關鍵技術在電氣火災監控係統中的作用與應用

摘要：在開展建築防火工作時，為(wei) 充分發揮電氣火災監控係統的運行優(you) 勢與(yu) 作用，應靈活運用相關(guan) 探測器技術，如剩餘(yu) 電流式、測溫式、故障電弧等。為(wei) 實現電氣火災監控係統運行的預期目標，在係統設計時，可突出以下設計要點，如組成方式設計、探測器位置設計、主機位置設計、報警閾值設計、監控係統的運行等。

關(guan) 鍵詞：電氣火災監控係統；實際應用；關(guan) 鍵技術；係統設計

0 引言

為(wei) 築牢建築工程運行安全基石，有效規避電氣火災事故，要高度重視建築防火工作。在開展建築消防預警工作時，應當積極推動電氣火災監控係統建構，契合建築防火工作要求，選擇相適宜的探測器技術，打造安全可靠的建築電氣火災監控預警係統，對電氣火災險情與(yu) 隱患進行主動識別，及時發出相關(guan) 預警，*一時間對其進行有效處置。

1 電氣火災監控係統中的關(guan) 鍵技術

1.1 剩餘(yu) 電流式探測器技術

剩餘(yu) 電流主要是指低壓配電線路中電流的矢量和不為(wei) 零的電流。在電氣設備出現了電氣事故的瞬間，電流將從(cong) 帶電體(ti) 或人體(ti) 傳(chuan) 導至大地，此時配電線路進出電流會(hui) 出現差值，而瞬間電流的矢量和，即漏電電流。一般情況下，建築電氣係統中出現剩餘(yu) 電流，主要有以下幾種原因：建築工程電氣施工作業(ye) 時，主體(ti) 預埋電管沒有對內(nei) 壁毛刺進行有效清除，從(cong) 而導致管內(nei) 穿線刮傷(shang) 了線纜外皮，增加了漏電風險；管線使用時間太久，在管線老化後，出現漏電情況；用戶隨意增加負荷，從(cong) 而導致線纜長期負荷過熱，加速了線纜老化，在線纜失效後出現漏電情況。

電氣火災監控係統運行時，可基於(yu) 剩餘(yu) 電流互感器，對配電線路中的剩餘(yu) 電流進行監測，從(cong) 而判斷配電設備的電氣事故。圖1為(wei) 剩餘(yu) 電流式探測器的技術運行原理。

在電氣係統配電回路主開關(guan) 閉合時，配電回路中的A、B、C三相線路中對應的Ia、Ｉb、Ｉc電流以及中性N的In電流，將穿過剩餘(yu) 電流互感器的鐵芯線圈。當電氣線路處於(yu) 正常運行狀態時，Ia、Ｉb、Ｉc矢量和為(wei) 0，此時毫安電流表無法檢測出電流Ｉd。

圖1 剩餘(yu) 電流式探測器的監測原理

若配電回路中出現電氣故障，出現了漏電情況，此時交流毫安表檢測出的電流矢量和將不再是0，而剩餘(yu) 電流互感器也會(hui) 感應到相應的漏電電流。通過對檢測值與(yu) 標準值進行比較，工作人員可以判讀出電氣設備的運行情況。若兩(liang) 者出現一定偏差，剩餘(yu) 電流式探測器會(hui) 發出相應的預警信號，並快速切斷故障線路，避免對電氣設備造成更為(wei) 嚴(yan) 重的影響，等待檢修人員排除電氣設備的運行安全隱患。

為(wei) 充分發揮剩餘(yu) 電流式探測器技術的應用優(you) 勢，技術人員在設計探測器的布點與(yu) 安裝方案時，應當基於(yu) 《剩餘(yu) 電流動作保護裝置安裝和運行》中的相關(guan) 規定，以保證施工設計方案的嚴(yan) 謹性與(yu) 可行性。為(wei) 保證剩餘(yu) 電流保護裝置能夠發揮出*大應用優(you) 勢與(yu) 作用，設計人員要須預先設定保護動作值、響應時間、作用區域等，從(cong) 而有效控製停電影響範圍，避免影響到更多用戶的正常用電。為(wei) 保證探測器布點的科學性與(yu) 合理性，要深入了解建築工程係統圖、平麵圖、電氣分布情況、配電箱與(yu) 配電櫃的排布情況，從(cong) 而對設計方案進行合理優(you) 化和完善。

1.2 測溫式探測器技術

電氣設備過熱是電氣火災事故發生的一大原因。為(wei) 此，在建築防火時，應當合理運用測溫式探測器技術，對電氣設備過熱故障進行主動預防。通過對常用測溫式探測器技術應用進行分析可知，主要有點式測溫、線式測溫、麵式測溫等。

在實際應用測溫式探測器時，*點要對以下相關(guan) 電氣設備，如配電櫃、配電箱、配電線路等開展過熱監測。一旦相關(guan) 電氣設備的溫度超出設定閾值，係統則會(hui) 發出預警，從(cong) 而實現對電氣火災事故的有效防範。鑒於(yu) 該技術應用的特殊性，探測器運行時，隻能針對特定區域電氣設備進行監測。

工作人員在應用點式測溫探測器技術時，為(wei) 充分發揮該技術的應用優(you) 勢，可在*級或二級配電櫃、配電箱內(nei) 部的配電設備處進行安裝，從(cong) 而對相關(guan) 電氣設備運行情況進行監測。部分設計人員將其設置於(yu) 配電箱或配電櫃的頂端，對整體(ti) 的溫度變化進行監測；若部分電氣線路容易出現過熱故障，可針對電氣線路配置探測器，以保證溫度式探測器監測工作開展的有效性。

在應用線式測溫探測器時，鑒於(yu) 該類探測器運行的特性，工作人員應主要將其設置在地下電纜、豎井、橋架等位置，從(cong) 而實現對敷設線纜的運行溫度進行監測，及時發現線纜過熱故障，並采取有效的解決(jue) 措施。

工作人員若選擇麵式溫度探測器，則主要是基於(yu) 紅外測溫技術支持，從(cong) 而了解目標物體(ti) 對外產(chan) 生的輻射紅外能量，*準可靠測定物體(ti) 溫度。紅外熱像儀(yi) 實際運行時，其主要是由多個(ge) 紅外探測傳(chuan) 感器組成，該類探測器的性能相對較高，但成本也比較高。在建築防火安全等級較高場所，可運用該種溫度探測器技術。

1.3 故障電弧式探測器技術

圖2為(wei) 故障電弧式探測器。在建築電氣設備運行過程中，設備的接觸不良、短路等問題會(hui) 誘發電氣火災事故。多數短路故障可借助配電係統的繼電保護係統進行解決(jue) ，但部分短路故障會(hui) 產(chan) 生故障電弧，從(cong) 而增加電氣火災發生率。

圖2 故障電弧探測器

在實際安裝建築電氣設備時，由於(yu) 出現短路故障電弧的線路阻抗，對短路電流產(chan) 生一定限製，使斷路器不能達到預定的動作條件，影響繼電保護係統的正常運行。通過對該種故障進行分析可知，其故障危害性相對較大，因為(wei) 在故障電弧的影響下，可能使配電線路的絕緣物質發生碳化、起火情況，並在局部快速燃燒，引發嚴(yan) 重的電氣火災事故。

通過科學合理配置故障電弧探測器，可以對短路故障電弧進行有效監測預警。工作人員可將故障電弧探測器接入電氣火災監控係統，從(cong) 而對電壓、電流、故障電弧等相關(guan) 數據進行匯總分析，一旦監測值超出設定閾值，會(hui) 發出預警信息，由專(zhuan) 業(ye) 工作人員排除隱患，保證電氣設備線路運行的安全性與(yu) 可靠性。由此可見，在監控建築電氣火災時，靈活運用故障電弧探測器技術，可彌補監控係統的運行不足，提升電氣火災預警工作的整體(ti) 效能 。

2 建築電氣火災監控係統的設計方案

2.1 組成方式設計

（1）可根據不同項目的負荷特點，對多種電氣火災探測器進行組合。當照明負荷係統運行時，為(wei) 完成相應的電氣火災監控，可以采取測溫式探測器與(yu) 故障探測器相結合的方式，而當動力負荷係統運行時，則可以采取測溫式探測器與(yu) 剩餘(yu) 電流探測器進行結合的方式。

（2）若電氣火災監控點數不超過八個(ge) 小時，可不用設計相應的主機。技術人員可采取獨立式監控器，將其接入到監控係統，從(cong) 而完成對目標電氣設備的監控。

（3）在對回路中的溫度與(yu) 故障電弧進行監測時，可將故障電弧探測器、測溫式探測器、監控器、係統主機進行有機結合。

（4）在對建築電氣係統回路中的剩餘(yu) 電流與(yu) 溫度開展監測時，可將測溫式探測器、剩餘(yu) 電流式探測器、監控器、 係統主機等進行集成。

2.2 探測器位置設計

為(wei) 使相關(guan) 探測器發揮出一定的應用優(you) 勢與(yu) 價(jia) 值，應對探測器的位置進行合理控製。在設計探測器位置時，應當進行綜合考慮，以保證火災監控係統可發揮出應有的作用。如將探測器安裝在配電室的低壓櫃出線相關(guan) 位置，確保成本*低。但是該種監控方式隻能對漏電故障

進行監測，並無法預測出高溫故障，不能實現對電氣火災隱患的*麵監控。

若將相關(guan) 探測器安裝在樓層的配電箱位置，可以*準定位出具體(ti) 樓層的漏洞故障與(yu) 高溫隱患，但該種技術方案無法檢測出具體(ti) 支路故障，不能明確配電室到豎井間哪個(ge) 區域出現了漏電故障。

若將探測器安裝在配電箱，能夠*準診斷出回路中的漏電故障，並對高溫隱患進行預警，但是該種方式仍舊無法判斷出配電室到豎井間哪個(ge) 區域出現了漏電故障。

若在末端配電箱、配電室低壓櫃出線、樓層配電箱等不同位置均安裝探測器，則可以形成分級保護效果，但是電氣火災監控係統的整體(ti) 建設運行成本相對較高。為(wei) 兼顧可靠性與(yu) 經濟性，在實際設計建築電氣火災監控係統的探測器位置時，設計人員可根據建築電氣設備運行實際情況，對不同的安裝方案進行組合，從(cong) 而達到預期的火災監控效果。

2.3 主機位置設計

建築電氣火災監控係統屬於(yu) 火警係統的重要組成部分之一。為(wei) 此，在設計監控係統主機位置時，可以將其安裝在消防控製室內(nei) 。因為(wei) 消防控製室二十四小時有人值班，可*一時間發現報警信息，並采取對應解決(jue) 措施，避免出現嚴(yan) 重的電氣火災事故。與(yu) 此同時，技術人員在設計主機位置時，應當選擇合適的合作廠家，采購配套的電氣監控係統組成設備，如傳(chuan) 感器、探測器等，保證相關(guan) 設備按照相同的技術規程運行，為(wei) 後續電氣火災監控係統運行提供有力支持。

2.4 報警閾值設計

為(wei) 使建築電氣火災監控係統發揮出一定的運行成效，要科學合理設計係統報警閾值。一般情況下，在設計係統回路中的剩餘(yu) 電流動作報警閾值時，可設置為(wei) 300毫安，而設計溫度報警閾值時，可根據電纜的*高耐溫性能，設定為(wei) *高溫度的70％—80％之間。

2.5 監控係統運行

建築電氣火災監控係統實際運行時，可完成可視化監控管理與(yu) 集中管理。通過對建築物內(nei) 部的監控器、探測器數據進行采集分析，從(cong) 而實現遙控、遙測操作，保證電氣設備運行的安全性與(yu) 可靠性。一旦建築物現場配電線路的相關(guan) 指標達到預警閾值，係統則會(hui) 發出相關(guan) 預警信號，並在主機報警界麵顯示出具體(ti) 的報警位置，便於(yu) 工作人員采取有效的解決(jue) 措施，排除電氣火災隱患，提升建築物運行的整體(ti) 安全係數。

3 安科瑞電氣火災監控係統

3.1 概述

Acre1-6000電氣火災監控係統，是根據國家現行規範標準由安科瑞電氣股份有限公司研發的全數字化獨立運行的係統，已通過國家消防電子產(chan) 品質量監督檢驗中心的消防電子產(chan) 品試驗認證，並且均通過嚴(yan) 格的EMC電磁兼容試驗，保證了該係列產(chan) 品在低壓配電係統中的安全正常運行，現均已批量生產(chan) 並在全國得到廣泛地應用。該係統通過對剩餘(yu) 電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與(yu) 監視，實現對電氣火災的早期預防和報警，當必要時還能聯動切除被檢測到剩餘(yu) 電流、溫度和故障電弧等超標的配電回路;並根據用戶的需求，還可以滿足與(yu) AcreIEMS企業(ye) 微電網管理雲(yun) 平台或火災自動報警係統等進行數據交換和共享。

3.2 應用場合

適用於(yu) 智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(ye) 、國家*點消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領域。

3.3 係統結構

3.4 係統功能

監控設備能接收多台探測器的剩餘(yu) 電流、溫度信息，報警時發出聲、光報警信號，同時設備上紅色“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，直至按設備的“複位"按鈕或觸摸屏的“複位"按鍵遠程對探測器實現複位。對於(yu) 聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動消除。

當被監測回路報警時，控製輸出繼電器閉合，用於(yu) 控製被保護電路或其他設備，當報警消除後，控製輸出繼電器釋放。

通訊故障報警：當監控設備與(yu) 所接的任一台探測器之間發生通訊故障或探測器本身發生故障時，監控畫麵中相應的探測器顯示故障提示，同時設備上的黃色“故障"指示燈亮，並發出故障報警聲音。電源故障報警：當主電源或備用電源發生故障時，監控設備也發出聲光報警信號並顯示故障信息，可進入相應的界麵查看詳細信息並可解除報警聲響。

當發生剩餘(yu) 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(chu) 在數據庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。曆史數據提供多種便捷、快速的查詢方法。

3.5 配置方案

4 結束語

綜上所述，以建築防火工作為(wei) 例，*點闡述了建築電氣火災監控係統包含的核心技術以及係統設計的主要步驟，旨在說明建築電氣火災監控係統建構的迫切性與(yu) 必要性。在現代建築物運行過程中，由於(yu) 電氣設備紛繁複雜、種類多樣，使電氣火災隱患增加。為(wei) 保證建築物的整體(ti) 安全，要充分發揮電氣火災監控係統的運行價(jia) 值，實現科學預警，從(cong) 而主動排除並解決(jue) 電氣設備運行的安全隱患。

安科瑞侯文莉