淺談電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理與選型

摘要：隨著人們用電量的增加，電氣火災(zāi)事故發(fā)生居高不下，安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是迫切的、必要的。本文通過(guò)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成和工作原理，闡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)及安裝設(shè)要點(diǎn)，提出了實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞:電氣火災(zāi)監(jiān)控；電氣火災(zāi)；漏電火災(zāi)；漏電火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；

       近幾年來(lái)，全國(guó)電氣火災(zāi)事故數(shù)量呈上升趨勢(shì)。引發(fā)電氣火災(zāi)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(zāi)更具危險(xiǎn)性。配電系統(tǒng)一般的短路、過(guò)負(fù)荷容易被熔斷器、低壓斷路器等迅速切斷而不致引起火災(zāi)。接地故障電流一般比較小，不足以使一般的過(guò)電流保護(hù)及時(shí)切斷故障。故障點(diǎn)多數(shù)以電弧短路的形式出現(xiàn)。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(hù)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(zāi)的重點(diǎn)是防范接地電弧短路。為了遏制電氣火災(zāi)的上升勢(shì)頭，等相關(guān)部門相繼制訂或修改了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，要求在建筑中設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

大多數(shù)的電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備都具備以下的功能： 

1. 漏電預(yù)警和報(bào)警 

       當(dāng)配電回路的漏電電流值達(dá)到漏電報(bào)警或預(yù)警整定值的 80%～100%時(shí)，探測(cè)器發(fā)出漏電預(yù)警或報(bào)警信號(hào)。通過(guò)二總線主動(dòng)上傳給監(jiān)控設(shè)備，同時(shí)上傳的還有報(bào)警線路地址、報(bào)警時(shí)現(xiàn)場(chǎng)電流及漏電值、報(bào)警發(fā)生時(shí)間。 

2. 過(guò)電流預(yù)警和報(bào)警 

       當(dāng)配電回路的過(guò)電流值達(dá)到過(guò)電流預(yù)警或整定值的 80%～100%時(shí)，探測(cè)器發(fā)出過(guò)電流預(yù)警或報(bào)警信號(hào)。通過(guò)二總線主動(dòng)上傳給監(jiān)控設(shè)備，同時(shí)上傳的還有報(bào)警線路地址、報(bào)警時(shí)現(xiàn)場(chǎng)電流及報(bào)警發(fā)生時(shí)間。 

3. 溫度報(bào)警 

       監(jiān)視部位的溫度變化，并將溫度值實(shí)時(shí)傳送給集中監(jiān)控設(shè)備。當(dāng)監(jiān)視部位的溫度達(dá)到報(bào)警設(shè)定值時(shí)，發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)。 

4. 實(shí)時(shí)監(jiān)控功能 

       在電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、微型計(jì)算機(jī)上，能夠顯示點(diǎn)的三相工作電流和漏電電流值，并能夠采用時(shí)間歷程曲線的方式顯示出這些電流值的大小和變化趨勢(shì)。除了以上功能以外，還有隱患預(yù)警功能、顯示和存儲(chǔ)等。 

1. 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成基本組成 

       根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB14287-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》和相關(guān)規(guī)范《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法》（暫行規(guī)定），電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成應(yīng)包括：電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器和測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器等三個(gè)基本產(chǎn)品種類。其中，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器又由監(jiān)控探測(cè)器和剩余電流互感器（分對(duì)插式、閉 合式兩種）所組成，測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器由監(jiān)控探測(cè)器和測(cè)溫傳感器所組成。該系統(tǒng)定位應(yīng)是： 服務(wù)于常規(guī)的供電網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)。有了這個(gè)定位，在設(shè)計(jì)上的一些困惑就會(huì)迎刃而解。我們應(yīng)該明確一點(diǎn)：其應(yīng)是一個(gè)聯(lián)成網(wǎng)的整體裝置，是一個(gè)完整系統(tǒng)。在現(xiàn)代技術(shù)高速發(fā)展的今天，大、中型建筑物中靠分散設(shè)置的單個(gè)漏電報(bào)警器和傳統(tǒng)的漏電開(kāi)關(guān)來(lái)監(jiān)控電氣火災(zāi)是落后的表現(xiàn)，而且是不能勝任的。由于《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)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(guī)范發(fā)布之后，又沒(méi)有相應(yīng)的設(shè)計(jì)、施工驗(yàn)收規(guī)范 同步出臺(tái)，造成目前電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工驗(yàn)收沒(méi)有明確條文可依，工程設(shè)計(jì)人員各自憑自己的認(rèn)識(shí)和理解來(lái)執(zhí)行規(guī)范。這樣的結(jié)果勢(shì)必會(huì)造成設(shè)計(jì)混亂的局面，會(huì)對(duì)以后的施工、驗(yàn)收造成不良影響。 

2. 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理 

       其基本原理是：當(dāng)電氣設(shè)備中的電流、溫度等參數(shù)發(fā)生異常或突變時(shí)，終端探測(cè)頭（如剩余電流互感器、溫度傳感器等）利用電磁場(chǎng)感應(yīng)原理、溫度效應(yīng)的變化對(duì)該信息進(jìn)行采集，并輸送到監(jiān)控探測(cè)器里。經(jīng)放大、A/D 轉(zhuǎn)換、CPU 對(duì)變化的幅值進(jìn)行分析、判斷，并與報(bào)警設(shè)定值進(jìn)行比較。一旦超出設(shè)定值，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)也輸送到監(jiān)控設(shè)備中，再經(jīng)監(jiān)設(shè)備進(jìn)一步識(shí)別、判定。當(dāng)確認(rèn)可能會(huì)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，監(jiān)控主機(jī)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，點(diǎn)亮報(bào)警指示燈，發(fā)出報(bào)警音響，同時(shí)在液晶顯示屏上 顯示火災(zāi)報(bào)警等信息。值班人員則根據(jù)以上顯示的信息，迅速到事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查處理，并將報(bào)警信息發(fā)送到集中控制臺(tái)。 

3. 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù) 

       GB 14287.1-2005《漏電火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》，GB14287.2-2005《剩余電流式電器火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》，GB14287.3-2005《測(cè)溫式漏電火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》，GB 50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，CB50045-95《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》2005 年局部修訂條文，GB50 016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，GB 13 955-2005《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的安裝和運(yùn)行》。 

 

1. 配電箱或控制箱內(nèi)部形式的安裝設(shè)計(jì) 

       一般的工程中，在各樓層設(shè)有專門的層配電箱或控制箱，電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器直接安裝在配電箱或控制箱內(nèi)部適當(dāng)位置。 

2. 配電箱或控制箱（柜）外部形式的安裝設(shè)計(jì) 

       電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器單獨(dú)做成一個(gè)箱體，將總電源通過(guò)電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，再接入配電箱或控制箱。對(duì)于新舊（改造）工程的應(yīng)用，電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器只需將電源先引入漏電報(bào)警開(kāi)關(guān)裝置后，再接入配電箱或控制箱。專門安裝漏電控制器的防火監(jiān)控箱設(shè)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(nèi)部導(dǎo)線和器件布置。 

3. 配電柜成套形式的安裝設(shè)計(jì) 

       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(nèi)適當(dāng)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(nèi)部結(jié)構(gòu)，不需增加單獨(dú)的漏電控制器安裝箱，既美觀又不占空間。應(yīng)在設(shè)計(jì)中明確提出要求，在施工圖會(huì)審?fù)戤叄膳潆姽癯商讖S考慮預(yù)留面板上嵌裝電氣火災(zāi)探測(cè)器的開(kāi)孔尺寸。 

      （1）大型建筑物內(nèi)的配電線路中，有設(shè)備、空調(diào)、照明等。單就照明回路而言，應(yīng)該是民用建筑配電回路較多的，再加上其他回路的回路數(shù)就更多。如果所有回路都裝電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置是不可能的，不僅工程量大，造價(jià)也太高。所以，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，要針對(duì)性和可操作性更強(qiáng)一些，避免增加作用不大、維護(hù)成本高的設(shè)備投入，可根據(jù)其使用性質(zhì)、火災(zāi)危險(xiǎn)性、人員是否密集及設(shè)備的重要性進(jìn)行設(shè)計(jì)。

      （2）在工程上經(jīng)常用到雙電源，特別是消防系統(tǒng)的設(shè)備，比如：水泵、風(fēng)機(jī)、卷簾、消防電梯、消防報(bào)警中心的設(shè)備等。在雙路電源供電系統(tǒng)里，保護(hù)線和零線都要分別接在一起。當(dāng)其中的一個(gè)回路已經(jīng)停止供電時(shí)，其漏電監(jiān)控設(shè)備會(huì)探測(cè)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 線的電流會(huì)使漏電探測(cè)器認(rèn)為存在漏電流。原因就是雙路電源供電的兩條N線是直接連接的，雖然一路電源停電，但是另一路還在供電，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)已經(jīng)處在斷開(kāi)狀態(tài)的回路N 線還有電流，它的漏電流值超過(guò)報(bào)警設(shè)定值（設(shè)定值以為是零），這樣的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警實(shí)際上是個(gè)誤報(bào)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 線一起切。這個(gè)誤報(bào)在工程應(yīng)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。類似的問(wèn)題還有天氣潮濕造成電子設(shè)備的誤報(bào)，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(shè)備也是選擇的一個(gè)參考。 

      （3）現(xiàn)在的低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)大多采用 TN-S系統(tǒng)，即：三相五線制。其他形式的配電形式小范圍在內(nèi)地的一些工廠應(yīng)用，絕大多數(shù)剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器適合安裝TN-S 系統(tǒng)或局部TN-C-S 系統(tǒng)。在改造或擴(kuò)建工程中，如果低壓配電系統(tǒng)是 TN-C 系統(tǒng)，即：三相四線制，就必須對(duì)原線路進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗脑?。重點(diǎn)是：要確保出線的 N 線不能重復(fù)接地，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)大多采用總線式。跟火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警的方式一樣，敷線要符合消防系統(tǒng)的施工規(guī)范，二總線敷設(shè)長(zhǎng)度不超過(guò) 1 500 m。若超過(guò) 1 500 m，可增設(shè)（通訊線延長(zhǎng)中繼），連接點(diǎn)一定要牢固。

6.1概述

       Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)，已通過(guò)國(guó)家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的消防電子產(chǎn)品試驗(yàn)認(rèn)證，并且均通過(guò)嚴(yán)格的EMC電磁兼容試驗(yàn)，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運(yùn)行，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國(guó)得到廣泛地應(yīng)用。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)剩余電流、過(guò)電流、過(guò)電壓、溫度和故障電弧等信號(hào)的采集與監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報(bào)警，當(dāng)必要時(shí)還能聯(lián)動(dòng)切除被檢測(cè)到剩余電流、溫度和故障電弧等超標(biāo)的配電回路;并根據(jù)用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺(tái)或火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。

6.2 應(yīng)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(guó)家重點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。

6.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)