淺析電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

王蘭

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：主要介紹了電氣火災(zāi)的主要原因、幾種電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成和設(shè)立意義。參照各規(guī)范，討論了宜設(shè)立電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的場所。該系統(tǒng)的設(shè)立可大大減少電氣火災(zāi)事故的發(fā)生，對(duì)保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。

關(guān)鍵詞:電氣火災(zāi)；電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

0.引言

隨著我國的現(xiàn)代化建設(shè)，電能給社會(huì)生產(chǎn)和人們生活帶來方便的同時(shí)，也在不同程度上帶來了火災(zāi)隱患。當(dāng)今，我國用電量劇增，電力電纜老化或到達(dá)使用壽命，以及各種不規(guī)范施工造成線路和裝置的絕緣性能下降，再加上原始設(shè)計(jì)載荷能力限制，造成我國電氣火災(zāi)形勢格外嚴(yán)峻，嚴(yán)重威脅著人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007年電氣原因引起火災(zāi)共46247起，占火災(zāi)總數(shù)28.3%;2008年電氣原因引發(fā)火災(zāi)40000起，占火災(zāi)總數(shù)29.7%;2009年電氣原因引起的火災(zāi)共39102起，占火災(zāi)總數(shù)的30.2%;2010年電氣原因引起的火災(zāi)共41237起，占火災(zāi)總數(shù)的31.1%。從近幾年發(fā)生的電氣火災(zāi)來看，無論在次數(shù)還是造成的損失上，都占已調(diào)查火災(zāi)總數(shù)的30%左右，處于各種火災(zāi)原因的**。由此可見，電氣火災(zāi)在當(dāng)前已成為各種火災(zāi)中的主要災(zāi)害源，且呈現(xiàn)居高不下、逐年增高的趨勢。

1.重、特大電氣火災(zāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

1.1電氣火災(zāi)場所分布

電氣火災(zāi)場所分布圖如圖1所示。由圖1分析可知，工廠發(fā)生火災(zāi)的比例*大，商業(yè)建筑可能性次之，住宅、賓館、寫字樓及其他場所概率基本在10%左右。因此，應(yīng)將工廠、商業(yè)建筑、住宅作為電氣火災(zāi)的重點(diǎn)設(shè)防對(duì)象。

1.2電氣火災(zāi)起火部位

電氣火災(zāi)起火部位分布圖如圖2所示。由圖2分析可知，電氣火災(zāi)*可能發(fā)生于電氣系統(tǒng)的以下部位：電氣線路、用電設(shè)備、電氣設(shè)備及其他部位。

電氣線路主要由載流導(dǎo)體、絕緣材料組成。電氣設(shè)備組要有能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、接通及斷開電路的電器、控制及保護(hù)電路的電器、接地裝置等。

由以上分析可知，電氣線路年久老化、不規(guī)范施工等*容易導(dǎo)致電氣火災(zāi)；用電設(shè)備導(dǎo)致的電氣火災(zāi)概率次之。電氣設(shè)備變電所、變電房，且一般有專人管理，火災(zāi)概率僅占10%左右。電氣火災(zāi)中的防火重點(diǎn)主要集中在電氣線路和用電設(shè)備兩大方面，尤其要以電氣線路防范為主，同時(shí)以加強(qiáng)用電設(shè)備的安全使用管理為輔，才能避免多數(shù)的電氣火災(zāi)。

起火原因主要分為突發(fā)性故障和漸變性故障兩種，具體組成如圖3所示。

突發(fā)性故障引發(fā)的電氣火災(zāi)有短路和雷擊，其中52%的短路中相間短路占26%,金屬接地性短路占26%,金屬接地性短路是漏電的結(jié)果。突變性故障主要由配電系統(tǒng)功能解決，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)作為輔助性控制手段，輔助控制突變性故障引發(fā)電氣火災(zāi)的可能。漸變性故障引發(fā)的電氣火災(zāi)有過熱、接觸不良、過負(fù)荷、電氣故障、漏電。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要應(yīng)解決漸變性故障的監(jiān)視，即減少電氣火災(zāi)誘發(fā)因素，建立預(yù)警及控制。

2.電氣火災(zāi)起因分析

2.1剩余電流與配電系統(tǒng)容量及特性關(guān)系

1)自然泄漏的剩余電流與配電系統(tǒng)容量無直接相關(guān)性。

2)自然泄漏的剩余電流與配電系統(tǒng)特性直接相關(guān)。

3)在時(shí)間進(jìn)程中，隨著絕緣材料老化，自然泄漏的剩余電流有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢。

4)在日后變化中，剩余電流還與用電設(shè)備的擴(kuò)展密切相關(guān)。

5)剩余電流發(fā)展的狀態(tài)就是接地性短路故障。

平均分布式剩余電流非真正的火災(zāi)隱患，點(diǎn)熱積聚效應(yīng)式剩余電流才是真正的火災(zāi)隱患。

2.2電氣線路及設(shè)備長期過負(fù)荷及過熱影響因素

電氣線路及設(shè)備長期過負(fù)荷及過熱影響因素如下：

1)設(shè)計(jì)線路的載流量取值偏大。

2)原則上線路長期標(biāo)定過流電流受斷路器中熱脫扣限制。

3)中性線的過熱。

4)電氣設(shè)備的過熱溫升。

通過對(duì)電氣火災(zāi)的兩大起因分析，可得出以下結(jié)論：要預(yù)防電氣火災(zāi)，*關(guān)鍵的問題是要了解監(jiān)控系統(tǒng)中的剩余電流的大小，以及電氣線路和設(shè)備的過熱溫升情況。

電氣火災(zāi)監(jiān)視與控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)剩余電流以及線路、設(shè)備過熱進(jìn)行監(jiān)控的解決方案。當(dāng)剩余電流突然變大或相關(guān)線路設(shè)備溫）升超限的情況下，就會(huì)警示電氣系統(tǒng)可能出現(xiàn)問題，并發(fā)出警報(bào)，管理人員就可及早派出專業(yè)人員對(duì)系統(tǒng)標(biāo)示出的區(qū)域進(jìn)行巡檢排除隱患，避免電氣故障引發(fā)電氣火災(zāi)。

3.電氣火災(zāi)監(jiān)視與控制系統(tǒng)

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的六大目標(biāo)功能為剩余電流、線路溫升、電動(dòng)機(jī)及大型用電設(shè)備溫升、配電箱(柜)溫升、中性線斷線和脫扣控制。

下面例舉幾種不同形式的系統(tǒng)：獨(dú)立式電氣系統(tǒng)、多線制電氣系統(tǒng)、總線式電氣系統(tǒng)，其組成及原理框圖如圖4至圖6所示。

4.安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

4．1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(yàn)認(rèn)證，并且均通過嚴(yán)格的EMC電磁兼容試驗(yàn)，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運(yùn)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(duì)剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號(hào)的采集與監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報(bào)警，當(dāng)必要時(shí)還能聯(lián)動(dòng)切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標(biāo)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(tái)或火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。

4．2應(yīng)用場合

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家重點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。

4．3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4．4系統(tǒng)功能

1)監(jiān)控設(shè)備能接收多臺(tái)探測器的剩余電流、溫度信息，報(bào)警時(shí)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)設(shè)備上紅色“報(bào)警"指示燈亮，顯示屏指示報(bào)警部位及報(bào)警類型，記錄報(bào)警時(shí)間，聲光報(bào)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(yuǎn)程對(duì)探測器實(shí)現(xiàn)復(fù)位。對(duì)于聲音報(bào)警信號(hào)也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動(dòng)消除。

2）當(dāng)被監(jiān)測回路報(bào)警時(shí)，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備，當(dāng)報(bào)警消除后，控制輸出繼電器釋放。

3）通訊故障報(bào)警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺(tái)探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示，同時(shí)設(shè)備上的黃色“故障"指示燈亮，并發(fā)出故障報(bào)警聲音。電源故障報(bào)警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并顯示故障信息，可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報(bào)警聲響。

4）當(dāng)發(fā)生剩余電流、超溫報(bào)警或通訊、電源故障時(shí)，將報(bào)警部位、故障信息、報(bào)警時(shí)間等信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)報(bào)警解除、排除故障時(shí)，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。

4．5配置方案

5.結(jié)束語

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)定義的區(qū)別在于：火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)著重于考慮火災(zāi)已發(fā)生的報(bào)警及其處理；電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)著重于電氣火災(zāi)發(fā)生前期的隱患先兆預(yù)警。前者是針對(duì)廣泛的火災(zāi)類別；后者僅是針對(duì)電氣系統(tǒng)的表述。針對(duì)電氣火災(zāi)不斷上升的趨勢，采取有效的應(yīng)對(duì)措施。隨著祖國現(xiàn)代化建設(shè)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，用電量大幅增加，電氣火災(zāi)事故的發(fā)生居高不下，造成的損失也是不可估量的。綜合考察我國發(fā)生火災(zāi)的趨勢，安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是非常迫切的、必要的。如果能把低壓配電系統(tǒng)中尚未造成火災(zāi)發(fā)生的隱患，事先有效地通過對(duì)漏電、溫度的異常變化以及它們可能引起的火災(zāi)進(jìn)行預(yù)報(bào)、監(jiān)控，就能大大地降低火災(zāi)事故的發(fā)生，以保證人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

[1] GB50054一2011低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] JGJ16-2006 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] 中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊[M].3版。北京:中國電力出版社，2005.

[4] GB50303-2002 建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[5] GB50217-2007 電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)[S].

[6] 余穎，顧偉國. 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用[S].

[7] 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