-6000電氣火災監控系統，是根據國家現行規范標準由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數字化獨立運行的系統，已通過(guò)國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗中心的消防電子產(chǎn)品試驗認證，并且均通過(guò)嚴格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統中的安全正常運行，現均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應用。該系統通過(guò)對剩余電流、過(guò)電流、過(guò)電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監視，實(shí)現對電氣火災的早期預防和報警，當必要時(shí)還能聯(lián)動(dòng)切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標的配電回路;并根據用戶(hù)的需求，還可以滿(mǎn)足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災自動(dòng)報警系統等進(jìn)行數據交換和共享。

6.2 應用場(chǎng)合

       適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家重點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領(lǐng)域。

6.3 系統結構