淺談電氣火災監控系統在大學(xué)公寓中的應用

摘要：公寓做為人員高度密集場(chǎng)所，使用的電器種類(lèi)繁多，一旦發(fā)生電氣火災事故，其嚴重性和危害性遠高于其它場(chǎng)所。文章對電氣火災監控系統在公寓電氣火災預防及報警方面的具體應用進(jìn)行了詳細地介紹。

關(guān)鍵詞:公寓；電氣線(xiàn)路火災；電氣火災監控系統

     公寓是人員高度密集的場(chǎng)所，是休息、學(xué)習、生活的重要地方。公寓火災安全管理事關(guān)人身和財產(chǎn)安全，其安全狀況關(guān)系到正常的生活秩序，關(guān)系到社會(huì )的穩定。近年來(lái)，隨著(zhù)社會(huì )的不斷發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步、人們生活水平的逐步改善，公寓的用電狀況發(fā)生了巨大變化，公寓內使用的電器種類(lèi)繁多，用電負荷劇增，造成電氣火災事故隱患增多，而公寓一旦發(fā)生電氣火災事故，其嚴重性和危害性遠高于其它場(chǎng)所。因此通過(guò)高科技手段對公寓電氣火災做到早期預警、預報，使電氣火災的預防達到有的放矢，做到防患于未然，具有重大的現實(shí)和社會(huì )意義。公寓電氣線(xiàn)路火災的主要形式有： 短路火災、過(guò)載火災、漏電火災、接觸不良火災、諧波火災等。 

1.1 系統特點(diǎn)的分析

      電氣火災監控系統是一種新型的以預防為特點(diǎn)的實(shí)時(shí)監控系統。傳統的電氣火災自動(dòng)報警系統主要是在火災發(fā)生之后發(fā)出警告，有效的減少火災造成的損失，電氣火災監控系統能夠進(jìn)行早期的預警，避免損失。因此，電氣火災監控系統的特點(diǎn)是作用于電氣火災發(fā)生前，探測配電系統的漏電電流、異常溫度等相關(guān)異常參數，當達到設定限值時(shí)發(fā)出報警，在電氣火災形成前排除隱患或切斷故障電路，可以顯著(zhù)降低發(fā)生電氣火災的機率。 

1.2 電氣火災監控系統的基本組成 

      根據國家標準 GB14287-2014《電氣火災監控系統》以及相關(guān)規范《電氣火災監控系統的設計方法》，電氣火災監控系統中主要包含報警監控主機、剩余電流式電氣火災監控探測器、溫度探測器、傳感器等。其中，報警監控主機放置在消防監控中心或值班室內，剩余電流式電氣火災監控探測器和傳感器安裝在現場(chǎng)配電柜、箱內。剩余電流式電氣火災監控探測器主要是由監控探測器和剩余電流互感器兩個(gè)部分組成。測溫式電氣火災監控探測器主要是由監控探測器和測溫傳感器兩個(gè)部分組成。 

1.3 電氣火災監控系統的工作原理 

      電氣火災監控系統是基于監控探測器、運行于計算機的軟件 / 硬件系統，通過(guò)對配電回路的漏電電流、過(guò)電流、溫升等火災危險參數實(shí)施監控和管理，實(shí)現對火災的預防。在系統運行的過(guò)程中，其基本的原理是電氣設備中電流以及溫度等各種參數出現異常的變化時(shí)，終端探測器對相關(guān)的信息進(jìn)行搜集然后傳輸到監控探測器，并且和報警的預設值進(jìn)行對比，超出預設值就會(huì )發(fā)出預警限號，同時(shí)輸送到相應的監控設備中，進(jìn)一步的進(jìn)行識別和判斷，在確定火災可能發(fā)生時(shí)，監控主機會(huì )發(fā)出相應的報警信號， 點(diǎn)亮報警指示燈，發(fā)出報警印象，同時(shí)在屏幕上對火災信息進(jìn)行全面的顯示。當必要時(shí)還能聯(lián)動(dòng)切除被檢測到剩余電流超標或溫度異常的配電回路、同時(shí)也可以與火災自動(dòng)報警系統或配電監控系統等進(jìn)行數據交換和共享。相關(guān)的工作人員能夠根據顯示的信息及時(shí)通知專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行現場(chǎng)的檢查和處理。 

1.3.1 剩余電流互感器工作原理 

       剩余電流是指流過(guò)剩余電流動(dòng)作保護裝置主回路電流瞬時(shí)值的矢量和。剩余電流互感器是剩余電流式電氣火災監控探測器的基本模塊，當回路中的電流矢量和不為零時(shí)，互感器的二次側產(chǎn)生電流信號，對該電流信號進(jìn)行采集處理后就可得到該回路中的實(shí)際剩余電流值，考慮電氣線(xiàn)路的不平衡   電流，線(xiàn)路和電氣設備正常的自然泄漏電流，因此實(shí)際電氣線(xiàn)路都存在正常的剩余電流，只有當檢測的剩余電流達到報警設定值時(shí)才報警。 

1.3.2 測溫式電氣火災監控探測器工作原理 

         鉑電阻溫度傳感器是利用金屬鉑在溫度變化時(shí)自身電阻值也隨之改變的特性來(lái)測量溫度的，適用于各種狹小空間高精度測溫領(lǐng)域，可以對現場(chǎng)的溫度進(jìn)行連續測量，能夠有效的防止電線(xiàn)、電纜發(fā)熱導致的電氣火災。

2.1 確定公寓低壓配電系統的接地型式及電氣火災監控系統的保護分級 

      低壓配電系統的接地形式有 TN-S 型、TN-C 型、TNC-S 型、TT 型、IT 型。按照相關(guān)規范要求，在 TN-S 系統或局部 TN-C-S 系統及 TT 系統等場(chǎng)所對電氣火災監控系統進(jìn)行安裝。

在對電氣火災監控系統的等級進(jìn)行確定的過(guò)程中，需要結合公寓低電壓配電系統以及設備的具體情況進(jìn)行選擇，通常采用的是兩級或者叁級保護。兩級保護中分為首端和末端兩種保護形式，三級保護中分為首端、中端以及末端保護。 

首端保護：通過(guò)首端保護能夠對低電壓配電系統中的進(jìn)戶(hù)線(xiàn)路以及主配電設備等進(jìn)行有效的保護。由電氣火災監控系統完成。 

中端保護：采取中端保護能夠對低電壓配電系統中的末端線(xiàn)路以及相關(guān)的設備進(jìn)行保護。通常是利用電氣火災監控系統對漏電的電流以及溫度異常進(jìn)行檢測。 

末端保護：通過(guò)末端保護能夠避免人身觸電事故的發(fā)生，對火災的防護進(jìn)行有效的補充。在末端保護的過(guò)程中，通常使用無(wú)延時(shí)漏電斷路器，不受電氣火災監控系統的監控。 

一般情況下，在公寓對剩余電流式電氣火災監控系統探測器進(jìn)行設置的過(guò)程中，需要堅持下面的原則，在新建公寓中應采用叁級保護，在低壓配電室的各饋出回路配置首端保護；樓層配電柜、區域配電柜等處配置中端保護；在終端配電箱處配置末端保護。 

2.2 分析配電系統圖確定監控探測器的安裝位置 

        供配電系統是電氣火災監控系統主要的監控對象，在對電氣火災監控系統進(jìn)行設計時(shí)，應當立足于供配電系統圖。研究分析公寓低壓配電系統的相關(guān)圖紙，可以了解公寓供配電系統的具體供配電方式、回路數、各區域的用電性質(zhì)和功率、各配電柜內主要斷路器的規格型號、電纜或銅排的截面尺寸及載流量等信息。因此，在對監控探測器進(jìn)行安裝的過(guò)程中，需要對公寓電氣設備的情況進(jìn)行詳細的了解和調查，對配電設備的位置進(jìn)行確定，根據相應的需求在相應的設備上安裝監控探測器，并且對監控探測器的數量進(jìn)行確定。 

2.3 電氣火災監控系統的信息檢測與傳感器安裝原則 

       在電氣火災監控系統進(jìn)行信息監測的過(guò)程中，主要采取監測漏電電流和檢測溫度兩種方式。 

線(xiàn)路漏電電流的檢測對于交流單相供電系統，只要兩根電源線(xiàn) L、N 穿過(guò)剩余電流互感器即可，對于交流三相供電系統，L1、L2、L3、N 線(xiàn)需同時(shí)穿過(guò)，此后要求中性線(xiàn)不許再接地，保護 PE 線(xiàn)不得穿過(guò)剩余電流互感器。 

溫度檢測是對配電設備有異常發(fā)熱現象為基本原則進(jìn)行檢測的，在對重要的配電箱、柜內部以及連接部位進(jìn)行溫度監測時(shí)，應當采取測溫式電氣火災探測器。如果被檢測的對象是絕緣體，可以采用接觸式措施，將探測器放置在被測對象的表面。在對配電箱柜的內部的溫度進(jìn)行監測時(shí)， 可以采取靠近發(fā)熱部件，使用非接觸式裝置。 

2.4 固有自然泄漏電流估算及協(xié)調配合分級設置報警值 

      在對電氣火災監控系統的預警值進(jìn)行設置的過(guò)程中，需要對配電系統中設備的自然漏電電流進(jìn)行考慮，同時(shí)，預警值設置時(shí)應當大于自然漏電的電流值。 被保護電氣線(xiàn)路和設備正常工作時(shí)的自然泄漏電流值，能夠根據經(jīng)驗計算公式并參照線(xiàn)路和設備常用自然泄漏電流值基本確定下來(lái)，并以此數值為依據，初步設計報警電流值。最后確定實(shí)際的報警設定值還需要具體安裝調試時(shí)在現場(chǎng)進(jìn)行數據實(shí)測檢驗。在測試的過(guò)程中，如果實(shí)際測量的漏電電流值比正常的自然漏電電流大很多，需要進(jìn)行相應的檢查，是夠存在不規范化的施工或者設備的質(zhì)量不合格等情況。 

公寓中應用電氣火災監控系統的過(guò)程中，應當重視對報警值進(jìn)行設置，在剩余電流式電氣火災監控系統的報警值進(jìn)行設置的過(guò)程中，需要對其設置范圍進(jìn)行了解，按照國家相關(guān)的標準，報警值應當在設定值的 80% 到 100% 之間，因此，按照相關(guān)的要求，總進(jìn)戶(hù)電源處的剩余電流報警值應當設置在 400 到 800mA，在分支線(xiàn)路電源饋出線(xiàn)路上剩余電流報警值應當在 100 到 400mA。在電氣火災監控系統探測器報警值設置的過(guò)程中，其大小應當小于電氣設備自然漏電電流的兩倍，大于 1000mA。在兩級或者多級的監測系統中，報警值具有更多的選擇性，上級探測器的報警值應當是下級探測器報警值設定值的 1.5 倍，并且不能大于 1000mA。

3.1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。

3.2 應用場(chǎng)合

      適用于智能樓宇、醫院、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。

3.3 系統結構

 

3.4 系統功能

   1）監控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時(shí)發(fā)出聲、光報警信號，同時(shí)設備上紅色“報警"指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類(lèi)型，記錄報警時(shí)間，聲光報警一直保持，直至按設備的“復位"按鈕或觸摸屏的“復位"按鍵遠程對探測器實(shí)現復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動(dòng)消除。

 

   2）當被監測回路報警時(shí)，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設備，當報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

   3）通訊故障報警：當監控設備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時(shí)，監控畫(huà)面中相應的探測器顯示故障提示，同時(shí)設備上的黃色“故障"指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。電源故障報警：當主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監控設備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。

 

   4）當發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時(shí)，將報警部位、故障信息、報警時(shí)間等信息存儲在數據庫中，當報警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢(xún)方法。

3.5 配置方案

      

      隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，科技的進(jìn)步，必然有越來(lái)越多的用電設備進(jìn)入公寓使用，而公寓做為人員高度聚集場(chǎng)所，設置電氣火災監控系統是避免電氣火災的有效手段，是火災主動(dòng)報警系統的預報警體系及有效的補充，可使電氣火災防患于未然，保障人身及財產(chǎn)安全，同時(shí)帶來(lái)較好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。

 

[1]欒迪.電氣火災監控系統在公寓中的應用.

[2]GB50116-2013. 《火災自動(dòng)報警系統設計規范》[S]

[3]安科瑞消防應急照明和疏散指示系統/防火門(mén)監控系統/消防設備電源監控系統/電

氣火災監控系統選型手冊. 2022.05版

 

作者簡(jiǎn)介：柏為為，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電