淺談電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在民用建筑的應(yīng)用

張穎姣

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定201801

摘要：對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的概念和原理進(jìn)行了簡(jiǎn)介，闡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和設(shè)置原則，分析了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系，以規(guī)范電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置和使用。

關(guān)鍵詞:電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；剩余電流；火宅自動(dòng)報(bào)警

引言

目前，在我國(guó)發(fā)生的火災(zāi)事故中，電氣火災(zāi)占了較大的比例，因此，對(duì)此類火災(zāi)進(jìn)行探測(cè)報(bào)警顯得尤為重要。國(guó)家也制定了一些相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，如GB50016—2006建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范、GB50045—2005高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范、JGJ16—2008民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范等，對(duì)建筑物電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置都作出了規(guī)定。

一、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的概念及原理簡(jiǎn)介

1.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的概念

GB14287-2005電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)第二部分中又規(guī)定，電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器以探測(cè)參數(shù)區(qū)分有“剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器”和“測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器”兩種。

可見(jiàn)，剩余電流和溫度是電氣火災(zāi)防范的重點(diǎn)，也就是電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)所要監(jiān)測(cè)的對(duì)象。

剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)原理

剩余電流監(jiān)控系統(tǒng)的檢測(cè)元件是探測(cè)配電線路剩余電流的互感器，相線(La,Lb,Lc)和中性線N同時(shí)、同向穿過(guò)它的一次繞組。當(dāng)剩余電流Ia=0時(shí)，互感器二次繞組沒(méi)有感應(yīng)電壓。當(dāng)配電線路發(fā)生接地故障時(shí)，剩余電流不再等于零，此時(shí)在電流互感器二次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電壓U和感應(yīng)電流。這些信號(hào)被送至剩余電流監(jiān)控探測(cè)器，經(jīng)放大、A/D轉(zhuǎn)換、CPU對(duì)變化的幅值進(jìn)行分析、判斷，并與報(bào)警設(shè)定值進(jìn)行比較，一旦超出設(shè)定值則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)原理

在國(guó)標(biāo)《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》中包含了“測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器”。它的檢測(cè)元件是一段長(zhǎng)約數(shù)米的測(cè)溫線，將測(cè)溫線纏繞在需要監(jiān)測(cè)的物體上，如銅芯導(dǎo)線、插接母線、配電箱等。當(dāng)被監(jiān)視部位溫度達(dá)到報(bào)警設(shè)定值時(shí)，探測(cè)器應(yīng)在40s內(nèi)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。這個(gè)報(bào)警溫度是可調(diào)的，一般在55℃~140℃之間。測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器和剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器共用一臺(tái)監(jiān)控主機(jī)，組成一個(gè)完整的系統(tǒng)。

二、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)組成

剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)如圖1所示。系統(tǒng)主要由剩余電流互感器、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)以及系統(tǒng)總線組成。剩余電流互感器采用矩形窗口設(shè)計(jì)，方便電纜或銅排穿線。在不同等級(jí)的電流回路上，對(duì)剩余電流互感器的電性能要求是相同的，只是窗口尺寸不同。對(duì)于改造工程，適合選用開(kāi)口型的電流互感器(由兩半扣合),這樣可以盡量不觸動(dòng)原來(lái)配電箱(柜)的內(nèi)部導(dǎo)線和器件布置。需要注意的是，穿過(guò)檢測(cè)元化______電流互感器的只能是三根相線和一根中性線，保護(hù)線(PE線)和保護(hù)中性線(PEN線)是不能穿過(guò)互感器的。剩余電流互感器根據(jù)框架電流可分為100A,225A,400A等幾種，它的額定漏電動(dòng)作電流也是可調(diào)的，分300mA,500mA,800mA等。互感器通過(guò)RW3×1.0電纜連接到探測(cè)器上。

探測(cè)器的作用是接收、分析互感器傳送來(lái)的信號(hào)，并在有漏電發(fā)生時(shí)進(jìn)行報(bào)警。

電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)通過(guò)總線與探測(cè)器連接，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線向探測(cè)器發(fā)出巡檢命令，接收探測(cè)器的狀態(tài)信息(報(bào)警、故障、供電電路失電、剩余電流數(shù)值),當(dāng)主機(jī)監(jiān)測(cè)到常信息時(shí)，進(jìn)行聲光報(bào)警并顯示相應(yīng)信息和信息類型。電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)還可通過(guò)RS485通訊口將信息傳給圖形顯示系統(tǒng)，圖形顯示各種信息，并將信息數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在其數(shù)據(jù)庫(kù)中，以備日后查詢。電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)應(yīng)放置在消防控制室或有人員24h值班的場(chǎng)所。電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)可以通過(guò)通訊總線連接到火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器上，電氣火災(zāi)監(jiān)控成為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。

目前有些電氣火災(zāi)探測(cè)器能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)剩余電流和溫度，以JHA/DT-T4型綜合式電氣火災(zāi)探測(cè)器為例，它同時(shí)可監(jiān)測(cè)8路剩余電流信號(hào)和2路溫度信號(hào)，并且測(cè)溫線的溫度有2m～8m幾種。這種具備綜合功能的產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)和使用上都比較方便和經(jīng)濟(jì)。

三、電氣火災(zāi)監(jiān)控的分級(jí)保護(hù)原則

1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的定義

根據(jù)用電負(fù)載及線路情況，通常把低壓配電線路分為電源總進(jìn)線、干線、分支線及所連接的用電設(shè)備三級(jí)，線路較簡(jiǎn)單的可分為二級(jí)。由于每一級(jí)的正常泄露電流都不一樣，另外每一級(jí)故障時(shí)切斷電源所造成的影響也不一樣，所以需要選擇不同額定動(dòng)作電流、不同動(dòng)作特性的探測(cè)器。

以采用三級(jí)保護(hù)方式的民用建筑配電線路為例，其分級(jí)保護(hù)示意圖如圖2所示。

第三級(jí)(末級(jí))是分支線及其用電設(shè)備。這里的用電設(shè)備是指照明裝置、空調(diào)、計(jì)算機(jī)及其他電器等。這一級(jí)的保護(hù)目的主要是防止人身觸電。通常選用額定剩余動(dòng)作電流小于300mA,動(dòng)作時(shí)間小于0.1s的剩余電流探測(cè)器，而且探測(cè)器應(yīng)能夠發(fā)出信號(hào)切斷受控點(diǎn)的電源。

第二級(jí)是干線漏電火災(zāi)的保護(hù)。這里所謂干線是指它的始端至各分支線之間的一段較長(zhǎng)的線路。這一級(jí)探測(cè)器的額定剩余動(dòng)作電流應(yīng)選為正常泄露電流的2倍，一般約在300mA～500mA。由于干線供電電源被切斷的影響較大，這一級(jí)剩余電流探測(cè)器一般只用來(lái)報(bào)警，不用來(lái)聯(lián)動(dòng)切斷受控點(diǎn)的電源。

第二級(jí)大一些，一般選取為0.5A~1A。這個(gè)值也應(yīng)為電源總進(jìn)線正常泄露電流的2倍左右。

重要線路，包括消防、安防、應(yīng)急電源、通道照明線路及不容許停電的重要場(chǎng)所，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，安裝純報(bào)警式剩余電流探測(cè)器，報(bào)警但不切斷電源(不控制脫扣),既保證了用電安全又保證了供電的不間斷性。

測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器一般設(shè)置在第二級(jí)，監(jiān)測(cè)包括線纜在內(nèi)的低壓配電裝置中關(guān)鍵部位的溫度，采用接觸式布置法。當(dāng)被檢測(cè)對(duì)象為絕緣體時(shí)，宜將探測(cè)器的溫度傳感器直接設(shè)置在被探測(cè)對(duì)象的表面。當(dāng)被檢測(cè)對(duì)象為配電柜內(nèi)部的溫度變化時(shí)，宜靠近發(fā)熱部件，采用非接觸式布置。

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系

雖然主要目的都是為了防范火災(zāi)，但電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)還是有區(qū)別的?；馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)是對(duì)火災(zāi)初期的煙，溫的探測(cè)，通過(guò)消防報(bào)警和聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)把火滅在陰燃和初期階段；電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)電氣火災(zāi)的預(yù)警，在被監(jiān)控的電氣線路發(fā)生火災(zāi)之前，就能有效地檢測(cè)到異常情況，從而防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。

這兩個(gè)系統(tǒng)之間并不是彼此孤立的，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)完全可以成為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)。隨著建筑電氣系統(tǒng)的不斷完善與進(jìn)步，新產(chǎn)品的不斷推陳出新，電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)可以統(tǒng)一為一個(gè)大的報(bào)警系統(tǒng)，這樣既可以完善火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的功能，也可以減少工程的投資。

五、安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

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(guò)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(guó)得到廣泛地應(yīng)用。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)剩余電流、過(guò)電流、過(guò)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(cè)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。

2應(yīng)用場(chǎng)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(guó)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。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4系統(tǒng)功能

（1）監(jiān)控設(shè)備能接收多臺(tái)探測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)器之間發(fā)生通訊故障或探測(cè)器本身發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測(cè)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(kù)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。

5配置方案

應(yīng)用場(chǎng)合	型號(hào)	產(chǎn)品照片	功能
消防控制室	Acrel-6000/B		適用于1~4條通信總線*多可連接256個(gè)探測(cè)器，可適用于壁掛安裝的場(chǎng)所。
Acrel-6000/Q		適用于大型組網(wǎng)，壁掛式監(jiān)控主機(jī)數(shù)量較多且需集中查看的場(chǎng)所，主要監(jiān)測(cè)壁掛主機(jī)信息。
一、二級(jí) 低壓配電	ARCM200L-Z2		三相(I、U、kW、Kvar、kWh、Kvarh、Hz、cos中)，視在電能、四象限電能計(jì)量，單回路剩余電流監(jiān)測(cè)，4路溫度監(jiān)測(cè)，2路繼電器輸出，4路開(kāi)關(guān)量輸入，事件記錄，內(nèi)置時(shí)鐘，點(diǎn)陣式LCD顯示，2路獨(dú)立RS485/Modbus通訊
ARCM200L-J8	8路剩余電流監(jiān)測(cè)，2路繼電器輸出，4路開(kāi)關(guān)量輸入，事件記錄，內(nèi)置時(shí)鐘，點(diǎn)陣式LCD顯示，1路RS485/Modbus通訊
ARCM300-J1		1路剩余電流監(jiān)測(cè)，4路溫度監(jiān)測(cè)，1路繼電器輸出，事件記錄，LCD顯示，1路RS485/Modbus通訊
AAFD-□		檢測(cè)末端線路的故障電弧，485通訊，導(dǎo)軌式安裝。
ASCP200-□		短路限流保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、內(nèi)部超溫限流保護(hù)、過(guò)欠壓保護(hù)、漏電監(jiān)測(cè)、線纜溫度監(jiān)測(cè)，1路RS485通訊，1路GPRS或NB無(wú)線通訊，額定電流為0-40A可設(shè)。
	短路限流保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、內(nèi)部超溫限流保護(hù)、過(guò)欠壓保護(hù)、漏電監(jiān)測(cè)、線纜溫度監(jiān)測(cè)，1路RS485通訊，1路NB或4G無(wú)線通訊，額定電流為0-63A可設(shè)。
配套附件	AKH-0.66		測(cè)量型互感器，采集交流電流信號(hào)
AKH-0.66/L		剩余電流互感器，采集剩余電流信號(hào)
ARCM-NTC		溫度傳感器，采集線纜或配電箱體溫度

六、結(jié)束語(yǔ)

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是一種新技術(shù)、新產(chǎn)品，相對(duì)于傳統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在目前應(yīng)用得還不是很廣泛。但通過(guò)實(shí)際使用情況來(lái)看，它對(duì)電氣火災(zāi)有著高效的探測(cè)和報(bào)警功能。國(guó)家有關(guān)部門也在準(zhǔn)備把這一系統(tǒng)寫入GB50116火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范，使得在設(shè)計(jì)和使用這個(gè)系統(tǒng)時(shí)更加規(guī)范。

【參考文獻(xiàn)】

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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(cè).2022.05版

[5]李永生.民用建筑中的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

審核編輯 黃宇