淺談電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在大學(xué)公寓中的應(yīng)用

任運業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

摘要：公寓做為人員高度密集場所，使用的電器種類繁多，一旦發(fā)生電氣火災(zāi)事故，其嚴重性和危害性遠高于其它場所。文章對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在公寓電氣火災(zāi)預(yù)防及報警方面的具體應(yīng)用進行了詳細地介紹。

關(guān)鍵詞:公寓；電氣線路火災(zāi)；電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

公寓是人員高度密集的場所，是休息、學(xué)習、生活的重要地方。公寓火災(zāi)安全管理事關(guān)人身和財產(chǎn)安全，其安全狀況關(guān)系到正常的生活秩序，關(guān)系到社會的穩(wěn)定。近年來，隨著社會的不斷發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的快速進步、人們生活水平的逐步改善，公寓的用電狀況發(fā)生了巨大變化，公寓內(nèi)使用的電器種類繁多，用電負荷劇增，造成電氣火災(zāi)事故隱患增多，而公寓一旦發(fā)生電氣火災(zāi)事故，其嚴重性和危害性遠高于其它場所。因此通過高科技手段對公寓電氣火災(zāi)做到早期預(yù)警、預(yù)報，使電氣火災(zāi)的預(yù)防達到有的放矢，做到防患于未然，具有重大的現(xiàn)實和社會意義。公寓電氣線路火災(zāi)的主要形式有： 短路火災(zāi)、過載火災(zāi)、漏電火災(zāi)、接觸不良火災(zāi)、諧波火災(zāi)等。

1.1 系統(tǒng)特點的分析

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是一種新型的以預(yù)防為特點的實時監(jiān)控系統(tǒng)。傳統(tǒng)的電氣火災(zāi)自動報警系統(tǒng)主要是在火災(zāi)發(fā)生之后發(fā)出警告，有效的減少火災(zāi)造成的損失，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能夠進行早期的預(yù)警，避免損失。因此，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的特點是作用于電氣火災(zāi)發(fā)生前，探測配電系統(tǒng)的漏電電流、異常溫度等相關(guān)異常參數(shù)，當達到設(shè)定限值時發(fā)出報警，在電氣火災(zāi)形成前排除隱患或切斷故障電路，可以顯著降低發(fā)生電氣火災(zāi)的機率。

1.2 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成

根據(jù)國家標準 GB14287-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》以及相關(guān)規(guī)范《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方法》，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中主要包含報警監(jiān)控主機、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器、溫度探測器、傳感器等。其中，報警監(jiān)控主機放置在消防監(jiān)控中心或值班室內(nèi)，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器和傳感器安裝在現(xiàn)場配電柜、箱內(nèi)。剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器主要是由監(jiān)控探測器和剩余電流互感器兩個部分組成。測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器主要是由監(jiān)控探測器和測溫傳感器兩個部分組成。

1.3 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是基于監(jiān)控探測器、運行于計算機的軟件 / 硬件系統(tǒng)，通過對配電回路的漏電電流、過電流、溫升等火災(zāi)危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理，實現(xiàn)對火災(zāi)的預(yù)防。在系統(tǒng)運行的過程中，其基本的原理是電氣設(shè)備中電流以及溫度等各種參數(shù)出現(xiàn)異常的變化時，終端探測器對相關(guān)的信息進行搜集然后傳輸?shù)奖O(jiān)控探測器，并且和報警的預(yù)設(shè)值進行對比，超出預(yù)設(shè)值就會發(fā)出預(yù)警限號，同時輸送到相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備中，進一步的進行識別和判斷，在確定火災(zāi)可能發(fā)生時，監(jiān)控主機會發(fā)出相應(yīng)的報警信號， 點亮報警指示燈，發(fā)出報警印象，同時在屏幕上對火災(zāi)信息進行全面的顯示。當必要時還能聯(lián)動切除被檢測到剩余電流超標或溫度異常的配電回路、同時也可以與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)或配電監(jiān)控系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)交換和共享。相關(guān)的工作人員能夠根據(jù)顯示的信息及時通知專業(yè)人員進行現(xiàn)場的檢查和處理。

1.3.1 剩余電流互感器工作原理

剩余電流是指流過剩余電流動作保護裝置主回路電流瞬時值的矢量和。剩余電流互感器是剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的基本模塊，當回路中的電流矢量和不為零時，互感器的二次側(cè)產(chǎn)生電流信號，對該電流信號進行采集處理后就可得到該回路中的實際剩余電流值，考慮電氣線路的不平衡   電流，線路和電氣設(shè)備正常的自然泄漏電流，因此實際電氣線路都存在正常的剩余電流，只有當檢測的剩余電流達到報警設(shè)定值時才報警。

1.3.2 測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器工作原理

鉑電阻溫度傳感器是利用金屬鉑在溫度變化時自身電阻值也隨之改變的特性來測量溫度的，適用于各種狹小空間高精度測溫領(lǐng)域，可以對現(xiàn)場的溫度進行連續(xù)測量，能夠有效的防止電線、電纜發(fā)熱導(dǎo)致的電氣火災(zāi)。

2.1 確定公寓低壓配電系統(tǒng)的接地型式及電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的保護分級

低壓配電系統(tǒng)的接地形式有 TN-S 型、TN-C 型、TNC-S 型、TT 型、IT 型。按照相關(guān)規(guī)范要求，在 TN-S 系統(tǒng)或局部 TN-C-S 系統(tǒng)及 TT 系統(tǒng)等場所對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)進行安裝。

在對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的等級進行確定的過程中，需要結(jié)合公寓低電壓配電系統(tǒng)以及設(shè)備的具體情況進行選擇，通常采用的是兩級或者叁級保護。兩級保護中分為首端和末端兩種保護形式，三級保護中分為首端、中端以及末端保護。

首端保護：通過首端保護能夠?qū)Φ碗妷号潆娤到y(tǒng)中的進戶線路以及主配電設(shè)備等進行有效的保護。由電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)完成。

中端保護：采取中端保護能夠?qū)Φ碗妷号潆娤到y(tǒng)中的末端線路以及相關(guān)的設(shè)備進行保護。通常是利用電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)對漏電的電流以及溫度異常進行檢測。

末端保護：通過末端保護能夠避免人身觸電事故的發(fā)生，對火災(zāi)的防護進行有效的補充。在末端保護的過程中，通常使用無延時漏電斷路器，不受電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控。

一般情況下，在公寓對剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)探測器進行設(shè)置的過程中，需要堅持下面的原則，在新建公寓中應(yīng)采用叁級保護，在低壓配電室的各饋出回路配置首端保護；樓層配電柜、區(qū)域配電柜等處配置中端保護；在終端配電箱處配置末端保護。

2.2 分析配電系統(tǒng)圖確定監(jiān)控探測器的安裝位置

供配電系統(tǒng)是電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要的監(jiān)控對象，在對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計時，應(yīng)當立足于供配電系統(tǒng)圖。研究分析公寓低壓配電系統(tǒng)的相關(guān)圖紙，可以了解公寓供配電系統(tǒng)的具體供配電方式、回路數(shù)、各區(qū)域的用電性質(zhì)和功率、各配電柜內(nèi)主要斷路器的規(guī)格型號、電纜或銅排的截面尺寸及載流量等信息。因此，在對監(jiān)控探測器進行安裝的過程中，需要對公寓電氣設(shè)備的情況進行詳細的了解和調(diào)查，對配電設(shè)備的位置進行確定，根據(jù)相應(yīng)的需求在相應(yīng)的設(shè)備上安裝監(jiān)控探測器，并且對監(jiān)控探測器的數(shù)量進行確定。

2.3 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的信息檢測與傳感器安裝原則

在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)進行信息監(jiān)測的過程中，主要采取監(jiān)測漏電電流和檢測溫度兩種方式。

線路漏電電流的檢測對于交流單相供電系統(tǒng)，只要兩根電源線 L、N 穿過剩余電流互感器即可，對于交流三相供電系統(tǒng)，L1、L2、L3、N 線需同時穿過，此后要求中性線不許再接地，保護 PE 線不得穿過剩余電流互感器。

溫度檢測是對配電設(shè)備有異常發(fā)熱現(xiàn)象為基本原則進行檢測的，在對重要的配電箱、柜內(nèi)部以及連接部位進行溫度監(jiān)測時，應(yīng)當采取測溫式電氣火災(zāi)探測器。如果被檢測的對象是絕緣體，可以采用接觸式措施，將探測器放置在被測對象的表面。在對配電箱柜的內(nèi)部的溫度進行監(jiān)測時， 可以采取靠近發(fā)熱部件，使用非接觸式裝置。

2.4 固有自然泄漏電流估算及協(xié)調(diào)配合分級設(shè)置報警值

在對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的預(yù)警值進行設(shè)置的過程中，需要對配電系統(tǒng)中設(shè)備的自然漏電電流進行考慮，同時，預(yù)警值設(shè)置時應(yīng)當大于自然漏電的電流值。 被保護電氣線路和設(shè)備正常工作時的自然泄漏電流值，能夠根據(jù)經(jīng)驗計算公式并參照線路和設(shè)備常用自然泄漏電流值基本確定下來，并以此數(shù)值為依據(jù)，初步設(shè)計報警電流值。最后確定實際的報警設(shè)定值還需要具體安裝調(diào)試時在現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)實測檢驗。在測試的過程中，如果實際測量的漏電電流值比正常的自然漏電電流大很多，需要進行相應(yīng)的檢查，是夠存在不規(guī)范化的施工或者設(shè)備的質(zhì)量不合格等情況。

公寓中應(yīng)用電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，應(yīng)當重視對報警值進行設(shè)置，在剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的報警值進行設(shè)置的過程中，需要對其設(shè)置范圍進行了解，按照國家相關(guān)的標準，報警值應(yīng)當在設(shè)定值的 80% 到 100% 之間，因此，按照相關(guān)的要求，總進戶電源處的剩余電流報警值應(yīng)當設(shè)置在 400 到 800mA，在分支線路電源饋出線路上剩余電流報警值應(yīng)當在 100 到 400mA。在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)探測器報警值設(shè)置的過程中，其大小應(yīng)當小于電氣設(shè)備自然漏電電流的兩倍，大于 1000mA。在兩級或者多級的監(jiān)測系統(tǒng)中，報警值具有更多的選擇性，上級探測器的報警值應(yīng)當是下級探測器報警值最大設(shè)定值的 1.5 倍，并且不能大于 1000mA。

3.1概述

Acre1-6000電氣火災(zāi)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(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的消防電子產(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。

3.2 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。

3.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.4 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。

3.5 配置方案

隨著社會的發(fā)展，科技的進步，必然有越來越多的用電設(shè)備進入公寓使用，而公寓做為人員高度聚集場所，設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是避免電氣火災(zāi)的有效手段，是火災(zāi)主動報警系統(tǒng)的預(yù)報警體系及有效的補充，可使電氣火災(zāi)防患于未然，保障人身及財產(chǎn)安全，同時帶來較好的社會效益和經(jīng)濟效益。

[1]欒迪.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在公寓中的應(yīng)用.

[2]GB50116-2013. 《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》[S]

[3]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

作者簡介：任運業(yè)，男，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電。