电气火灾监控研究（精选10篇）
电气火灾监控研究 篇1
1 电气火灾的成因及特点
电气发生火灾主要是由配电系统引起的, 比如配电系统的短路、漏电、接触不良和超负载等故障都有可能引发电气火灾。电气配电线路中一般都会装设超负荷及短路的相关保护装置, 然而电气火灾依然会经常发生, 笔者将电气火灾发生的原因归纳为以下4方面:
(1) 配电系统虽设有保护功能, 但其保护功能是不完善的, 因此并不能十分有效地进行火灾防护。
(2) 设备的不合理导致火灾, 比如设备的质量不过关, 其中存在劣质产品, 或者设备采用了易燃的材料。
(3) 配电线路施工不规范会引起配电线路故障, 有些甚至私自改装配电线路, 导致线路运行在超负载的状态下, 极易引发故障。
2 设置火灾监控的内容和监控范围
关于火灾监控的内容和监控的范围, 相关规定给出了明确的指示。《高层民用建筑设计防火规范》 (以下简称“高规“) 就指出了一些应该重点进行监控的地方, 包括公共建筑的照明系统与插座供电系统, 规范中对那些二次装修的公共建筑做了特别说明, 这类建筑大多设备陈旧、线路老化严重, 并且不易施工, 因此这类建筑中的隐患是难以被发现的, 应重点做好这类建筑的电气火灾监控。
另外, 还有一些需重点监控的地方, 比如一些要改动配电系统, 或用电不规范的公共建筑。在普通住宅中, 一般不设置系统型的火灾监控装置, 而是采取剩余电流断路器的方法进行防护禁行电气火灾的防护。
3 电气火灾监控系统的原理及设计要点
3.1 工作原理
电气火灾监控系统主要包括三种类型, 即多功能漏电开关型、分离配置型和分离配置整合型。其基本组成有以下几部分:电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器以及测温式电气火灾监控探测器。该系统具有多种功能, 不仅能够监视被保护电气线路中的电流、剩余电流、温度等, 还能够对电气火灾隐患进行实时监测, 并做到及时发现。
该系统的基本原理是终端探测头利用电磁场感应的原理, 对电气设备中的电流和温度等参数进行采集, 一旦当这些参数发生异常, 终端探测头就会将采集到的异常信息输送到监控探测器, 然后经过一系列的放大、A/D转换、及幅值的分析判断之后, 与之前的报警设定值进行比较, 若这些数据信息超出了报警设定值, 那么系统就会发出报警信号, 与此同时, 异常信息数据会被输送到监控设备中, 要经过监控设备的进一步分析, 对电气火灾发生的可能性进行判定, 如可能性较大, 那么监控主机就会发出火灾报警信号, 进而报警指示灯会亮起, 液晶显示屏上也会同步显示相关火灾信息。这样值班人员就会根据这些信息及时采取措施进行电气火灾处理。
3.2 设计要点
3.2.1 建筑电气火灾监控系统布置
电气火灾监控系统应由下列部分或全部监控装置组成: (1) 电气火灾监控设备; (2) 剩余电流式电气火灾监控探测器; (3) 测温式电气火灾监控探测器; (4) 线型感温火灾探测器。
3.2.2 建筑电气火灾监控系统施工布线注意事项
(1) 电气火灾监控系统的布线应符合现行国家标准《建筑电气装置工程施工质量验收规范》 (GB50303) 的要求, 导线的种类、电压等级应符合现行同家标准《火灾自动报警系统设计规范》 (CB50116) 的规定电气火灾监控设备的布线要求.
(2) 新的建筑工程项目, 探测控制器要放在楼层的专门配电箱内, 并且注意要远离导电母线安装, 再在电源母线上安装剩余的电流互感器, 将其安套牢固。另外最好采用屏蔽导线作为探测控制器与互感器之间的连接线。
(3) 接线时, 要严格执行消防用电的规定, 比如安装接线端时, 不得进行反向接线, 接线的数量也有严格规定, 即不能超过两根。另外布线时, 要采取相应的防护措施, 及防雷、防火和防静电措施。
(4) 对N线和PE线要进行严格的区分, 一些装有剩余电流保护或报警装置的线路, 剩余电流互感器必须由相线和零线同时同方向穿过, 而PE线则不能穿过。另外需要注意的是, 穿过剩余电流互感器后的下游线路必须要保持独立性, 即不能余电流互感器的上游线路“共零”或有任何电气连接。
(5) 二总线布线时要注意诸多问题, 例如要分开强弱电线进行布线, 不能产生交叉和搭线。不能与动力线、照明线、视频线、广播线、电话线等穿入同一金属管内。配线要保持整齐, 导线要捆扎成束。
3.3 配电线路的漏电监控
漏电监控在配电线路监控中占据重要地位, 这是由于在电气火灾的案例中, 占有比例最大的是线路电弧性接地故障引发的火灾。在对线路设置漏电监控之前, 首先要对保护对象的火灾危险性进行了解和评估, 同时对工程配电系统设计组成、接地型式和负荷对象性质要进行进一步的明确。对线路漏电电流监控器设定值有下列要求:报警值不应小于20m A, 不应大于1000m A, 且监控器的报警值应在报警设定值的80%~100%之间, 对疑似预警的剩余电流额定值均不宜低于正常运行实测泄漏电流值3~4倍且不宜大于100~300m A, 阈值报警的剩余电流额定值均不宜低于正常泄漏电流值的2倍且不宜大于300~500m A。
有些回路需要采用漏电自动脱扣保护, 在选用装置时最好选用漏电保护装置, 这样可以由配电系统设计确定动作电流值和时间, 能够很好的实现选择性的分级保护。
3.4 配电线路和设备的温度报警
配电线路和大型设备要根据条件考虑装设温度监控报警系统, 注意该系统的装设要根据线路负荷的运行情况和敷设环境来进行。温度检测报警系统一般装设在电气竖井内, 用来对电缆和插接式母线的温度进行动态的检测。配电设备的温度报警主要是针对干式变压器而言, 要对其进行高温报警值的设定, 由火灾监控系统接收报警信息值。
参考文献
[1]孙士尉, 张铁壁, 谢国旗等.基于CAN总线的高层建筑电气火灾监控系统[J].仪表技术与传感器, 2011 (05) .
[2]徐锡生.浅谈高层建筑电气火灾监控系统的设计[J].机电信息, 2011 (15) .
[3]刘欣.浅谈电气火灾监控报警系统的设计[J].黑龙江科技信息, 2010 (02) .
电气火灾监控研究 篇2
电气火灾监控系统
技术、质量、服务要求书编制部门：工程管理部 日 期：2013年9月
熙汇广场一期工程电气火灾监控系统招标技术质量服务要求书
天津熙汇广场一期工程
电气火灾监控系统技术质量服务要求书
一、设备制造供应商的资质要求
1、要求为国内电力行业控制、计量、检测大型系统集成制造商，具有电力监控系统集成多年生产经验，并有广泛大型商业综合体应用案例；
2、要求选用专业的电气火灾报警组态软件和探测器，产品具备《国家消防电子产品质量监督检验中心认证》，并且软件须为投标人自主开发并具备国家相关部门认证的《软件登记证书》；
3、投标厂家应通过《ISO9001质量管理体系认证》和《ISO14000环境管理体系认证》，标书中附以上两种证书。
4、为防止厂商间互相推卸责任的情况发生，电气火灾监控系统及电气火灾监测探测器必须为同一品牌。
二、技术要求
1、执行标准与规范
GB14287－2005《电气火灾监控系统》
GB13955－2005《剩余电流保护装置安装与运行》 GB50045－95《高层民用建筑设计防火规范》（2005版）GB50016－2006《建筑设计防火规范》
GB16838-2005《消防电子产品环境试验方法及严酷等级》 GB50054-2001《低压配电设计规范》
2、系统组成要求 满足电气火灾监控的要求，保证能实现报警、监视、控制、管理等全部功能。电气火灾监控系统由琴台式监控主机和终端电气火灾探测器、剩余电流互感器、防火阻燃通讯电缆，五部分构成。具体技术要求如下：
2.1、琴台式监控主机
实现功能：主要完成整个电气火灾监控系统的集中管理和可视化监控，包括发生报警信号和控制信号、指示报警位置等，具备对外以太网口以备与消防控制室内的消防控制系统互联。
熙汇广场一期工程电气火灾监控系统招标技术质量服务要求书
规格参数：1）大屏彩色液晶显示；2）中文操作界面；3）提供图形化显示；4)监控点数不少于500点；5)支持消防联动功能；6)报警方式须同时具备声光报警、打印报警 电话报警 短信报警；7)数据存储不少于10000条，掉电后可保存1年以上；8)自身配备后备电源，保证市电断电后不少于6小时的持续稳定工作；9)可选配嵌入式热敏打印机；
安装及调试：放置在消防控制室内，投标厂家负责相关的安置、固定、调试等工作
2.2、电气火灾探测器
同时满足剩余电流监测功能和温度监测功能；
开孔式安装，开孔尺寸不得大于90mm×90mm；
具有蜂鸣器、LED灯和漏电流、温度报警显示功能；
可选配开关量输入开关量输出；
提供消防联动信号输入，可与消防报警系统相连，支持手（自）动复位/探测器自检；
一对一配置方式，即一个电气火灾报警模块本体对应配置一个漏电流互感器和一个温度探头；
2.3、剩余电流互感器
样式采用圆形闭口，根据图纸的电流大小，投标厂家自行配置相应规格互感器；
2.4、通讯介质：系统使用的通讯电缆为防火阻燃
3、电气火灾监控系统的主要功能
实时监测：实事监测各监测点的剩余电流、温度等数值、各监测回路状态
故障告警：及时提示故障点性质（具体回路、故障类型等）、提供声、光、颜色区别提示告警；
状态监视：显示监测各单元（监控设备、探测器）、监测点实时工作状态；
控制操作：对监测单元进行参数整定、分闸、复位、联动、自检等远程控制；
消防联动：采集消防系统感温、感烟信号，实现消防联动
事件记录与分析：超大容量事件顺序记录(SOE)实时记录和保存故障信息与操作过程
系统状态：实时显示系统各类通信故障及故障点位置，以便及时排除故障
总线通信：采用现场总线通信技术，可靠性高、扩展性好、传输距离远
网络兼容性：开放性标准方便系统维护、扩充和升级，可与其他系统无缝集成管理权限：管理权限分配功能，可实现不同级别的管理与操作。
熙汇广场一期工程电气火灾监控系统招标技术质量服务要求书
三、其他事项：
1、要求中标设备供应商对本项目进行二次设计深化，深化内容为各系统终端通讯线路平面走向图及系统框架图，深化设计成果需甲方认可后，提供陆套纸质版图及电子刻录光盘一张；
2、具体系统设备数量规格见合同附件；
3、电气火灾探测器由投标厂家直接供货给配电箱厂家开孔安装，电气火灾监控主机设备直接发至现场指定位置调试安装；
4、系统设备线缆敷设时设备供应商负责派驻工程师进行指导作业；
4、产品保修期按项目消防验收通过之日算起，保修期两年；在接到用户故障通知时，1小时内响应，24小时派人抵达现场分析事故原因并予以修复；
5、供应商负责系统产品的调试及相关使用人员的技术培训，以及相关技术资料移交；
6、本技术质量要求书为合同的附件具有合同同等约束力。
天津北方五金机电城工程管理部
2013年9月10日
电气火灾监控系统设计的探究 篇3
关键词：供配电;电气火灾监控;设计
电气线路和设备产生的故障火花和电弧的放电型引火源，以及电气线路和设备的异常高温部位的过热型引火源是引起电气火灾形成的根本原因。供配电中火灾发生的根本原因还是电气线路问题，预防火灾也该从线路监测出发。目前我国正处于经济转型期，各种生产模式都在倡导由粗放型向集约型转变，电气火灾监控就是从细处着手，实现供电企业转型的一个具体形式，供电企业应规范运用火灾监测于供配电中，以保障线路安全。
设置电气火灾监控系统的必要性
1.电气原因引起的火灾，多年来一直是我国建筑火灾的主要原因。电气火灾隐患形成和存留时间长，且不易发现，一旦引发火灾往往造成很大损失。根据相关统计资料，我国的电气火灾大部分是由电气线路直接或间接引起的。
2..2014年最新修订的国标《建筑设计防火规范》 GB 50016-2014中电气章节的第10.2.7条中明确规定宜设置电气火灾监控系统的各类建筑或场所的非消防用电负荷。2008年修订通过的《中华人民共和国消防法》、《建设工程质量管理条例》，公安部修订了《建设工程消防监督管理规定》，于2009年5月1日起实行。消防工程的验收是一个针对性强的专项验收，验收的结论是判定消防工程是否投入使用的唯一依据，未经消防验收的或者消防验收不合格的禁止投入使用。在申请消防验收应提交的材料中明确说明了消防设施、电气防火技术检测合格证明文件，而这个电气防火技术检测合格证明文件的前提就是要对该工程项目进行电气防火检测，并且检测合格方可出具合格证明文件。
二、电气火灾监测设计
电气火灾监控系统，特点在于漏电监控方面属于先期预报警系统，与传统火灾自动报警系统不同的是，电气火灾监控系统早期报警是为了避免损失，而传统火灾自动报警系统是为了减少损失。因此，不管是新建或是改建工程项目，尤其是已经安装了火灾自动报警系统的单位，仍需要安装电气火灾监控系统的根本原因。电气火灾监控系统的设计与应用，主要依据是根据国家标准中的相关条文：《建筑设计防火规范》GB50016-2014在条文10.2.7里规定了宜设置电气火灾监控系统的建筑和场所;《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116-2013第9章专门规定了有关电气火灾监控系统的设计要求。
电气火灾监控系统的组成形式：应由下列部分或全部设备组成：（1）电气火灾监控器（2）剩余电流式电气火灾监控探测器（3）测温式电气火灾监控探测器
电气火灾监控系统示例
电气火灾监控系统类型较多，其中剩余电流动作电气火灾监控系统最为常用，此系统一般由电流互感器、漏电探测器、漏电报警器（监控器）组成。该系统能监控电气线路故障和异常状态，发现电气火灾隐患，及时报警以消除这些隐患。
电气火灾监控系统的基本原理：电气火灾监控系统是集监测、报警、控制、集中管理于一体，总线上一般接监控探测器或监控单元，与主机进行通讯，传送全部数据采集信息。主机采集接收的数据，监测被探测电气线路三相电流、剩余电流、温度、电压等参数的变化，以及反馈当前回路状态等信息。当被测线路发生异常时，电气火灾监控探测器通过互感器、温度传感器等工具采集信号并处理，当监测值超过设定阈值并且达到触发时间时发出报警信号，同时将报警信号上传至监控设备中，经进一步识别判定，监控主机发出火灾报警信号，报警指示灯亮，报警声音带卡，并在显示屏上提示报警信息，指定报警位置，值班人员迅速进行检查处理，将报警信息发送至集中控制台，同时也可由值班人员通过监控设备控制切断故障回路电源，联动其他消防设备，从而达到预防电气火灾的发生。
电气火灾火灾监控系统的设计要点：电气火灾监控设备以及系统的报警信号，应设在消防控制室或有人值班的场所，主机电源应取自控制中心的消防供电（AC220V）。各监控探测器采用现场供电，电源接入点应在该级断路器的上端。具体设计如下：
1.配电柜（箱）内部形式的安装设计。一般新工程在楼层设有专门楼层配电柜（箱），可将探测控制器放在配电柜（箱）内，且离导电母线尽量远的导轨上安装，再将剩余电流互感器安套在电源母线上，固定牢靠，探测控制器与互感器之间的连线，应采用屏蔽导线。
2.配电柜（箱）外部形式的安装设计。在配电柜（箱）外安装探测控制器，则无论是对新工程还是改造工程，都是适用的。若有专门安装探测控制器的防火监控箱，装入探测控制器后可放在配电柜（箱）附近。同理，剩余电流互感器安套在电源母线上，固定牢靠，探测控制器与互感器之间的连线，应采用设置范围屏蔽导线。对于改造工程，因互感器为闭合型的，所以在安装时，不仅要注意施工安全还应尽量避免断电时间过长，影响用户的用电。
3.配电柜（箱）成套形式的安装设计。若是在配电柜（箱）面板上嵌入探测控制器，剩余电流互感器依然固定牢靠在其内，不增加防火监控箱，也不想改动配电柜（箱）内部结构，既美观而方便，则应在设计中明确提出要求，由有关各方在施工图纸会审确认批准后，可由配电柜（箱）成套厂家，充分考虑预留面板上嵌入探测控制器孔的问题。
通过连续监视用电设备泄露电流的变化、线缆接头温度的变化，为配电设备的预防性维护提供依据，有效预防电气火灾的发生，保障用户财产的安全。
三、结语
总之，在对电气火灾监控系统设计的过程中，需要将工程的实际情况作为参考，根据建筑物使用的性质、按照现行国家标准建筑防火分级要求确定电气防火保护对象等级、发生电气火灾的危险系数、人员密集程度以及疏散情况对电气火灾监控系统进行设计。电气火灾监控系统各组件都要满足国家相关标准的要求，经过严格的监督和审查检验后方可使用，而且设计电气火灾监控系统时，不应影响供电系统的正常工作，该系统宜仅仅作用于报警，不宜自动切断保护对象的供电电源。科学技术在快速发展，电气火灾监控系统也需要创新和发展，进而充分完善相应的电气火灾监控系统的建设，相应的电气设计人员更是应该充分在学习中不断总结经验，充分提高设计水平，进而有效避免预防火灾的发生。
参考文献：
[1]梁一川，袁英，梁焕英.一种更为安全的漏电保护技术[J].建筑电气.2007（10）
[2]宁卫国.浅谈漏电火灾报警系统的设计与安装[J].消防技术与产品信息.2009（8）
新一代电气火灾监控技术的研究 篇4
随着关于预防电气火灾的国家标准的推出, 许多新建筑都设计和安装了电气火灾监控系统, 安装和使用电气防火设备已经成为一种新趋势。在北京的奥运场馆中, 有7个重要场馆安装了电气防火监控设备, 表明有关部门对防止和减少发生电气火灾、保障人民生命财产安全是高度重视的, 电气火灾监控设备必将起到越来越重要的作用。目前使用电气火灾监控设备的项目不多, 使用时间不长, 还需一定的数据积累才能够验证电气火灾监控设备对预防电气火灾的有效率。调查发现, 虽然目前生产电气火灾监控设备的厂家越来越多, 但几乎没有企业进行过电气火灾的基础试验, 对电气火灾产生的原因没有进行接近实际的试验和相应的理论分析, 一般是沿用别人的研究成果, 缺乏有说服力的数据, 这种情况造成了一些电气工程师对电气火灾监控设备防止电气火灾发生的有效性产生怀疑。据此, 进行了一些基础试验工作, 同时对已投入使用的电气火灾监控设备的运行情况进行了调查统计分析和经验总结, 对电气防火理论和实践的不足进行补充和增加, 希望能解决一些电气工程师的困惑, 为减少和预防电气火灾作出贡献。
1 发生电气火灾的原因
国家标准《剩余电流动作保护装置安装和运行》 (GB 13955-2005) 中, 强调了安装剩余电流动作保护装置不仅对防止人身电击事故起保护作用, 而且在防止接地故障引起的电气火灾事故中起重要的保护作用。
《剩余电流动作保护装置安装和运行》 (GB13955-2005) 的引言、术语和定义的3.26、分级保护的4.4.5等处, 都强调了安装剩余电流保护装置对防止接地故障引起电气火灾的作用, 并对在建筑物内安装剩余电流动作火灾监控装置及动作参数做了明确规定, 在附录中列出了分级保护方式中安装剩余电流动作火灾监控装置的模式图。修订后的标准从实际出发, 提出发生接地故障时若故障电流小, 过电流保护无法预防接地故障引起的电气火灾, 而电气火灾监控装置正是弥补了这方面的不足。
1.1 电气火灾事故的多发性
根据公安部消防局在“消防年鉴”发表的权威统计, 近十年来, 我国电气火灾事故高居火灾事故总数的首位, 约占总数的30%左右。在电气火灾中, 电气短路 (剩余电流故障) 引起的火灾事故又占一半以上。
在TN-C-S系统中, 电气短路的形成有两种方式:一种是导体之间直接接触, 如相线与相线之间、相线与N线之间的短路, 短路点往往是被高温熔焊的金属短路, 称为金属性短路;另一种是带电导体对地短路, 是以电弧为通路的电弧性短路, 这种短路是以剩余电流的形式出现。金属性短路电流可以达到数百甚至数千安培, 金属导线在大电流通过时可以达到炽热的半熔化状态, 绝缘部位被剧烈氧化而自燃, 但这种金属性短路产生大电流时能使断路器的过流脱扣动作, 瞬时切断电源, 这种短路造成的电气火灾往往可以避免。当相线外皮绝缘层破损或老化造成与大地同电位的金属保护线管或金属接线盒短路时, 金属与大地之间的电阻一般较大, 而且往往接触得不是很牢固, 处于一种接触不良的状态, 由于接触电阻较大, 非常容易形成电弧, 电弧性短路则因短路电流受较大接触阻抗的影响, 电流值只有几十或几百亳安, 因为其电流值小, 不能使短路保护器动作, 因此电弧能长时间存在, 这种电弧与家庭厨房里煤气灶点燃的情形相似, 连续不断的高温电弧可以使燃气很快燃烧。
由于接地电弧引起的短路电流较小, 不足以使一般断路器动作跳闸切断电源, 所以这种剩余电流形式出现的电弧性短路引起火灾的危险远远大于金属性短路, 这种情况是引起电气火灾的主要原因之一。
1.2 接地故障的危险性
在电气线路短路引起的火灾中, 接地故障电弧引起的火灾远多于带电导体间金属性短路引起的火灾。首先是因为电弧性接地故障发生的概率远大于带电导体间短路的概率。
由图1来说明, 图1中a为相线、b为中性线、c为PE线的连接端子、d为PE线和N线的连接处。a、b两端子是电源进线, 如果如接触不良或未连接好, 用电设备将不工作或工作不正常, 可以被人及时觉察予以修复, 不致引发事故。但PE线的端子c、d不导电或导电不良却不易觉察, 因为设备仍能照常工作, 这时c、d端子的接触不良将成为一个事故隐患而持续存在。图1中, 发生相线a (俗称“火线”) 碰外壳接地故障, 若c或d端子连接不好, 设备外壳带相电压而导致电击事故;若c或d端子导电接触不良, 在端子处一定会迸发电火花或电弧 (连续的电火花即为电弧) , 很容易引起火灾。
因此, 在接地故障回路全部为金属导体的TN-C-S系统中, 其导电性能不良失去接地保护时, 并不影响电气设备的正常运行, 所以不容易被发现。一旦发生相线接地电弧故障, 由于是连续打火的电弧, 连接点处较大的阻抗限制了短路电流, 不能使断路器动作, 导致这种电弧性短路连续进行, 这是一种严重的电气火灾诱发因素。至于TT系统, 其接地故障回路内串有电源的接地保护和设备外壳的接地保护, 两个接地电阻造成回路本身的阻抗很大, 更易发生电弧性短路。由此可知, 以电弧形式出现的连续打火容易引起电弧周围灰尘或可燃气体的燃烧, 这也是单相接地短路故障容易导致火灾的一个重要原因。
电力线会因外皮绝缘层受机械损伤而发生短路, 而导线在金属线管内没有外力作用, 如何会磨损?通过试验, 当导线流过大电流时, 电磁力会使导线发生扭曲和蠕动, 久而久之就会使导线外皮与金属管之间的绝缘层受损伤, 从而导致相线对地短路。这种短路多为单相接地故障, 由于接触不良, 极易发生电弧性短路。通常电气设备绝缘层损坏导致电弧性接地故障的因素还有:导线和电气设备绝缘老化;电器或电动机的接线端子周围绝缘因长期发热而炭化;电动机过载而发生匝间短路;电气设备受潮或严重凝露;在电气设备中有导电尘埃沉积等。这类故障会引起接地电弧性短路, 电弧电流可以达到300~800m A, 因为电弧两端的等效阻抗较大, 所以在电弧两端的电压几乎与火线的对地电压220V相等, 以此计算, 这类故障剩余电流产生的发热功率约为60~160W, 这个发热功率若集中在几平方毫米范围内, 不断积聚的高热量会把周围可燃材料引燃发生火灾。
还有一种情况, 当线路因过负荷产生大电流时会使导线温度急剧上升, 紧贴导线外面的绝缘层的温度也同时上升, 一旦超过最高允许工作温度, 绝缘材料会变软变薄加速老化, 并且绝缘电阻的数值很快降至规定值以下, 这时如果没有外因触发, 导线和接地金属的短路一般不会发生。但如果有雷电引起的瞬态过电压、邻近大功率设备的启动时产生的过电压、变电所高电压侧接地故障引起的暂态过电压等, 在这些大峰值过电压冲击下, 老化的绝缘部位的最薄弱点将被击穿而形成电弧短路, 瞬间发生的过电压消失后, 短路所形成的电弧却不能消失 (要想使电弧断开就要使导线和接地处拉开一定距离, 实际上这个短路点不好发现, 所以也无法及时处理) 。因为接地点的高阻抗限制了短路电流 (一般只有几百毫安) , 使断路器过电流保护不能动作, 断路器不能打开, 电弧也就会长期存在, 时间长了就可能引起电气火灾。这类过电压多出现在带电导体与地之间, 所以这种短路也多为单相接地短路。
根据以上分析, 电气短路以单相接地故障居多, 电气火灾的危险则以电弧性接地为最严重。
1.3 接触不良造成的局部过热
配电系统中必然有一些导线接头, 故障往往出现在导线接头处, 因为在大电流供电的系统中, 接头氧化造成的接触电阻只要达到0.1Ω, 在几十安培电流下就会产生巨大的热量, 如公式 (1)
假设供电线路中的电流为100A, 接点处的接触电阻为0.1Ω, 则这一点的功率可以达到1 000W, 换句话说, 只要导线接点的电阻达到0.1Ω, 就相当于在接点处有一个1 000W的电炉在发热, 如式 (2) 。
随着发热量的不断增加, 接头处导线的氧化也越来越厉害, 接触电阻也会增加, 热量积累会越来越大, 形成恶性循环, 最终引起电气火灾。
2 使用电气火灾监控系统以后所遇到的问题
2.1 如何区分供电线路中正常的剩余电流和故障剩余电流
在交流供电系统中, 供电线路之间以及和地之间都存在着分布电感和分布电容, 称为“分布参数”, 其中包括感抗XL和容抗XC两部分, 如式 (3) 和式 (4) 所示。
式中, f为工频频率50Hz, C为分布电容, 其数值一般只有几十或几百皮法, L为分布电感。
导线之间的泄漏电流主要受分布电容的影响, 其分布电容值随导线的长度增加而增大, 容抗XC与电容C为倒数关系, 所以容抗值随导线长度增长而减少, 因为电压U是基本稳定的, 所以漏电电流公式如式 (5) 所示。
因为分布参数的数值一般较小, 这种剩余电流的数值也比较小, 一般上千米的导线其分布参数产生的剩余电流也就是几毫安或十几毫安, 但在配电系统中还会有各种用电设备, 用电设备也会产生剩余电流 (是正常的泄漏电流, 不是故障漏电) , 这样加在一起的正常的剩余电流一般不会超过几百毫安。但这种正常情况下产生的剩余电流是不容易事先计算和预测的, 在特殊情况下, 有些正常剩余电流的数值会很大, 在设置剩余电流报警值时, 应该把正常剩余电流的数值扣除后再设置报警剩余电流值。如线路中产生的正常剩余电流为100m A, 设置故障剩余电流最大达到400m A时报警, 此时正确的报警值应设置为500m A。
3 新一代电气防火监控设备的研究
新一代电气火灾监控设备要进一步发挥计算机的智能化作用, 具有更加灵活的自主判断能力, 使监控工作更加有效、可靠、人性化。
3.1 对剩余电流变化的智能化判断
在新一代的电气火灾报警系统中, 对以下情况要进行辅助判断, 包括:
1) 工作电流是否加大, 是否在额定范围内;
2) 工作电流是否加大, 是否在额定范围外;
3) 导线温度是否在规定范围内;
4) 导线温度是否超出规定范围。
对于出现辅助判断中的2) 、4) 项异常情况时, 就应发出报警, 以引起值班人员的注意, 以便及时采取措施, 避免可能的电气火灾的发生。对于在辅助判断中属于1) 、3) 项的情况, 则只应给予预警提示, 而不用发出报警。
除了对以上的情况进行分析外, 还要根据季节 (主要是环境温度和湿度) 变化对剩余电流报警值进行适当的调节。
3.2 使监控设备具有自学习功能
实际上每个安装了电气火灾监控设备的单位的情况都不相同, 用电环境千差万别, 用一种不变的模式应用于各种不同类型的用电环境是不现实的, 所以新一代电气火灾监控系统应具有自学习功能, 其基本原理如下:
1) 先计算确定一个剩余电流的报警值, 然后开始工作, 计算机自动把一天、一个月、一年的剩余电流变化规律进行记录, 并与前一个相同时间段的记录进行比较, 如果电流变化的规律基本相同, 则认为是正常的;如果违反了这个规律, 而且相差悬殊, 则要进行提示, 由工作人员检查供电系统中的负载是否因为变化才造成剩余电流的变化, 以便判断是否发生了故障。
2) 以一年为周期, 对不同季节的温度湿度变化时的剩余电流值进行记录, 并在下一个周期进行对比, 如果发现了比较悬殊的差别, 则提示值班人员对供电线路进行相应的检查。
3) 不同的工作电流相对应的剩余电流值也不相同。前面已经分析过, 用电设备越多, 其剩余电流值可能越大, 此时由计算机根据工作电流增大的数值进行查表, 自动把报警值提高至一个适当的数值。
有了这些辅助判断和自学习功能, 会使电气火灾监控设备的智能化程度更好、判断能力更强、准确度更高、误报率更低, 使电气火灾监控设备在防火领域发挥更大的作用。
总之, 安装了电气火灾监控系统后, 其剩余电流保护功能可以对配电系统内的电弧性接地故障引起的电气火灾进行有效的防范, 新一代监控设备可以降低误报率, 提高安全水平。
参考文献
[1]中华人民共和国质量监督检验检疫总局.电气火灾监控系统 (GB 14287-2005) [S].北京:中国标准出版社, 2006.
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部, 中华人民共和国质量监督检验检疫总局.火灾自动报警系统设计规范 (GB 50116-2013) .北京:中国计划出版社, 2014.
电气火灾监控研究 篇5
杨馨
安科瑞电气股份有限公司
上海嘉定
摘要 电能造福人类，同时也会带来严重灾害。本文通过对达州火车站配电中心电气火灾监控系统项目案例的介绍，简要阐述安科瑞电气研发生产的Acrel-6000电气火灾监控系统的产生背景、工作原理、所实现的功能及其对生活安全用电的重要意义。关键词： 火灾探测器；电气火灾；火车站；漏电监测；安全用电；电气安全； 0、前言
随着现代科学技术的发展，人们的物质生活水平发生了巨大变化，电能相应地得到了广泛的开发与利用。电能的应用既造福了人类社会，同时也给人类带来了电击和电气火灾事故的危险。在八十年代，我国电气火灾约占火灾总数的15%，在全世界占第三位。近几年随着电能被广泛的开发与利用，不论是在乡村还是在城镇，电气火灾都在猛增，占火灾总数的20%以上，已上升为世界第一位。在电气火灾中，电气线路火灾约占60%，而低压电气线路火灾又占电气线路火灾的90%以上。对于严峻的电气火灾形势，国家有关部门相继制订或修改了有关标准规范，要求在配电系统的相关位置设置电气火灾监控报警系统。
安科瑞电气股份有限公司紧随市场需求，根据电气火灾监控系统的新标准（GB14287-2005），研发生产出来了一系列的电气火灾探测器和配套的解决方案：Acrel-6000电气火灾监控系统。本文以达州火车站配电中心火灾监控系统为例，简要介绍Acrel-6000 电气火灾监控系统在火车站配电系统中的应用。
1、项目简介
达州市火车站位于大巴山南麓，达州市西郊，位于襄渝线587km+345m处，是成都铁路局与西安铁路局的分界口，是达成铁路、达万铁路的起点站，是川东北地区民工出川的重要集散地，是川、陕、渝、鄂四省市重要的交通枢纽和物资集散中心。达州火车站于1978年6月1日正式建站，现有干部职工1481名。36年来，达州火车站经历了两次生产力布局调整，现已改建成高架桥车站，四川境内第二大火车站。
鉴于本项目的重要地理位置，为防范电气火灾于未然，避免因电气火灾给国家和个人造成财产损失，达州车站配电中心启用漏电火灾监控系统。针对其配电室内的各重要配电回路进行漏电监测管理。监控范围是：达州火车站配电房内45个重要的配电出线回路。现场具体情况为：两个配电室，1#配电室15只ARCM200BL-J1，2#配电室30只ARCM200BL-J1，需要
人员前往现场进行剩余电流互感器、温度传感器的安装以及相应信号线的连接。值班室为于2#配电室旁边的消防控制室内。
2、设计原则
安科瑞电气股份有限公司于2013年8月承接达州火车站电气火灾监控系统。剩余电流式电气火灾监控探测器的设置遵循以下几个原则：
A、剩余漏电式电气火灾监控探测器的额定剩余报警电流应不小于被保护电气线路和设备正常泄露电流最大值的2倍，且不大于1000mA。
B、TN-C系统、IT系统的低压配电系统不得设置剩余电流式电气火灾监控探测器。C、①剩余电流式电气火灾探测器宜设于楼层或防火分区的正常照明、应急照明、非消防动力总配电箱进线处（低压配电系统第二级）；当上述区域被保护电气线路和设备正常泄露电流大于等于500mA时，宜设于总配电箱出线处或下一级配电箱进线处；当低压配电系统出线回路的正常泄露电流小于500mA时，宜设于低压配电系统进线处。②应设置电气火灾监控系统的场所，剩余电流式电气火灾监控探测器应设于该场所正常照明、应急照明、非消防动力配电箱进线处。③一类高层住宅建筑剩余电流式电气火灾监控探测器宜设于楼层正常照明、非消防动力配电箱进线处。④二类高层住宅建筑剩余电流式电气火灾监控探测器宜设于楼层正常照明总配电箱进线处或每栋（单元）居住建筑的总电源进线处。
3、系统及设备介绍
3.1系统介绍
Acrel-6000电气火灾监控系统是安科瑞自主研发的集监视、报警、管理于一体的计算机测控系统，该系统适用于大型商场、生活小区、各类广场、工矿企业、办公大楼、商场酒店等区域电气防火的集中监控管理。Acrel-6000/Q型电气火灾监控设备是Acrel-6000电气火灾监控系统的核心，监控设备通过RS485总线与多台电气火灾监控探测器相连，构成集散式电气火灾监控系统，实时监控电气线路的工作状态。
监控设备能实时接收处理各路探测器发送的漏电、温度信号，同时在液晶屏幕上显示，当漏电、超温报警及电源或通讯发生故障时，监控设备能发出声光报警信号，在屏幕上显示故障位置、漏电（温度）值，并具有数据存储、查询和报警控制信号输出等功能，还具备对探测器的远程复位控制功能。本设备结构合理、可靠性高、功能较强、维护方便、性价比高，系统界面直观、易用。符合国家标准GB14287.1-2005《电气火灾监控系统 第1部分：电气火灾监控设备》。
本项目中电气火灾监控系统现场漏电火灾探测器主要为ARCM200BL-J1，漏电火灾监控
设备主要为Acrel-6000/Q100。
3.2设备组网
ARCM200BL-J1剩余电流式电气火灾监控探测器均为RS485通讯接口，MODBUS-RTU通讯协议。在本项目中漏电火灾探测器主要分布在1号配电室内，因此1号配电室内的漏电火灾探测器直接通过阻燃屏蔽双绞线接入漏电火灾监控设备Acrel-6000/Q100。
3.3现场监测设备
琴台式（Acrel-6000/Q100）
1.报警指示灯（红色），系统接收到监控报警信号时指示灯点亮。2.故障指示灯（黄色），系统接收到故障报警信号时指示灯点亮。3.运行指示灯（绿色），系统正常运行时指示灯点亮。4.主电源指示灯（白色），使用主电源供电时指示灯点亮。5.备用电源指示灯（白色），使用备用电源供电时指示灯点亮。6.消声按钮（黑色），消除及恢复报警声。
7.手动输出按钮（黑色），手动直接启动报警状态下控制被保护线路的控制输出。3.4软件功能
本套上位机软件Acrel-6000电气火灾系统。主要有以下功能特点：友好的人机界面，可实时和定时采集现场设备的剩余电流数据和温度、并有报警提示声光报警等功能。客户可根据实际需要对报警温度值、漏电流值进行设置，报警故障解除时，可远方进行复位。系统可对报警事件、日期、报警值、越线值进行记录，并生成报表，可对报警事件记录进行打印。
监控列表
该界面在系统运行主界面已做过一些介绍，在系统运行时会自动加载。该界面如果处于
关闭状态，可通过【工程】菜单中点击“监控列表”进行加载，各级操作权限均可查看该界面的信息。
在使用过程中，可以点击选择监控列表中的任一仪表，在右侧将显示该仪表的主要数据及参数，这些数据和参数将会实时的刷新。
故障信息提示
当监控设备检测到设备故障时，监控设备将发出如下信息：
运行监视主界面的故障单元显示黄色背景；
运行监视主界面显示实时故障提示信息，信息内容包括：时间，设备位置，设备编号，故障信息（显示界面如下图所示）；
在“实时信息显示区”中，“故障信息”显示红色。监控设备黄色故障指示灯点亮、发出故障提示音。报警信息提示及复位
当监控设备检测到报警时，监控设备将发出如下信息：
运行监视主界面的报警单元显示红色背景；
运行监视主界面显示实时报警提示信息，信息内容包括：时间，设备位置，设备编号，报警信息；
在“实时信息显示区”中，“报警信息”显示红色。报警控制输出端子输出报警信号；
监控设备红色报警指示灯点亮、发出报警提示音。报警记录查询
通过点击【数据】菜单下的“报警记录查询”进入如下图所示的报警记录（动作信息查询）界面。用户于该界面内可查询任意时段内相应报警或动作类型下的记录，操作方式为选择起始日期、结束日期、查询类型后点击查询按钮即可。
端口管理
该管理功能只有“系统管理级”可进行操作。
“系统管理级”权限登录系统后，通过点击【维护】菜单下的“端口管理”可进入如下图所示的端口管理界面。该界面可修改各通道所对应的通讯端口、通讯速率及使用状态。
4结束语
随着社会不断的发展，电力系统在各建筑中的配置情况越来越复杂，隐患也越来越大。对人员密集型的公共场所安装漏电火灾系统是智能化建筑的必然趋势。电气火灾系统有利于发现安全隐患，及时处理安全隐患，将火灾防患与未然有着重要的意义。本系统自投入运行以来，发现和整改了多出隐患，大大提高了工作人员的工作效率，保证了火车站日常工作的稳定有序的进行，得到了客户的一直好评。参考文献
[1].任致程 周中.电力电测数字仪表原理与应用指南[M].北京.中国电力出版社.2007.4 [2].吴恩远 周中 电气火灾监控系统设计与应用图集 2012.8 作者简介：杨馨
女
本科
电气火灾监控研究 篇6
《低压配电柜电气火灾监控技术研究》针对低压配电柜电气火灾探测问题, 研究了低压配电柜内主要可燃材料热解特征, 分析了典型低压配电柜的结构类型, 开发了探测热解气体的电气火灾探测器, 制定了有关工程应用技术要求, 为低压配电柜电气火灾监测提供了新的技术手段。
《消防应急灯具性能现场检测装置》针对目前消防应急灯具缺乏现场检测手段等问题, 研制出了携带方便、测试精度高、操作简单的消防应急灯具性能现场检测装置。该装置具备图像智能识别、现场检测数据实时传输及自动保存、检验结论自动生成等功能。项目研究成果有效提升了消防应急灯具性能现场检测工作的技术水平, 满足消防产品监督管理实战需求。
《线型光束感烟火灾探测器性能检测技术研究》针对目前线型光束感烟火灾探测器检测工作中的问题, 研制了新型的线型光束感烟火灾探测器性能检测装置。该装置采用PLC控制技术和伺服电机驱动技术, 能够在减光性能、偏转角度、环境光干扰、热干扰等主要检验项目中实现自动控制及数据自动采集, 保证了检验数据的重复性、再现性。项目研究成果为有效提高产品质量、提升产品检测水平提供了可靠的技术手段。
电气火灾监控系统与电气火灾防护 篇7
狭义地说, 电气火灾是由电气线路、用电设备以及配电设备等发生故障引发的火灾事件。尤其是随着近年来我国人民生活水平提高, 各种家电设备逐渐增多, 造成用电电路故障释放热能引发的火灾事件。广义地说, 电气火灾可以概括地分为四类, 即:漏电火灾、短路火灾、过负荷过载、接触电阻过大火灾。
1.1 电气火灾的原因
引发火灾首先要有足够的热源和火源, 电气火灾出现的原因可以归纳为短路和漏电, 当电气安装不当或者违规操作时, 就会引发电火花或者较高的温度, 一旦达到可燃物的燃点, 就会发生火灾。
首先, 最常见且多发的电气火灾是接地电弧性短路, 这种故障是由于接触不良所产生的, 当接触电阻上产生的热量太大, 连接点温度升高, 高温会促使导线进一步氧化, 氧化之后又提高了电阻。这样的过程在发生火灾时, 是一个非常短的过程, 不断的恶性循环导致产生高温, 并将绝缘层软化。
电弧性短路是非常危险的电气火灾原因, 这是因为, 一般的电气装置都具有保险丝, 在发生电流异常的时候自动熔断;但是电弧性短路虽然可以产生很高的温度, 但电流并不大, 因此火灾的灾害性才比较大。
其次, 设备和线路老化也是电气火灾发生的重要原因, 尤其是在老旧的建筑当中。一方面, 这种电气线路出现时间较早, 在规格和设计上与现代的电气不匹配, 另一方面, 线路严重老化、破损, 容易导致短路或漏电现象。
1.2 电气火灾的特点
电气火灾与其他明火火灾具有不同的特点, 具体如下:
首先, 电气火灾发生的范围很广泛。毫不夸张地说, 设计到电气系统线路分布的区域中, 都有可能引发电气火灾, 而随着电气线路的不断蔓延, 在高层建筑以及各个角落都充满了隐患。
其次, 电气火灾具有一定的隐密性。一般来说, 火灾现象发现的越早就越容易控制, 但电气火灾由于最大的隐患集中在线路敷设的隐蔽处, 如电缆强、吊顶等位置, 一旦出现问题, 电气设备超负荷运行之后就会发生火灾。
再次, 电气火灾一旦发生就会迅速扩大。这是因为电线作为第一可燃源, 其温度是非常高的, 尤其是处于短路状态的电线, 远远比一般明火起燃速度快。
1.3 电气火灾的危害
就火灾本身而言, 都会造成直接经济损失和人员伤亡, 如果发生在山林等区域也会给自然生态环境造成危害。电气火灾的危害除了这些之外, 还会通过电气线路进行蔓延, 当电力线路没有中断的时候, 会造成建筑内人员触电、群死群伤等重大事故。
2 电气火灾监控系统的原理
电气火灾监控系统要发挥作用, 首先需要在系统中设置警报参数, 具体的参数值与所监控的电气系统的整体负荷量有关。当设置数值过大的时候, 就失去了监测意义, 而数值过小有会影响对系统监测的准确度。当电气设备中加载的电流、温度等参数超出设定参数值的时候 (视为异常现象) , 终端探测器 (电磁原理) 感应到电流、电阻等异常变化, 同时开启温度效应检测, 对信息进行实时采收。
所有收集的数据都会传送到监控探测仪内, 经过仪器设备可以放贷信号, 进行A/D转换, 同时系统内部的计算程序给出运算和分析的结果, 与设定好的警报值做出比较, 确定是否给出警报开启的信号。
3 电气火灾监控系统的作用
利用电气火灾监控系统, 可以准确的对电气线路的故障进行判断和排除, 尤其是可以预防电气火灾隐患, 在出现异常情况是及时发出警告, 是现代高层建筑在轰对电气火灾预防的有效手段;电气火灾监控系统包括监控设备、探测设备以及系统本身。系统本身是hi用来设定探测参数和布局要求的, 电气火灾的监控设备, 用来收集电气火灾监控探测器的报警信号, 探测器用来感知不同的参数变化。
简单地说, 电气火灾监控系统可以提供电气线路故障、异常状态, 防范于未然。
电气火灾监控系统一般作为一个服务于建筑内部的配电系统存在, 因此预警系统也存在一定工作范围。这涉及到监控、反应与行动三方面的问题, 如果监控范围过大, 容易造成行动滞后的问题, 确认需要较长的时间, 会延误最佳的扑救时间。
4 结语
在现代城市高层建筑、工矿厂房等大型生产生活建筑中, 电气火灾监控系统已经成为必备的要素之一。尤其是随着电气环境的日益复杂, 电气设备的日渐增多, 对电器火灾监控系统的要求也越发严格。一方面, 在配伍电气火灾监控系统的同时, 需要做好日常的维护工作, 避免因为人工疏忽导致监控系统失灵;另一方面, 电气火灾监控系统也需要不断的优化升级, 以适应更多的防护需要。
参考文献
[1]孙伟.电气火灾监控报警系统管理平台开发[D].浙江大学, 2007.
[2]赵磊.电气火灾监控系统的软件设计[D].大连理工大学, 2010.
[3]范大勇.浅谈电气火灾监控系统的设计[J].建筑电气, 2007, 04:43-45.
电气火灾监控系统设计 篇8
1 电气火灾隐患的主要成因
电气火灾形成主要分为过热型和放电型两种, 实际中火灾隐患主要由过热型引起。过热型是电气线路和设备发热部位产生异常高温, 如超过允许温度和温升, 将会加速绝缘老化或直接引燃周围的电燃物, 主要由以下故障引起:
⑴电气线路或设备线圈发生短路;
⑵电气线路和设备过载;
⑶导体连接部分接触不良, 接触电阻过大;
⑷导体绝缘性能下降, 引起漏电;
⑸非线性负载引起电气线路和设备高次谐波过载, 尤其中性线过载;
⑹供电电压过低或过高, 电气设备的频繁启动等。
放电型是电气线路和设备产生的故障火花和电弧引燃周围的可燃物, 主要由以下故障引起:
⑴电气线路和设备发生电弧性接地故障;
⑵电气线路和设备发生相间短路、单相短路或断线;
⑶电气线路过压击穿;
⑷电磁感应放电等。
2 火灾自动报警系统、剩余电流动作保护装置与电气火灾监控系统的区别
火灾自动报警系统主要解决各种火灾发生之后的报警, 同时启动消防联动控制系统对火灾区域内的人员进行快速和有序疏散, 并对火灾区域实施扑救。而剩余电流保护装置 (RCD) 主要解决的是人身电气安全问题 (一般在终端电气设备保护开关处设置, 其剩余电流≤30mA无延时脱扣, 特殊场所剩余电流保护装置电流≤10mA无延时脱扣或报警) , 起到直接或间接接触电击防护功能, 当然RCD也有一部分内容适用于电气火灾的防范。
电气火灾监控系统 (由电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器、测温式电气火灾监控探测器三部分组合而成) 主要解决的是对电气火灾的预防和控制, 隔离故障线路, 重要性质负荷线路报警等, 不包括对人身安全的直接及间接接触电击防护功能。系统采用HUB (集线器) 星形结构线, 总线采用超五类8芯UTP (非屏蔽双绞线) , 与火灾自动报警系统分开且独立敷设, 因此其和火灾自动报警系统为并列关系, 也可成为火灾自动报警系统的一个子系统, 仅仅实时提供火灾监控探测器对配电线路、配电设备和大型用电设备所监测的数据采集和传输。
3 电气火灾监控系统
3.1 电气火灾监控器设置
目前, 漏电火灾报警系统的设计主要依据《高规》和《低规》局部修订条文, 但对新建和改造的建筑物设置电气火灾监控系统, 没能给出明确的电气火灾监控器 (简称“监控器”) 的设置, 笔者认为可根据火灾自动报警系统对保护对象的分级, 确定建筑物的火灾危险性, 并结合《剩余电流动作保护装置的安装和运行》 (GB13955-2005) 中电气火灾的防护章节的规定, 在以下位置设置监控器:
⑴应在电力总配电箱进线处设置监控器;
⑵建筑物内人员密集场所和歌舞、娱乐、放映、游艺场所的配电箱进线处设置监控器;
⑶配电室重要负荷 (消防、安防、大型计算机房、通讯机房等) 低压出线回路设置监控器等;
监控器设置还应符合现行国家标准《电气火灾监控系统》 (GB14287-2005) 第1部分:电气火灾监控设备, 第2部分:剩余电流式电气火灾监控探测器, 第3部分:测温式电气火灾监控探测器的有关规定。
3.2 电气火灾监控系统设计
3.2.1 一般要求
⑴明确保护对象的配电系统组成和接地型式;
⑵电气火灾监控系统 (简称“系统”) 主机应设在消防控制室内或24小时有人值班的场所;
⑶系统应有自动和远程手动两种触发装置;
⑷系统功能主要以监控对象的报警为主, 如确实需要触发控制时应以手动触发为主;
⑸系统容量应留有一定的裕量, 产品应符合国家相关规范和标准要求。
3.2.2 设计要求
因《高规》和《低规》是建筑设计规范, 非专门的漏电火灾报警系统设计规范, 并没给出详细的设计要求, 因此, 笔者根据以往所设计的工程和国家相关标准条文, 主要对漏电火灾报警系统设计提出几点想法供商榷。
⑴配电线路的漏电监控。
根据国际消防资料和近年来国内电气火灾案例分析, 由线路电弧性接地故障引起的火灾比例最大, 因此配电线路的漏电监控是电气火灾系统中的重要部分。
对线路的漏电监控, 首先应了解保护对象火灾危险性, 同时明确工程配电系统设计组成、接地型式和负荷对象性质。对线路漏电电流监控器设定值有下列要求:报警值不应小于20mA, 不应大于1000mA, 且监控器的报警值应在报警设定值的80%～100%之间, 对疑似预警的剩余电流额定值均不宜低于正常运行实测泄漏电流值3～4倍且不宜大于100～300mA, 阈值报警的剩余电流额定值均不宜低于正常泄漏电流值的2倍且不宜大于300～500mA。
配电线路的漏电监控保护应设两级或三级保护, 笔者认为随着建筑物的体量增加和建筑物内供电对象多样性, 建议建筑物内配电线路的漏电监控保护以三级保护为主。第一级通常为线路末端, 因是线路末端原则上仍应使用传统无延时的RCD, 漏电动作电流I△n≤30mA, 高灵敏度、快速动作型, 主要用于防人身触电保护, RCD应选用电磁式, 它靠接地故障电流来动作, 与线路残压无关能确保动作的可靠性。第二级设在楼层配电箱进线处和动力设备间内配电柜进线处, 动力回路监控器漏电电流报警值I△n为50～100mA, 阈值报警值I△n为200～300mA;照明回路监控器漏电电流值I△n100～200mA, 阈值报警值为I△n300～500mA, 以上电流值最后按实际正常泄漏电流值2倍确定, 且不宜大于300～500mA。第二级设置的漏电监控器主要功能以预警为主 (准确报出故障线路地址和隐患部位) , 尽量避免采用漏电自动脱扣保护, 因为从发生故障到烤燃起火以至成灾, 需要一个相当长的时间, 因此发出报警后完全有时间查出故障线路和妥善处理故障回路。
确需采用漏电自动脱扣保护的回路, 最好选用漏电保护装置 (漏电断路器、漏电负荷开关和配有漏电附近的断路器) , 由配电系统设计确定动作电流值和时间, 实现具有选择性的分级保护, 参数选择有以下要求:
(1) 用于配电线路的剩余电流保护装置动作电流应不小于正常运行泄漏电流值的2.5倍, 同时还应不小于其中泄漏电流最大的一台用电设备正常运行泄漏电流值的4倍。
(2) 上下级剩余电流保护装置的动作时间差不得小于0.2s, 上一级剩余电流保护装置的极限不驱动时间应大于下一级剩余电流保护装置的动作时间, 且时间差应尽量小。
(3) 上级剩余动作电流 (I△n) 不应小于下级剩余动作电流 (I△n) 的3倍, 对火灾危险性大的场所取值范围为100～500mA, 对于一般场值取500mA～1A。
建筑物总进线处为第三级, 第三级设置的监控器仅仅用于漏电报警, 其漏电电流值定为400～800mA。
因此, 火灾监控系统对配电线路的漏电应以报警为主, 线路的漏电脱扣应由配电系统设计人员根据负荷性质与相关设计规范、国家标准设计, 避免功能重复, 使设置复杂化, 降低其可靠性且增加业主的建筑费用。回路监控示意见图1。
⑵配电线路和设备的温度报警。
配电线路和大型用电设备除有漏电监控报警外, 还应根据负荷运行情况和线路敷设的环境因素, 建议条件允许时考虑在个别位置增设温度监测报警, 如在电气竖井内设置温度监控器动态检测电缆和插接式母线温升情况。配电设备的温度报警主要对干式变压器设置高温报警, 以上报警信号送至电气火灾监控系统。
选用温度报警方式时, 应根据线路和设备所提供的耐热特性及允许温升的资料设定温度报警参数, 其值一般规定为小于允许耐热温度5℃。
⑶电气火灾监控器。
配电线路漏电监控器选用配三个电流探测器与一个剩余电流探测器的组合型, 监控器预设的各项参数值应有现场可调功能。
此外, 为避免重复设置, 配置有剩余电流探测控制器的配电箱, 若需漏电脱扣, 一般只使用普通带脱扣的断路器 (脱扣电压宜为24V DC) , 不再使用剩余电流断路器;若需漏电报警, 同样无需象以往使用报警式剩余电流断路器, 以免造成浪费。同时为避免监控器和监控中心的联网总线的短路, 应在回路上增设短路隔离器。
3.3 电气火灾监控系统的设备性能要求
⑴可探测泄漏电流信号;
⑵可探测电气联接点处温度信号;
⑶电气火灾监控系统的报警电流值应可调;
⑷电气火灾监控系统应具有自动巡检功能;
⑸电气火灾监控系统应具有发出声光报警, 准确报出探测点地址, 并监视探测点的变化, 打印故障报表功能;
⑹储存各种故障及操作试验信号, 信号储存时间不应少于12个月;
⑺系统监控主机应有良好的兼容性。
工程应用实例:
广州时代玫瑰园二三期, 元邦明月园, 北京嘉华会俱乐部, 广东商学院三水校区教学楼, 东莞市塘厦镇广播电视影视中心, 广东省计划生育专科医院, 瑞金市苏维埃纪念公园, 广州邮电通信设备有限公司科技研发大楼, 云浮市119指挥中心, 东莞钻石半岛酒店, 惠州市惠城区体育馆, 中国移动广东公司汕尾分公司, 广州开发区科技企业加速器 (首期) 工程, 增城市石滩中心镇医院门诊综合楼。
4 结束语
综上所述, 电气火灾监控系统是一个联网的整体装置, 是一个完整的系统。其主要功能是在火灾发生前, 能对配电线路、变配电设备、重要用电设备的电流 (以线路漏电电流为主) 和温度变化进行检测, 以及对隐患和故障部位的地址进行报警。
浅析电气火灾监控系统设计 篇9
文章主要浅析一下电气火灾监控系统, 电气火灾监控系统随着建筑设计防火规范的完善而在工程中不断普及、应用, 作者对火灾监控系统的设计进行分析, 希望通过交流, 共同更加合理地应用火灾监控系统, 有效地防止电气火灾的发生。
1 设置电气火灾监控系统的必要性
随着科技的发展, 建筑自动化程度越来越高, 建筑物用电设备及电气线路越来越多, 由此带来的问题就是电气火灾高发。
在2008~2012年, 全国公安消防部门共统计出20.8万起电气火灾, 占此阶段火灾的33.37%。2013年6月3日, 吉林宝源丰禽业有限公司主厂房部分电气线路短路, 发生火灾, 造成121人死亡, 76人受伤, 直接经济损失1.82亿元的惨剧。以上情况说明我国老旧的建筑在设计时消防设计要求低, 审查标准也不如现在高, 所以更加容易发生火灾, 更加有必要增设电气火灾监控系统。
针对电气火灾高发的现状, 在《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008和《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95 (2005年版) 这两本规范中明确要求在建筑物中设置电气火灾监控系统的同时, 最新执行的《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013中还专门增加“电气火灾监控系统”这章内容, 对电气火灾监控系统做了比较详细的规定。
2 电气火灾成因及特点
电气火灾的起火原因主要有三种方式: (1) 电火花与电弧, 单相接地故障时, 会产生电弧。故障电流很小, 通常不能使电流断路器动作; (2) 电气设备或电气线路上产生高温导致; (3) 由于接线端子导线与端子接触不良产生的危险高温。电气线路的功能是输送电能, 由于电气线路过电流、断零使电压过高或过低等故障产生电火花触及周边可燃物体, 引起火灾。
造成接触不良的原因主要表现在以下几个方面:a.电气接头表面氧化, 导致接触电阻过大;b.电气接头松动、不够牢固;c.电气接头长期过负荷运行;d.电气接头因振动或由于发热作用, 使连接点发生腐蚀现象, 导致接触电阻过大;e.铜、铝连接处未按规定方法处理, 发生电化反应, 导致接触电阻过大。
3 电气火灾监控系统的构成
电气火灾监控系统应由下列部分或全部设备组成:电气火灾监控器;剩余电流时电气火灾监控探测器;测温式电气火灾监控探测器。
4 剩余电流式火灾监控的原理及设置
在最理想的情况下, 剩余电流式火灾监控系统应根据配电系统构成, 可以分为三级, 末端配电箱一级, 楼层或防火分区一级, 总进线或变电所一级。在每个配电箱或配电柜内设置剩余电流式电气火灾探测器, 探测器的报警值不应小于20m A, 不应大于500m A, 且探测器报警值应在报警设定值的80%~100%之间。可根据设备和保护线路正常运行时的最大自然漏电电流值的两倍左右来设定报警值, 但不应大于500m A。一般在最末一级设几十毫安左右的漏电电流, 在楼层或防火分区宜为300m A, 总进线或变电所一级宜为500m A。
若电气设备中电流、剩余电流等参数发生异常, 达到探测器的设定值时, 30s内发出声、光报警信号, 指示报警部位, 记录报警时间, 并予保持, 直至手动复位。当再次有报警信号输入时, 应能再次启动。当设备自身故障时, 如断路、短路等应在100s内发出与监控报警信号有明显区别的声光报警信号, 故障信号应保持至故障排除, 监控设备应能对本机进行功能检查。
通过对配电系统各级用电设备及线路的漏电监测, 能够及时有效的预警电气故障或火灾的发生。所以, 剩余电流式电气火灾监控系统安装在配电线路中尤为重要。
5 剩余电流式电气火灾监控系统的设计依据及困难
在我国现行的国家标准和行业规范对电气火灾监控系统的设计说明的不够具体。《民用建筑电气设计规范》、《高层民用建筑设计防火规范》和《火灾自动报警系统设计规范》都提及了剩余电流式电气火灾监控系统的规定, 《火灾自动报警系统设计规范》规范中建议在变电所内设置一级保护, 《民用建筑电气设计规范》中又建议在楼层配电间内设置一级保护。没有一本国家出的标准图集做为指导。国家规范还需要再进一步完善。
目前, 剩余电流式电气火灾监控系统的价格也比较高, 但大多数建设单位对此系统的用途以及重要性都不甚了解, 更有甚者为了节省资金取消了这个系统。所以, 设计者应该合理地设计此系统, 争取用最少的投入, 达到最好的效果。
6 电气火灾监控系统在不同的民用建筑工程中的设计要点
民用建筑的主要分为住宅建筑和公共建筑, 公共建筑又分为商场, 酒店, 办公楼等。
住宅建筑中主要以群落式的结构为主, 每栋住宅建筑都分布比较分散, 大多数物业都没有足够的电气人员经常进行检查电气线路, 末端用户使用的都是家用电器, 非风机水泵这样的大型设备。因此每个单体住宅建筑只需要在总进线处进行火灾漏电监控, 然后把信号传输到消防控制室或者值班室内。这样在每个单体楼漏电的时候值班人员能及时发现, 并通知专业人员去现场消除故障。
在公共建筑中, 3000m2以下中小型办公楼作者建议在总进线设置一处火灾漏电监控器, 把报警信号传入值班室。3000m2以上的大型办公楼或者重要级别的办公建筑作者建议在楼层或防火分区内设置一级火灾漏电监控器, 在总进线或者变电所内设置更高一级的火灾漏电监控器, 达到两级保护。对于商场和酒店类公共建筑, 中小型的商场或酒店在总进线设一处保护就可以了, 这样既能降低投入, 又能起到监控的作用。而大型商场或酒店建筑则在楼层或者防火分区内设置一级火灾漏电即可, 总进线或变电所内可不设置。这样有人会疑问为什么建筑级别相对较低的办公建筑火灾监控却高于商场建筑?作者认为这与这两种类别后期实际运营模式有关。办公建筑虽然级别低, 但是由于办公建筑的值班人员较少, 而且重要资料比较多, 如果不能提前报警漏电的情况, 把火灾杀死在萌芽中, 一旦火灾发生, 自动喷洒系统就会把报警区域的办公设备及资料全部毁坏。商场或者酒店有足够多的值班人员, 每个班组一般都是留有专业的电工对每层进行监察, 在每天营业或者闭店的时候开启或者关闭每个防火分区的用电设备, 如果有漏电的情况发生, 会及时发现, 在防火分区设一级漏电监控是因为楼层的配电经常会因为经营布局的改变, 店家用电设备的增减而改变, 改变的太多就可能在安装设备时候由于工人的疏忽造成漏电, 产生安全隐患, 有此级监控能帮助检修人员及时判断出漏电区域, 方便排查漏电设备, 尽快消除隐患。
所以, 办公楼在尽可能合理的情况下, 应该设置多级火灾漏电保护, 提高可靠性。大型商场可以在楼层配电间设一级500m A保护即可。
7 结束语
电气火灾监控系统还算是个新事物, 设计人员在设计中, 开发公司在应用时, 产品厂商在生产中都在摸索探寻中, 国家相关部门也在逐步完善设计规范和产品标准。设计人员应该积累现场经验, 根据配电面积及配电设备的实际情况, 合理设计电气火灾监控系统, 使电气火灾监控系统在防范电气火灾方面充分有效地发挥出它的作用。作者对电气火灾监控系统工程的设计认识有限, 希望与业内人士交流, 共同提高设计水平。
摘要：电气火灾监控系统在近些年的工程设计中应用的越来越多, 但是国家规范和行业标准并无详尽条文规定。文章阐述了电气火灾监控系统的组成结构。作者浅析了不同类别建筑的电气火灾监控系统设计。
关键词：电气火灾,监控系统,漏电
参考文献
[1]卢德海.剩余电流式电气火灾监控系统设计浅[J].山西建筑, 2009
[2]李少波.浅谈电气火灾监控系统的设计与施工[M].江西科学技术出版社, 2010.
浅谈电气火灾监控系统设计 篇10
随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高, 我国工业用电和家庭用电量逐年增加。电气火灾造成的人员伤亡和财产损失巨大, 时刻威胁着人们的生命及财产安全。众所周知, 因供电线路或用电设各绝缘损坏引发的接地电气火灾的例子不胜枚举, 电气漏电火灾监控系统随着建筑设计防火规范的完善而在工程中不断普及、应用。
1. 电气火灾的成因及其特点
1.1电气火灾的成因
电气火灾一般是由于电气线路、用电设备、器具以及供配电设备出现故障性释放的热能, 电气火灾中包括漏电火灾、短路火灾、过负荷火灾和接触电阻过大火灾四个方面。家庭电气使用量的增加, 增加了用电的负荷, 促使老化的电气线路保证不了用电的需求, 导致由于电气设备引发的火灾事故频发。电气火灾形成原因主要有三种形式:电火花与电弧, 单相接地故障时, 会产生电弧, 导致电流很小, 通常不能使电流断路器动作;电气线路和设备发热部位产生异常高温, 造成温度升高后引起周围可燃物的燃烧;由于接线端子导线与端子接触不良产生的危险高温。
1.2 电气火灾的特点
电气火灾监控系统属于先期预报警系统, 与传统火灾自动报警系统不同的是, 电气火灾监控系统早期报警是为了避免损失, 而传统火灾自动报警系统是为了减少损失。电气火灾的季节性特点, 电气火灾常发生在夏、冬两季, 主要是因为夏季风雨多, 架空线路很容易受到风雨的影响发生断线、短路和倒杆等事故, 再由于夏季是高温性季节, 线路很容易出现高温失火的现象冬季则气温寒冷, 架空线易受风力的影响, 发生导线碰触放电起火冬季空气也比较干燥, 易产生静电而引起火灾。电气火灾的时何性特点, 很多火灾发生在节假日或夜晚, 由于节假日或者下班前, 电气操作人员的疏忽大意, 对电气设备和电源的处理不善, 或者停电不切断电源, 来电时引起失火。随着电子计算机技术、网络通信技术和控制技术的成熟与发展, 电气火灾监控系统在稳定性、可靠性、灵活性等方面都得到很大的改善, 给不同类型的建筑物都能提供各种完美的解决方案。
2. 电气火灾监控系统原理和组成
2.1 电气火灾监控系统的组成
电气火灾监控系统的基本组成应该包括:电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器及测温式电气火灾监控探测器三个基本的产品种类组成, 其中剩余电流式电气火灾监控探测器又由监控探测器和剩余电流互感器组成, 测温式电气火灾监控探测器由监控探测器和测温传感器组成。
2.2 电气火灾监控系统的原理
电气火灾监控系统能够实现对线路中的剩余电流分级保护的作用, 避免大面积的停电现象;当电气设备中的电流、温度等参数发生异常现象时, 终端的探测头就会利用电磁场感应的原理和温度效应的变化对这些信息进行接收, 并传送给监控探测器, 之后会发出报警信号, 还会将这个信号传送给监控设备中, 监控设备如果判定这是火灾发生的前兆, 就会发出报警信号, 点亮报警指示灯, 在液晶屏幕上也会显示火灾的报警信息;剩余电流检测元件是根据穿过剩余电流检测元件三相四线制主电路的电流有效值的相量之和等于对地剩余电流的基尔霍夫定律。漏电监控报警系统主要是依靠装在被监控配电线路上的剩余电流互感器检测线路上的漏电流来实现的, 剩余电流互感器实质上是一个高灵敏的电流互感器, 它能够检测出线路上小到几毫安或十几毫安的微小电流, 如果检测到剩余电流经过处理后与设定值比较, 达到或者超过设定值时, 装有或连接了剩余电流互感器的电气火灾监控探测器就能发出漏电报警信号, 并同时可以输出脱扣跳闸信号以及切断故障线路电源。
3. 电气火灾监控系统的总体设计和技术细节
电气火灾监控系统的设计原则以不影响供电系统的正常工作为好, 为了与供电系统相对独立, 使用分离型系统的产品, 电气火灾监控设备与电气火灾监控探测器实现分离配置, 此种类型的产品将是今后电气火灾监控系统产品的主要发展方向。
3.1 电气火灾监控系统设计的一般要求
设计前首先应该明确保护对象的配电系统组成和接地型式;监控系统的主机应该设置在消防控制室内或者24小时有人值班的地方;此系统应该配有自动和远程手动两种触发装置;监控系统的主要功能以监控对象的报警为主, 如果确实需要触发控制时应该以手动触发为主;系统应该符合国家的设计规范, 留有一定的裕量;监控系统的导线选择根据产品选择双绞线、屏蔽线等, 线路敷设无需特别防火处理, 穿管敷设即可。
3.2 电气火灾监控系统的设计和安装
设计和安装应该考虑的问题比较多, 如设计前应该充分考虑供电方式、供电电压、系统接地的形式和保护方式等;剩余电流保护装置的形式、额定电压、额定电流、分断时间应该能满足被保护线路和电气设备的要求, 在不同的系统接地形式中要使用正确的接线方式:在系统的安装过程中, 应该区分好N线和PE线, 漏电火灾报警系统施工前, 施工人员应做好沟通工作, 协调有关安装方式、尺寸和电气技术参数;施工时应该配备移动式 (手持便携式) 剩余电流检测仪, 并在调试时先进行配电系统剩余电流的检测, 及时排除剩余电流的异常情况, 并作好详细的记录。
3.3 监控系统设计中应该注意的问题
为了便于管理, 电气火灾监控设备应该设置在消防控制室或者24小时有人值班的地方, 如果采用独立式的电气火灾监控探测器, 应该设置声光报警装置, 保证能将报警信号传至有人值班的场所或者人能听到的地方;电气火灾监控系统设计需与供配电系统设计紧密结合, 为了减少监控点数, 在供配电系统设计时需估算每一出线回路自然泄漏电流, 漏电火灾报警系统在安装时, 应对建筑物内的防火区作出合理的布局, 确定适当的保护范围、预定的剩余电流动作值和动作时间;可以按照规范设置火灾的剩余电流断路器, 但剩余电流断路器的主要作用就是保护人身安全, 它在用电线路泄漏电流超过预定值时, 可以立即切断电源, 但却不能检测到线路的自然泄露电流, 无法掌握线路绝缘状态的变化, 因此无法对电气火灾做出预报警;剩余电流式电气火灾监控系统在接线时应该特别注意, 应将线路的所有带电导体和中性线穿入剩余电流传感器, PE线不应穿入。
4.结语
电气火灾监控系统对于整个电气行业或消防行业来讲还是个新生事物。电气火灾监控系统应用范围比较狭小, 价格比较昂贵, 但在实际电气火灾预控方面还是发挥了很大的作用, 很值得推广。电气火灾监控系统属于先期预报警系统, 与传统火灾自动报警系统不同的是, 电气火灾监控系统早期报警是为了避免损失, 而传统火灾自动报警系统是为了减少损失。监控系统的应用更具有现实使用价值。
参考文献
[1]李洁慧.浅谈电气火灾监控系统[J].科技资讯, 2013 (23) 。
[2]邹军.浅析电气火灾监控系统的设计[J].电气应用, 2011 (12) 。