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浅谈电气火灾监控系统的设计中的应用

发表时间：2021/8/9 来源：《探索科学》2021年6月作者：张涛

[导读] 电气火灾监控系统归属于前期预报警设备，根据配电线路火灾危险性分别设置不同的电气火灾探测器，实时监控系统电气设备路线的剩余电流、过线电流和溫度的出现异常情况，及时处理安全隐患

广东博意建筑设计院有限公司张涛

摘要：在建筑电气防火中，电气火灾监控系统的设计及其应用越来越受重视。电气火灾监控系统归属于前期预报警设备，根据配电线路火灾危险性分别设置不同的电气火灾探测器，实时监控系统电气设备路线的剩余电流、过线电流和溫度的出现异常情况，及时处理安全隐患。有效设定电气火灾监控器智能终端，能够合理检测供电系统路线及配电设备常见故障，便于妥善处理，防止电气火灾的产生。
关键词：火灾监控系统电气火灾检测报警
        1 引言
        火灾是世界各国人民所面临的一个共同的灾难性问题，它给人类社会造成不少的生命、财产的严重损失。严峻的现实证明，火灾是当今世界上多发性灾害中发生频率较高的一种灾害。据统计，电气原因引起的火灾在我国火灾中居于首位，电气设备过负荷、电气线路接头接触不良、电气线路短路等是电气引起火灾的直接原因。其间接原因是由于电气设备故障或电器设备设置使用不当所造成电。气火灾监控系统是消防报警的一个常见系统，特点在于漏电监控方面属于先期预报警系统。电气火灾监控系统是指当被保护线路中的被探测参数超过报警设定值时，能发出报警信号、控制信号并能指示报警部位的系统。让工作人员及时发现去检查并排除故障，有效的避免电气火灾的发生，保证人民生命财产安全。
        2 电气火灾监控系统的安装依据与设置位置
        依据《建筑设计防火规范》 GB 50016-2014 (2018版)第10.2.7条，下列建筑或场所的非消防用电负荷宜设置电气火灾监控系统：
        （1）建筑高度大于50m 的乙、丙类厂房和丙类仓库，室外消防用水量大于30L/s的厂房（仓库）；
        （2）一类高层民用建筑；
        （3）座位数超过1500 个的电影院、剧场，座位数超过3000 个的体育馆，任一层建筑面积大于 3000㎡的商店和展览建筑，省（市）级及以上的广播电视、电信和财贸金融建筑，室外消防用水量大于25L/s 的其他公共建筑；
        （4）国家级文物保护单位的重点砖木或木结构的古建筑。
        在电气火灾监控系统设计中，监测点的设置至关重要。如设计得不合理，误报率将很高。通常监测点的设置要考虑两个问题：一是配电回路的自然漏流对测量的影响和自然漏流波动对测量的影响；二是电气火灾易发生的部位。
        由于配电线路的分布电容与线路长短、线路容量、敷设方式与空气湿度等因素有关，考虑到自然漏流波动较大，为了减少系统误报，监测点的设置应符合相关条款中的规定。配电线路的温度监测点应与剩余电流式电气火灾探测器的监测点设置在相同部位。电缆与保护电器接驳处应设温度监测，温度监测采用直接接触方式，覆盖A、B、C、N四线。剩余电流式电气火灾监控系统监测点的设置应符合以下规定：
        （1）监测点保护开关延时脱扣器整定值为300A及以下时，宜设置在变电所低压配电?室或总配电室集中监测；监测点保护开关长延时脱扣器整定值为300A以上时，宜设置在楼层配电箱进线开关下端口检测。
        （2）当配电回路为封闭母线槽或预分支电缆时，宜在分支线路总开关下端口检测。
        （3）建筑物为低压进线时，宜在总开关下分支回路上检测。
        （4）国家级文物保护单位、砖木或木结构重点古建筑的电源进线的总开关。
        （5）电气火灾监控系统的剩余电流动作报警值宜为300mA。
        3 电气火灾监控系统的设计
        下面对于一个住宅小区电气的设计为例，浅谈电气火灾监控系统的设计：本系统主要设置于各楼层电力总配电箱（柜）进线处（二级）和电气火灾危险性大的场所。本系统主要设备有：剩余电流式电气火灾监控探测器、隔离器、电气火灾监控设备及电气火灾监控图形显示系统等构成。探测器检测配出供电线路的剩余电流，当剩余电流达到报警设定值时，通过总线将报警信息传送给电气火灾监控设备。探测器也可对配出供电线路的供电进行检测，并可将配出供电线路的供电状态信息传送给电气火灾监控设备。隔离器是保护系统总线正常工作的重要产品，当总线发生超过隔离器动作电流或总线短路故障时，隔离器动作切断短路故障所在的总线支路，从而保护系统其它部分正常运行。监控设备是电气火灾监控系统的核心，它主要为探测器总线通讯电路供电，能接收来自电气火灾监控探测器的报警信号，发出声、光报警信号和控制信号，指示报警部位，记录并保存报警信息的装置。电气火灾监控图形显示系统是采用大屏幕图形化显示整个供电线路供电状况、供电线路剩余电流数值、报警故障信息、历史事件记录等各种信息。
        主要功能：（1）检测探测保护供电线路的剩余电流，并将剩余电流实时的传送到电气火灾监控设备，当达到剩余电流报警设定值时报出超限报警并显示报警地址。（2）可查询并显示各探测器所保护的供电线路供电情况，当探测器检测到供电线路失电时，此异常信息传送到电气火灾监控设备。（3）当探测器故障、总线故障、电源故障等故障发生时，电气火灾监控设备报出故障并显示地址、故障类型。（4）探测器设有"试验"按钮，按"试验"按钮，可手动检测剩余电流探测器的性能。（5）探测器具有剩余电流报警输出切断供电线路供电功能。（6）可在线更改探测器编码地址和设置剩余电流报警值功能（7）可图形显示系统保护供电线路运行状态，具有报警记录功能，具有"黑匣子"功能。（8）联网功能，可配置RS485接口，组成电气火灾监控系统网络。
        设备设置位置：探测器、隔离器安装在低压开关柜和配电盘内，电气火灾监控设备、图形显示装置放置在首层的消防控制室。具体设计实例大致如下：

系统设置：在电气火灾监控系统设计时额定剩余电流报警设定值按照配出供电线路额定工作电流的千分之一来估算，一般一级保护500mA，二级保护300mA。探测器额定剩余电流报警设定值可从100 mA～1000 mA范围内现场设置，在实际工程调试时由于配出供电线路负荷、线路绝缘、运行环境不同，配出供电线路正常运行时的泄漏电流也不同，应根据配出供电线路实际测量的泄漏电流数值调整探测器额定剩余电流报警设定值，调整的结果不应小于探测保护配出供电线路正常运行时的泄漏电流最大值的2倍，并使之与探测保护配出供电线路相适宜。采用上下级分级保护并联动断路器切断供电线路电源时，一般上一级保护的额定剩余动作电流是下一级保护的额定剩余动作电流的2倍，上下级剩余电流动作保护装置的动作时间差不得小于0.2s。系统一般设计为只报警不切断电源，当需要探测器报警联动切断其保护的配出供电线路电源时，应选用带脱扣的断路器，并优先选用脱扣电压为AC220V的分励脱扣器。
电气火灾监控系统组网示意图如下：

4 结论和风险防范
综上所述，电气火灾监控系统是火灾自动报警系统中的重要组成部分。其主要功能是在火灾发生前，能对配电线路、变配电设备、重要用电设备的电流(以线路漏电电流为主)和温度变化进行检测，以及对隐患和故障部位的地址进行报警。为了使电气火灾监控系统能够正常运行，达到火灾前期及时预报警的目的，应严格按照国家相关标准执行，在性能设计和工程应用中必须严格把关，普及安全用电常识，避免出现不必要的问题，从而影响系统功能的稳定运行，造成火灾，毁坏物质财产，造成社会秩序的混乱，直接或间接危害生命，给人们的心灵造成极大的危害。
参考文献：
[1]《火灾自动报警系统设计规范》图示 14X505-1
[2]陈南,蒋慧灵. 电气防火及火灾监控. 中国人民公安大学出版社.2014
[3] 王建玉. 消防报警及联动控制系统的安装与维护. 机械工业出版社.2012
[4] 泰和安科技有限公司产品手册