淺談電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在民用建筑的應(yīng)用

黃琴

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的概念和原理進行了簡介，闡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和設(shè)置原則，分析了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與火災(zāi)報警系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系，以規(guī)范電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置和使用。

關(guān)鍵詞:電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；剩余電流；火災(zāi)自動報警

引言

目前，在我國發(fā)生的火災(zāi)事故中，電氣火災(zāi)占了較大的比例，因此，對此類火災(zāi)進行探測報警顯得尤為重要。國家也制定了一些相關(guān)的標準規(guī)范，如GB50016—2006建筑設(shè)計防火規(guī)范、GB50045—2005高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范、JGJ16—2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范等，對建筑物電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置都作出了規(guī)定。

一、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的概念及原理簡介

1.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的概念

GB14287-2005電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)第二部分中又規(guī)定，電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器以探測參數(shù)區(qū)分有“剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器"和“測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器"兩種。

可見，剩余電流和溫度是電氣火災(zāi)防范的重點，也就是電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)所要監(jiān)測的對象。

1. 剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)原理

剩余電流監(jiān)控系統(tǒng)的檢測元件是探測配電線路剩余電流的互感器，相線(La,Lb,Lc)和中性線N同時、同向穿過它的一次繞組。當剩余電流Ia=0時，互感器二次繞組沒有感應(yīng)電壓。當配電線路發(fā)生接地故障時，剩余電流不再等于零，此時在電流互感器二次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電壓U和感應(yīng)電流。這些信號被送至剩余電流監(jiān)控探測器，經(jīng)放大、A/D轉(zhuǎn)換、CPU對變化的幅值進行分析、判斷，并與報警設(shè)定值進行比較，一旦超出設(shè)定值則發(fā)出報警信號。

1. 測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)原理

在國標《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》中包含了“測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器"。它的檢測元件是一段長約數(shù)米的測溫線，將測溫線纏繞在需要監(jiān)測的物體上，如銅芯導(dǎo)線、插接母線、配電箱等。當被監(jiān)視部位溫度達到報警設(shè)定值時，探測器應(yīng)在40s內(nèi)發(fā)出報警信號。這個報警溫度是可調(diào)的，一般在55℃~140℃之間。測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器和剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器共用一臺監(jiān)控主機，組成一個完整的系統(tǒng)。

二、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)組成

剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)如圖1所示。系統(tǒng)主要由剩余電流互感器、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控主機以及系統(tǒng)總線組成。剩余電流互感器采用矩形窗口設(shè)計，方便電纜或銅排穿線。在不同等級的電流回路上，對剩余電流互感器的電性能要求是相同的，只是窗口尺寸不同。對于改造工程，適合選用開口型的電流互感器(由兩半扣合),這樣可以盡量不觸動原來配電箱(柜)的內(nèi)部導(dǎo)線和器件布置。需要注意的是，穿過檢測元化______電流互感器的只能是三根相線和一根中性線，保護線(PE線)和保護中性線(PEN線)是不能穿過互感器的。剩余電流互感器根據(jù)框架電流可分為100A,225A,400A等幾種，它的額定漏電動作電流也是可調(diào)的，分300mA,500mA,800mA等。互感器通過RW3×1.0電纜連接到探測器上。

探測器的作用是接收、分析互感器傳送來的信號，并在有漏電發(fā)生時進行報警。

電氣火災(zāi)監(jiān)控主機通過總線與探測器連接，通過現(xiàn)場總線向探測器發(fā)出巡檢命令，接收探測器的狀態(tài)信息(報警、故障、供電電路失電、剩余電流數(shù)值),當主機監(jiān)測到常信息時，進行聲光報警并顯示相應(yīng)信息和信息類型。電氣火災(zāi)監(jiān)控主機還可通過RS485通訊口將信息傳給圖形顯示系統(tǒng)，圖形顯示各種信息，并將信息數(shù)據(jù)儲存在其數(shù)據(jù)庫中，以備日后查詢。電氣火災(zāi)監(jiān)控主機應(yīng)放置在消防控制室或有人員24h值班的場所。電氣火災(zāi)監(jiān)控主機可以通過通訊總線連接到火災(zāi)自動報警控制器上，電氣火災(zāi)監(jiān)控成為火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的一個組成部分。

目前有些電氣火災(zāi)探測器能夠同時監(jiān)測剩余電流和溫度，以JHA/DT-T4型綜合式電氣火災(zāi)探測器為例，它同時可監(jiān)測8路剩余電流信號和2路溫度信號，并且測溫線的溫度有2m～8m幾種。這種具備綜合功能的產(chǎn)品，在設(shè)計和使用上都比較方便和經(jīng)濟。

三、電氣火災(zāi)監(jiān)控的分級保護原則

1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的定義

根據(jù)用電負載及線路情況，通常把低壓配電線路分為電源總進線、干線、分支線及所連接的用電設(shè)備三級，線路較簡單的可分為二級。由于每一級的正常泄露電流都不一樣，另外每一級故障時切斷電源所造成的影響也不一樣，所以需要選擇不同額定動作電流、不同動作特性的探測器。

以采用三級保護方式的民用建筑配電線路為例，其分級保護示意圖如圖2所示。

第三級(末級)是分支線及其用電設(shè)備。這里的用電設(shè)備是指照明裝置、空調(diào)、計算機及其他電器等。這一級的保護目的主要是防止人身觸電。通常選用額定剩余動作電流小于300mA,動作時間小于0.1s的剩余電流探測器，而且探測器應(yīng)能夠發(fā)出信號切斷受控點的電源。

第二級是干線漏電火災(zāi)的保護。這里所謂干線是指它的始端至各分支線之間的一段較長的線路。這一級探測器的額定剩余動作電流應(yīng)選為正常泄露電流的2倍，一般約在300mA～500mA。由于干線供電電源被切斷的影響較大，這一級剩余電流探測器一般只用來報警，不用來聯(lián)動切斷受控點的電源。

第二級大一些，一般選取為0.5A~1A。這個值也應(yīng)為電源總進線正常泄露電流的2倍左右。

重要線路，包括消防、安防、應(yīng)急電源、通道照明線路及不容許停電的重要場所，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，安裝純報警式剩余電流探測器，報警但不切斷電源(不控制脫扣),既保證了用電安全又保證了供電的不間斷性。

測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器一般設(shè)置在第二級，監(jiān)測包括線纜在內(nèi)的低壓配電裝置中關(guān)鍵部位的溫度，采用接觸式布置法。當被檢測對象為絕緣體時，宜將探測器的溫度傳感器直接設(shè)置在被探測對象的表面。當被檢測對象為配電柜內(nèi)部的溫度變化時，宜靠近發(fā)熱部件，采用非接觸式布置。

1. 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系

雖然主要目的都是為了防范火災(zāi)，但電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)和火災(zāi)自動報警系統(tǒng)還是有區(qū)別的。火災(zāi)報警系統(tǒng)是對火災(zāi)初期的煙，溫的探測，通過消防報警和聯(lián)動控制系統(tǒng)把火滅在陰燃和初期階段；電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是對電氣火災(zāi)的預(yù)警，在被監(jiān)控的電氣線路發(fā)生火災(zāi)之前，就能有效地檢測到異常情況，從而防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。

這兩個系統(tǒng)之間并不是彼此孤立的，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可以成為火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)。隨著建筑電氣系統(tǒng)的不斷*與進步，新產(chǎn)品的不斷推陳出新，電氣火災(zāi)報警系統(tǒng)與火災(zāi)報警系統(tǒng)可以統(tǒng)一為一個大的報警系統(tǒng)，這樣既可以*火災(zāi)報警系統(tǒng)的功能，也可以減少工程的投資。

五、安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

1概述

Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)中心的消防電子產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)并在全國得到廣泛地應(yīng)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(zāi)的早期預(yù)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(wǎng)管理云平臺或火災(zāi)自動報警系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)交換和共享。

2應(yīng)用場合

適用于智能樓宇、醫(yī)院、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(lǐng)域。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4系統(tǒng)功能

（1）監(jiān)控設(shè)備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發(fā)出聲、光報警信號，同時設(shè)備上紅色“報警"指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按設(shè)備的“復(fù)位"按鈕或觸摸屏的“復(fù)位"按鍵遠程對探測器實現(xiàn)復(fù)位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動消除。

（2）當被監(jiān)測回路報警時，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設(shè)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(jiān)控設(shè)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，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示，同時設(shè)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，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進入相應(yīng)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，將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

5配置方案

六、結(jié)束語

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是一種新技術(shù)、新產(chǎn)品，相對于傳統(tǒng)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在目前應(yīng)用得還不是很廣泛。但通過實際使用情況來看，它對電氣火災(zāi)有著高效的探測和報警功能。國家有關(guān)部門也在準備把這一系統(tǒng)寫入GB50116火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范，使得在設(shè)計和使用這個系統(tǒng)時更加規(guī)范。

【參考文獻】

1. 王斌曉.民用建筑中的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng).中冶華天工程技術(shù)有限公司.

2. 劉鴻國.電氣火災(zāi)預(yù)防檢測技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2006.

3. GB14287-2005,電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)[S].

4. 安科瑞消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)/防火門監(jiān)控系統(tǒng)/消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)/電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)選型手冊.2022.05版

[5]李永生.民用建筑中的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

作者簡介：黃琴，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為用電安全管理的研發(fā)與應(yīng)用