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消防電氣火災監控系統及其應用

發布時間：2021-05-19 15:43瀏覽次數：次

消防電氣火災監控系統及其應用

1 應用電氣火災監控系統的必要性

1.1電氣火災引發的原因

在電氣事故引發的火災中，其主要原因有四點：漏電引發火災、短路引發火災、過負荷引發火災和接觸電阻過大引發火災。其中短路發生時由于電流變化較大，普通的電流保護器就能產生動作來切斷電氣線路。而漏電和接觸電阻過大所產生的故障電流很小，使一般的保護開關電器不能有效地及時動作，有實驗表明，略大于0.5A的漏電電弧產生的局部高溫可達2000℃，存在著較大的火災危險性。

1.2電氣火災監控系統的特點

電氣火災監控系統與其它保護系統相比，具有以下幾個特點：漏電監控方面屬于先期預報警系統，在沒有發生火災前早期預警，是為了避免損失，而傳統火災自動報警系統是在火災發生時報警，是為了減少損失；傳統的漏電斷路器側重于人身安全的防護，其主要作用就是保護人身安全的，它在用電線路泄漏電流超過人身安全值時立刻切斷電源，電氣火災監控側重于防范電氣火災，它能探知電路中微小的泄露電流，了解電路絕緣狀態的變化，對電氣火災做出預報；電氣火災監控系統可以對電路中的溫度進行檢測，當發現局部接觸電阻過大引起高溫時能及時報警，檢測內容更加全面。所以，電氣火災監控系統和其它保護系統在預防電氣火災方面可以相互配合，但不能相互替代。

1.3相關規范的要求

我國20世紀90年代就已經開始對接地故障電氣火災做出防范規定，例如JGJ/T16-1992《民用建筑電氣設計規范》、GB50054-1995《低壓配電設計規范》等。2005～2006年，GB5004-95（2005年版）《高層民用建筑設計防火規范》（以下簡稱《高規》）、GB50016-2006《建筑設計防火規范》（以下簡稱《建規》）中增加了漏電火災報警系統的規定。《高規》第9.5.1條規定高層建筑內火災危險性大、人員密集等場所宜設置漏電火災報警系統。《建規》第11.2.7條規定在影劇院、館所、倉庫、住宅小區、醫院、商店、學校等場所宜設置剩余電流動作電氣火災監控系統。

為了進一步明確漏電火災報警系統的系統構成、系統設計、設備選擇、系統供電、線路敷設等要求，國家標準GB14278-2005《電氣火災監控系統》明確提出了“電氣火災監控系統”的定義，并將電氣火災監控系統細化為三部分：電氣火災監控設備、剩余電流式電氣火災監控探測器、測溫式電氣火災監控探測器。強制性國標GB13955－2005《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》強調了剩余電流動作保護裝置在防止因接地故障而引起的電氣火災的防護作用，要求在建筑物內安裝剩余電流動作火災監控系統。另外，對電器產品、燃氣用具的安裝、使用及其線路、管路的設計、敷設、維護保養、檢測不符合消防技術標準和管理規定的，《消防法》還規定了相應的法則來保障電氣火災監控系統相關規范的實施。

2 電氣火災監控系統的基本組成及工作原理

2.1基本組成

電氣火災監控系統的基本組成包括：電氣火災監控設備、剩余電流式電氣火災監控探測器以及測溫式電氣火災監控探測器。其中剩余電流式電氣火災監控探測器又由監控探測器和剩余電流互感器組成，而測溫式電氣火災監控探測器由監控探測器和測溫傳感器組成。該系統能夠對被保護電氣線路中的電流、剩余電流、溫度進行監視，并及時發現電氣火災隱患，預防電氣火災發生。

2.2監控原理

電氣火災監控系統集監視、報警、控制、集中管理于一體，監控探測器一般掛接在總線的支路上，接受主控制器的命令，并傳送全部信息。主控制器處理接收來的數據，監測被探測電氣線路單相、三相電流，漏電電流，溫度等參數的變化。當參數異常時，剩余電流互感器、溫度傳感器等終端探測頭對信息進行采集，并送到監控探測器里，超出設定值時即發出報警信號，同時輸送到監控設備中，經進一步識判定，當確認可能會發生火災時，監控主機發出火災報警信號，報警指示燈亮，發出報警音響，并在液晶顯示屏上顯示報警信息，值班人員迅速進行檢查處理，將報警信息發送到集中控制臺，還可與消防火災監控設備、119火警指揮中心位機連接。

以剩余電流式電氣火災監控探測器為例，漏電監控報警主要是利用裝在被監控配電線路上的剩余電流互感器檢測線路上的漏電流來實現。剩余電流互感器本質上是一個高靈敏的電流互感器，它能檢測出配電線路上小到幾毫安或十幾毫安的微小漏電流，而漏電流檢測則是依據剩余電流原理來確定的。當配電線路中3條相線和1條零線共同穿過剩余電流互感器的鐵芯線圈時，在正常情況下它們的電流矢量和為零，則互感器的線圈不會感應出任何電流；但當任何一條相線或者零線有一部分電流在互感器之后分流到大地（即漏電），此時在互感器處它們的電流矢量和就不為零了，而互感器的線圈也就感應出相應的漏電電流，故稱為剩余電流。把檢測到的剩余電流處理后與監控裝置設定值進行比較，一旦達到和超過設定值，與剩余電流互感器連接的電氣火災監控探器即發出漏電報警，并同時輸出脫扣跳閘信號切斷相應故障線路電源。

3 在應用電氣火災監控系統中應注意的問題

3.1加強電氣火災監控技術的應用

在新建、改建、擴建或建筑內部裝修等工程中，按照有關規定合理設計、選擇、安裝電氣火災監控系統的產品，推廣電氣火災監控技術。公安機關消防機構在進行備案抽查、消防審核、和工程驗收時嚴格把關，在消防專項整治工作中，對存在電氣火災隱患的單位，監督單位設置電氣火災監控裝置整改電氣火災隱患，對電氣線路老化的要責令更換，對超負荷用電的要責令其改正，達到消除電氣火災隱患，提高電氣線路和設備運行安全性。

3.2注意電氣火災監控系統的選型

在針對不同的建筑場所進行電氣火災監控系統安裝時，首先要解決一個產品的選型問題，電氣火災監控系統的產品應滿足：GB14287.1《電氣火災監控設備》、GB14287.2《剩余電流式電氣火災監控探測器》、GB14287.3《測溫式電氣火災監控探測器》中相關的要求。從目前國內火災監控系統的產品市場來看，其監控探測器的結構形式主要有三種類型：即多功能漏電開關型、分離配置型、分離配置整合型。

3.2.1多功能漏電開關型

多功能漏電開關型電氣火災監控系統監控探測器除了自身應有的剩余電流探測（或溫度探測）、報警功能外，又擴展多項功能，例如：過電流、過電壓、延時送電、防雷、欠壓、組網實現遠程集中監控等。該類型具有保護功能多、接線少、整體度高的優點。但是由此產生的缺點是：結構復雜、成本加大、故障率偏高，特別是信號的監控、探測、分析、處理、報警、通信、聯動接口等電路與ABC三相主電(或單相)回路的間隔距離太近，易遭受強電磁場的干擾，降低產品性能的穩定可靠性。另外在安裝使用上也不太方便，如新建工程則需要和配電箱（柜）廠家溝通協商合理組裝，但對改造工程中已經成形并使用中的配電箱（柜）則更不適用。

3.2.2分離配置型

該類型中電氣火災監控設備與電氣火災監控探測器（包括終端探測頭剩余電流互感器、溫度傳感器）分離配置。即通過監控探測器（終端探測頭)采樣配電柜內導電母線中的電流和漏電流信號，經內置單片機系統分析處理后，應用二總線通信約定，上報消防控制室或值班室里的電氣火災監控設備，且進一步分析處理后，進行所需要聯動控制，從而完成該系統應有的功能。這種系統分工明確、結構簡單、成本少、故障率偏低，不含電源控制開關，不串入配電系統，只通過剩余電流互感器（或測溫探頭）取樣信號，性能穩定可靠。不足之處是：監控設備與監控探測器、監控探測器與終端探測頭之間需要敷設信號線及2芯脫扣控制線。此種類型產品無論是在新工程還是改造工程上使用，都比較方便。

3.2.3分離配置整合型

分離配置整合型是電氣火災監控設備與電氣火災監控探測器（包括終端探測頭）分離配置型的一種特殊類型。它與分離配置型不同的是：其總線直接使用普通火災報警系統的二總線，省去集中控制器和上位機，由火災報警控制器整合電氣火災監控探測器（包括終端探測頭）探測報警功能后一并控制。該類型優點在于成本下降，消防中心一體化監控，界面統一，管理方便。但是這種組合，相對復雜的火災報警系統故障率偏高，則直接影響著電氣火災監控系統，使得系統的穩定可靠性降低，甚至于造成癱瘓。

3.3安裝電氣火災監控系統的注意事項

首先，監控設備以及系統的報警信號等，應設在消防控制室或有人值班的場所，方便人們管理維護和及時發現火災隱患。其次，配電柜的安裝、布線、設置剩余電流式電氣火災監控探測器的報警值時必須按照有關技術規定的要求，防止因為安裝的失誤導致系統無法正常運行，達不到預防電氣火災的目的。最后，電氣火災監控系統探測器檢測點的設置也至關重要，如設計得不合理，會造成誤報率很高，嚴重削弱電氣火災監控系統的使用效果。電氣火災監控系統探測器的布點，首先應對建筑物內的防火分區做出合理的布置設計，再依據防火分區布置給電氣火災監控系統劃分出適當的探測區域、保護范圍。

4 結束語

隨著技術的不斷進步，電氣火災監控系統的功能更加完備，已經具備了用電安全管理、控制、保護、分析、記錄于一體等智能化優點，且已被廣泛地應用于智能小區、大型商場、醫院及公共高層建筑等場合進行漏電火災監控。同時為了能使剩余電流式電氣火災監控系統穩定運行，在設計和應用時應考慮電力配電系統的特性，選用性能可靠和技術先進的監控系統，這樣就能大幅降低相關應用場合的漏電火災發生率。

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