淺談電氣火災監(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，電氣火災事故發(fā)生居高不下，安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是迫切的、必要的。本文通過電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成和工作原理，闡述了電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計依據(jù)及安裝設要點，提出了實際應用中應注意的問題。

關鍵詞:電氣火災監(jiān)控；電氣火災；漏電火災；漏電火災監(jiān)控系統(tǒng)；電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)；

       近幾年來，全國電氣火災事故數(shù)量呈上升趨勢。引發(fā)電氣火災的原因有很多，如：短路、過載、接地故障、接觸電阻過大、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(tǒng)一般的短路、過負荷容易被熔斷器、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，不足以使一般的過電流保護及時切斷故障。故障點多數(shù)以電弧短路的形式出現(xiàn)。由于電弧阻抗較大，它進一步限制了故障電流，使過電流保護更難以動作，但其局部溫度卻很高，2A的電弧溫度可超過2 000℃ ，0.5A的電弧能量已足以引燃可燃物質。所以，防范 電氣短路火災的重點是防范接地電弧短路。為了遏制電氣火災的上升勢頭，等相關部門相繼制訂或修改了有關標準規(guī)范，要求在建筑中設置電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)。

大多數(shù)的電氣火災監(jiān)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，探測器發(fā)出漏電預警或報警信號。通過二總線主動上傳給監(jiān)控設備，同時上傳的還有報警線路地址、報警時現(xiàn)場電流及漏電值、報警發(fā)生時間。 

2. 過電流預警和報警 

       當配電回路的過電流值達到過電流預警或整定值的 80%～100%時，探測器發(fā)出過電流預警或報警信號。通過二總線主動上傳給監(jiān)控設備，同時上傳的還有報警線路地址、報警時現(xiàn)場電流及報警發(fā)生時間。 

3. 溫度報警 

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

4. 實時監(jiān)控功能 

       在電氣火災監(jiān)控設備、微型計算機上，能夠顯示點的三相工作電流和漏電電流值，并能夠采用時間歷程曲線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(jiān)控系統(tǒng)的基本組成基本組成 

       根據(jù)國家標準 GB14287-2005《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)》和相關規(guī)范《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計方法》（暫行規(guī)定），電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成應包括：電氣火災監(jiān)控設備、剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器和測溫式電氣火災監(jiān)控探測器等三個基本產品種類。其中，剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器又由監(jiān)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(jiān)控探測器由監(jiān)控探測器和測溫傳感器所組成。該系統(tǒng)定位應是： 服務于常規(guī)的供電網絡的監(jiān)控系統(tǒng)。有了這個定位，在設計上的一些困惑就會迎刃而解。我們應該明確一點：其應是一個聯(lián)成網的整體裝置，是一個完整系統(tǒng)。在現(xiàn)代技術高速發(fā)展的今天，大、中型建筑物中靠分散設置的單個漏電報警器和傳統(tǒng)的漏電開關來監(jiān)控電氣火災是落后的表現(xiàn)，而且是不能勝任的。由于《高層民用建筑設計防火規(guī)范》的條文比較簡單且可操作性差，有的條文有畫蛇添足之嫌。規(guī)范發(fā)布之后，又沒有相應的設計、施工驗收規(guī)范 同步出臺，造成目前電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設計、施工驗收沒有明確條文可依，工程設計人員各自憑自己的認識和理解來執(zhí)行規(guī)范。這樣的結果勢必會造成設計混亂的局面，會對以后的施工、驗收造成不良影響。 

2. 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)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(shù)發(fā)生異?；蛲蛔儠r，終端探測頭（如剩余電流互感器、溫度傳感器等）利用電磁場感應原理、溫度效應的變化對該信息進行采集，并輸送到監(jiān)控探測器里。經放大、A/D 轉換、CPU 對變化的幅值進行分析、判斷，并與報警設定值進行比較。一旦超出設定值，則發(fā)出報警信號，同時也輸送到監(jiān)控設備中，再經監(jiān)設備進一步識別、判定。當確認可能會發(fā)生火災時，監(jiān)控主機發(fā)出火災報警信號，點亮報警指示燈，發(fā)出報警音響，同時在液晶顯示屏上 顯示火災報警等信息。值班人員則根據(jù)以上顯示的信息，迅速到事故現(xiàn)場進行檢查處理，并將報警信息發(fā)送到集中控制臺。 

3. 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計依據(jù) 

       GB 14287.1-2005《漏電火災監(jiān)控設備》，GB14287.2-2005《剩余電流式電器火災監(jiān)控探測器》，GB14287.3-2005《測溫式漏電火災監(jiān)控探測器》，GB 50016-2006《建筑設計防火規(guī)范》，CB50045-95《高層民用建筑設計防火規(guī)范》2005 年局部修訂條文，GB50 016-2006《建筑設計防火規(guī)范》，GB 13 955-2005《剩余電流動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，在各樓層設有專門的層配電箱或控制箱，電氣火災監(jiān)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(jiān)控探測器單獨做成一個箱體，將總電源通過電氣火災監(jiān)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(jiān)控探測器只需將電源先引入漏電報警開關裝置后，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，可以盡量不觸動原來配電箱（柜）的內部導線和器件布置。 

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（一般在主空開上端或下端）。不改動配電柜內部結構，不需增加單獨的漏電控制器安裝箱，既美觀又不占空間。應在設計中明確提出要求，在施工圖會審完畢，由配電柜成套廠考慮預留面板上嵌裝電氣火災探測器的開孔尺寸。 

      （1）大型建筑物內的配電線路中，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(shù)就更多。如果所有回路都裝電氣火災監(jiān)控裝置是不可能的，不僅工程量大，造價也太高。所以，應該根據(jù)實際情況，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(jù)其使用性質、火災危險性、人員是否密集及設備的重要性進行設計。

      （2）在工程上經常用到雙電源，特別是消防系統(tǒng)的設備，比如：水泵、風機、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(tǒng)里，保護線和零線都要分別接在一起。當其中的一個回路已經停止供電時，其漏電監(jiān)控設備會探測到該回路有漏電電流。雖然該回路開關已經處在斷開狀態(tài)，A、B、C 三相沒有電流，但 N 線的電流會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，導致開關已經處在斷開狀態(tài)的回路N 線還有電流，它的漏電流值超過報警設定值（設定值以為是零），這樣的電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)報警實際上是個誤報警。所以，雙電源供電的切換開關一定要采用 4P 開關，切換時連 N 線一起切。這個誤報在工程應用過程中很令人頭疼，但又不知原因，還以為是產品問題。類似的問題還有天氣潮濕造成電子設備的誤報，這在電子產品是個常見的問題。所以，選擇有防潮的電子設備也是選擇的一個參考。 

      （3）現(xiàn)在的低壓配電系統(tǒng)設計大多采用 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地的一些工廠應用，絕大多數(shù)剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器適合安裝TN-S 系統(tǒng)或局部TN-C-S 系統(tǒng)。在改造或擴建工程中，如果低壓配電系統(tǒng)是 TN-C 系統(tǒng)，即：三相四線制，就必須對原線路進行適當?shù)馗脑?。重點是：要確保出線的 N 線不能重復接地，剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)大多采用總線式。跟火災自動報警的方式一樣，敷線要符合消防系統(tǒng)的施工規(guī)范，二總線敷設長度不超過 1 500 m。若超過 1 500 m，可增設（通訊線延長中繼），連接點一定要牢固。

6.1概述

       Acre1-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)國家現(xiàn)行規(guī)范標準由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨立運行的系統(tǒng)，已通過國家消防電子產品質量監(jiān)督檢驗中心的消防電子產品試驗認證，并且均通過嚴格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運行，現(xiàn)均已批量生產并在全國得到廣泛地應用。該系統(tǒng)通過對剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監(jiān)視，實現(xiàn)對電氣火災的早期預防和報警，當必要時還能聯(lián)動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(jù)用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網管理云平臺或火災自動報警系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)交換和共享。

6.2 應用場合

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

6.3 系統(tǒng)結構