電氣火災(zāi)監(jiān)控在建筑防火中的應(yīng)用分析

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)步發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)更多地建筑功能，滿足不同的使用需要，建筑電氣設(shè)計(jì)與安裝呈現(xiàn)復(fù)雜化趨勢(shì)，與此同時(shí)，做好建筑電氣防火工作也被愈發(fā)重視。在建筑電氣防火工作當(dāng)中，建立建設(shè)完善的火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是十分具有必要性的有效措施，通過火災(zāi)監(jiān)控能夠有效提升建筑電氣防火的效率，降低建筑電氣火災(zāi)事故的影響。本文主要分析討論火災(zāi)監(jiān)控在建筑電氣防火中的應(yīng)用的相關(guān)問題，希望對(duì)提高火災(zāi)監(jiān)控在建筑電氣防火中的應(yīng)用水平有所幫助。
關(guān)鍵詞：火災(zāi)監(jiān)控；建筑電氣；防火；電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；剩余電流傳感器；火災(zāi)預(yù)警
 
0 引言
    電氣火災(zāi)在各類發(fā)生的建筑災(zāi)害中占比，主要是由于電氣使用不當(dāng)，線路短路故障引起，由電氣火災(zāi)造成的財(cái)產(chǎn)損失及人員傷亡嚴(yán)重，影響惡劣。針對(duì)于此，為兼顧建筑功能使用的多樣性需求與建筑電氣防火工作需要，進(jìn)行火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)十分必要。
1 建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控工作原理
    現(xiàn)階段，建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備的工藝成熟度較高，產(chǎn)品的質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定，這在一定程度上提高了電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備與不同建筑類型的適用性與匹配度，特別是在經(jīng)濟(jì)社會(huì)進(jìn)步發(fā)展的當(dāng)下，城市化進(jìn)程加速的過程中，建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控的使用被愈發(fā)重視，不僅僅是為確保建筑使用的，避免火災(zāi)帶來的財(cái)產(chǎn)損失與人員傷亡，也是從構(gòu)建和諧社會(huì)角度出發(fā)而進(jìn)行的考量。建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控屬于預(yù)報(bào)警系統(tǒng)的主要功能包括實(shí)時(shí)監(jiān)控、區(qū)域監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、預(yù)報(bào)警等，不同功能共同作用意在避免電氣火災(zāi)的發(fā)生，從而避免火災(zāi)發(fā)生造成的重大損失及人員傷亡。
    在具體應(yīng)用當(dāng)中，一套完善的建筑電氣防火火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)由監(jiān)控設(shè)備、剩余電流互感器與溫度傳感器三部分組成，只有這三部分共同作用才能實(shí)現(xiàn)建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控的良好運(yùn)轉(zhuǎn)。在具體工作時(shí)，剩余電流互感器與溫度傳感器會(huì)對(duì)建筑電氣設(shè)備電流、溫度等異常狀態(tài)進(jìn)行信息的捕捉，異常信息的采集主要是基于電磁感應(yīng)、溫度效應(yīng)等原理，也正是因?yàn)榛谶@些科學(xué)原理而進(jìn)行工作，才使得建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行具有科學(xué)性與準(zhǔn)確性。信息捕捉采集后，會(huì)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換、CPU等進(jìn)行幅值分析并與報(bào)警值比較，超出報(bào)警值的信息會(huì)被傳輸至監(jiān)控設(shè)備，再由監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行是否能夠發(fā)生火災(zāi)的識(shí)別判定，確認(rèn)會(huì)發(fā)生火災(zāi)后啟動(dòng)警報(bào)，點(diǎn)亮指示燈并發(fā)出報(bào)警聲，并將具體信息進(jìn)行屏幕顯示，以便于相關(guān)人員對(duì)故障預(yù)警位置進(jìn)行先期處置。特別需要注意的一點(diǎn)是，當(dāng)警報(bào)響起、指示燈亮起時(shí)，證明存在可能發(fā)生火災(zāi)的可能，而不是火災(zāi)已經(jīng)發(fā)生，這就起到了預(yù)判風(fēng)險(xiǎn)，并給躲避防范化解風(fēng)險(xiǎn)預(yù)留了充足的時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)一方面要組織逃生疏散，另一方面要及時(shí)對(duì)火災(zāi)隱患進(jìn)行排查，對(duì)存在的問題進(jìn)行處理。
2 建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控
    建筑電氣防火火災(zāi)監(jiān)控的是能夠引發(fā)建筑火災(zāi)的各類故障原因，主要涉及電氣線路、設(shè)備以及供配電設(shè)備等。具體來說，建筑電氣防火火災(zāi)監(jiān)控的包括漏電、短路、斷路、超負(fù)荷、接觸電阻過大五項(xiàng)內(nèi)容，這五項(xiàng)內(nèi)容都是在建筑電氣設(shè)備配備安裝及使用過程中易發(fā)生的故障問題。
具體分析如下：
2.1漏電
    漏電所造成的熱作用與電火花是引發(fā)建筑電氣火災(zāi)的重要原因，一般情況下帶電導(dǎo)體絕緣破壞、電氣工程安裝不良、電氣設(shè)備裝備不良、電線腐蝕嚴(yán)重等都會(huì)造成漏電，漏電時(shí)所產(chǎn)生的電位導(dǎo)體間不正常電流是建筑電氣防火火災(zāi)監(jiān)控的。漏電現(xiàn)象的存在與發(fā)生危害巨大，不僅能夠引發(fā)火災(zāi)，更為重要的是漏電本身具備危險(xiǎn)性，會(huì)傷及人員，而且漏電的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致建筑電氣設(shè)備整體的癱瘓問題，使功能無法實(shí)現(xiàn)。
2.2短路
    短路時(shí)，建筑電氣防火火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能夠捕捉到因電阻減小而突然的電流信息，因電流突然會(huì)使發(fā)熱量超過線路工作的正常值，從而引發(fā)火花、電弧導(dǎo)致絕緣層燃燒，嚴(yán)重者會(huì)熔化金屬引燃可燃物造成火災(zāi)。在建筑電氣防火火災(zāi)監(jiān)控當(dāng)中，短路故障占到60的比例，這一比例相對(duì)較高，這一比例也在一定程度上證明了短路故障存在的普遍性，為此通過建筑電氣防火火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)短路故障的發(fā)生進(jìn)行及時(shí)發(fā)現(xiàn)十分必要。
2.3斷路
    導(dǎo)線在斷開或脫落的過程中會(huì)產(chǎn)生火花，或造成回路發(fā)熱，這些都是引發(fā)建筑電氣火災(zāi)的原因。多數(shù)斷路故障的發(fā)生，都伴有人為因素，為此對(duì)于斷路故障，不僅僅是要通過建筑電氣防火火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行故障的分析，更為重要的是對(duì)導(dǎo)致斷路故障發(fā)生的原因進(jìn)行排查，以確保斷路故障不再發(fā)生，從而從根本上提高斷路故障控制效率。
2.4超負(fù)荷
    導(dǎo)線在超負(fù)荷狀態(tài)下會(huì)使絕緣層加速老化，從而在到達(dá)一定程度后引燃絕緣層，引燃導(dǎo)線會(huì)引燃附近可燃物造成火災(zāi)。為此，建筑電氣在使用的過程中一定要按照規(guī)范，科學(xué)使用，避免出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行的情況，超負(fù)荷不僅會(huì)造成設(shè)備故障，嚴(yán)重者會(huì)引發(fā)火災(zāi)。
2.5接觸電阻過大
    接觸電阻過大會(huì)使電氣線路局部范圍內(nèi)產(chǎn)生大量熱量，致使絕緣層燃燒，引燃可燃物，造成火災(zāi)。
3 電氣火災(zāi)監(jiān)控在建筑防火中的應(yīng)用
3.1電氣火災(zāi)監(jiān)控在建筑防火中應(yīng)用的作用
    電氣火災(zāi)監(jiān)控在建筑防火中應(yīng)用的作用是對(duì)剩余電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，所謂剩余電流是包括故障接地、對(duì)地電容、諧波分量、對(duì)地泄露等為主的電器式線路絕緣損傷泄露電。當(dāng)短路發(fā)生時(shí)，有效的保護(hù)措施是由保護(hù)電器切斷電源，但是在未安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控時(shí)，故障電流值發(fā)生但達(dá)不到過電流保護(hù)裝置時(shí)電源不會(huì)切斷，由此就會(huì)因?yàn)榻饘傩曰蛘唠娀⌒缘亩搪饭收弦l(fā)火災(zāi)。而安裝火災(zāi)監(jiān)控后，剩余電流保護(hù)裝置會(huì)在故障發(fā)生時(shí)就切斷電源，從而起到預(yù)報(bào)警作用，避免發(fā)生建筑電氣火災(zāi)?？梢哉f，電氣火災(zāi)監(jiān)控在建筑防火中的應(yīng)用，是基于更加先進(jìn)與的理論基礎(chǔ)，可以切實(shí)提高火災(zāi)監(jiān)測(cè)的效率，并且能夠有更加超期的火災(zāi)預(yù)判與隱患排查功能，這不僅是技術(shù)方面的進(jìn)步，更是理念的進(jìn)步。
3.2火災(zāi)監(jiān)控在建筑電氣防火中應(yīng)用的注意事項(xiàng)
    火災(zāi)監(jiān)控在建筑電氣防火中的應(yīng)用主要涉及三個(gè)方面，一是監(jiān)控配電柜安裝，二是監(jiān)控設(shè)備安裝，三是監(jiān)控安裝布線，具體在每一項(xiàng)應(yīng)用當(dāng)中都有需要注意的部分，分析如下：
3.2.1電氣火災(zāi)監(jiān)控配電柜安裝
    作為電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備的主要安裝位置，配電柜本身空間有限，為此在選擇探測(cè)器、互感器等火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備及安裝時(shí)要合理安排空間的使用，對(duì)配電柜面板進(jìn)行合理布局，必要時(shí)需要先進(jìn)性預(yù)裝模擬，確定好位置及布局后在進(jìn)行正式安裝。
    在進(jìn)行配電柜柜內(nèi)安裝時(shí)，要注意不能對(duì)探測(cè)器的報(bào)警燈、聲音等進(jìn)行遮蔽阻擋，如果探測(cè)器采用嵌入式的安裝方法，則要在堅(jiān)持操作適用原則的基礎(chǔ)上進(jìn)行安裝?，F(xiàn)階段，多采用預(yù)留孔的工藝方式將探測(cè)器與互感器同時(shí)固定在配電柜內(nèi)，保持配電柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整的情況下兼顧美觀與方便，使得二者在操作的過程中互不干擾，能夠保證正常運(yùn)行。
3.2.2電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備安裝
    為保證探測(cè)器工作的持續(xù)性與穩(wěn)定化，應(yīng)將探測(cè)器電源由進(jìn)線端取出。另外要保證零線與相線的取樣來源一致，比如零線取自剩余電流互感器上游位置，那么相線也應(yīng)該由剩余電流互感器上游位置取出。在配電柜布局因空間影響受*，探測(cè)器工作電源和取樣可以來自于剩余電流互感器下游，并將剩余電流互感器安排在斷路器的進(jìn)線端位置，具體情況要具體分析，以選擇為合理的安裝方式。探測(cè)器的數(shù)量確定，應(yīng)根據(jù)建筑電氣的分級(jí)保護(hù)設(shè)計(jì)分布情況而定，針對(duì)于、二級(jí)和末級(jí)配電設(shè)備的位置情況，進(jìn)行探測(cè)器的分配，探測(cè)器的分配要注意保持合理密度及覆蓋性，避免出現(xiàn)不必要布置的情況，造成成本的增加與資源的浪費(fèi)，甚至是功能發(fā)揮方面的互相干擾。在電源的選擇上，主機(jī)電源以控制消防供電為主，其他探測(cè)器以現(xiàn)場(chǎng)供電為主?；馂?zāi)監(jiān)控的報(bào)警信號(hào)應(yīng)設(shè)置在指揮內(nèi)，而電源的接入位置應(yīng)設(shè)置在斷路器上端。
3.2.3電氣火災(zāi)監(jiān)控安裝布線
    電氣火災(zāi)監(jiān)控在建筑電氣防火中應(yīng)用時(shí)，對(duì)于設(shè)備安裝布線的要求較高，合理的進(jìn)行安裝布線能夠有效提升電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備布局的合理性，提高使用效率。通常情況下，對(duì)于新建建筑可將探測(cè)器安裝于專設(shè)配電柜當(dāng)中，安裝時(shí)要盡量遠(yuǎn)離導(dǎo)電母線，確保剩余電流互感器牢固套靠在電源母線之上，采用導(dǎo)線屏蔽的方式進(jìn)行探測(cè)器與互感器之間的連線。在進(jìn)行火災(zāi)監(jiān)控安裝布線時(shí)，要特別注意對(duì)零線和保護(hù)地線進(jìn)行區(qū)分，剩余電流保護(hù)和報(bào)警裝置線路的安裝中相線與零線穿過剩余電流互感器時(shí)要保持同時(shí)同向，保護(hù)地線不必穿過。穿過剩余電流互感器的下游線路要保持獨(dú)立狀態(tài)，不能出現(xiàn)與上游線路的共零狀態(tài)，更不能與電器相連，避免出現(xiàn)零線和保護(hù)地線重復(fù)接地，只有這樣才能避免出現(xiàn)故障問題，影響到正常功能的發(fā)揮。對(duì)于通訊線規(guī)格的控制要嚴(yán)格，主要使用截面大于1.5mm2的雙絞線，這也是現(xiàn)階段市場(chǎng)內(nèi)主流的通訊線規(guī)格，在質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等方面相對(duì)過硬。另外，如果通訊線應(yīng)用的場(chǎng)所存在強(qiáng)干擾，則應(yīng)該使用具有屏蔽功能的雙絞線，并將雙絞線屏蔽層良好接地。
4 安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控云系統(tǒng)架構(gòu)和硬件選型
    安科瑞電氣推出的電氣火災(zāi)監(jiān)控云系統(tǒng)采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器和電氣火災(zāi)探測(cè)器、故障電弧探測(cè)器和電氣防火限流式保護(hù)器，對(duì)引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線溫度、電流、剩余電流、故障電弧等）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時(shí)推送給學(xué)校管理人員，指導(dǎo)學(xué)校實(shí)現(xiàn)時(shí)間的排查和治理，達(dá)到潛在電氣火災(zāi)隱患，實(shí)現(xiàn)“防患于未然”的目的。
    用戶可以利用PC、手機(jī)、平板電腦等多種終端實(shí)現(xiàn)對(duì)平臺(tái)的訪問，查詢包括系統(tǒng)信息、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)記錄等在內(nèi)的各種信息，使用方便。利用該系統(tǒng)為用戶提供的低成本服務(wù)，能有提升企業(yè)的消防管理和電氣設(shè)備水平，防范重大惡性火災(zāi)財(cái)產(chǎn)損失、尤其是重大惡性人員傷亡責(zé)任事故的發(fā)生。
本系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖所示：

 
4.1硬件配置：
平臺(tái)服務(wù)器：建議按照我方提供配置標(biāo)準(zhǔn)購買，或者客戶自己租用阿里云資源。
推薦硬件配置：（如申請(qǐng)阿里云可忽略）

 
現(xiàn)場(chǎng)硬件配置
方案一：100A以下回路，開口式互感器

方案二：100A以下回路，普通互感器，會(huì)增加施工量

方案三：100A以下回路，普通電流互感器，探測(cè)器和無線模塊分開，可適用多回路

配置針對(duì)1個(gè)回路，剩余電流互感器根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)回路電流大小選擇。
4.2運(yùn)行條件
1）瀏覽器運(yùn)行設(shè)備：
臺(tái)以上版本）。
2）瀏覽器端運(yùn)行環(huán)境：
Windows系統(tǒng)下使用GUGE、火狐、360（速模式）等瀏覽器訪問。
4.3主要技術(shù)指標(biāo) 
數(shù)據(jù)上傳頻率：2分鐘
通信方式：RS485、2G/3G/4G
并發(fā)訪問量：>=10000
歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：>=3年
 
5 結(jié)束語
    現(xiàn)階段，隨著建筑電氣功能的不斷豐富，對(duì)于相應(yīng)的做好防護(hù)工作的要求大幅度提升。建筑電氣防火是建筑防護(hù)工作的重要組成部分，這是由于建筑電氣火災(zāi)高危害性決定的。通過將火災(zāi)監(jiān)控在建筑電氣防火中進(jìn)行應(yīng)用，能夠有效構(gòu)筑起以預(yù)警機(jī)制為核心的建筑電氣防火體系，從而避免傳統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的弊端，進(jìn)一步提升建筑電氣使用的系數(shù)。
 
 
參考文獻(xiàn)：
[1]黃云祥.電氣火災(zāi)監(jiān)控在建筑防火中的應(yīng)用分析[J].
[2]倫春庭.試論火災(zāi)監(jiān)控在建筑電氣防火中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2015,(6):758.
[3]朱何永,徐偉軍.芻議火災(zāi)監(jiān)控在建筑電氣防火中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2015,(20):1470.
[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.06版U]