簡析電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在公寓中的應(yīng)用

張娟

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：公寓做為人員高度密集場所，使用的電器種類繁多，一旦發(fā)生電氣火災(zāi)事故，其嚴(yán)重性和危害性遠(yuǎn)高于其它場所。文章對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在公寓電氣火災(zāi)預(yù)防及報(bào)警方面的具體應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)地介紹。
關(guān)鍵詞：公寓；電氣線路火災(zāi)；電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)
O前言
       公寓是人員高度密集的場所，是休息、學(xué)習(xí)、生活的重要地方。公寓火災(zāi)管理事關(guān)人身和財(cái)產(chǎn)，其狀況關(guān)系到正常的生活秩序，關(guān)系到社會的穩(wěn)定。近年來，隨著社會的不斷發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步、人們生活水平的逐步改善，公寓的用電狀況發(fā)生了巨大變化，公寓內(nèi)使用的電器種類繁多，用電負(fù)荷劇增，造成電氣火災(zāi)事故隱患增多，而公寓一旦發(fā)生電氣火災(zāi)事故，其嚴(yán)重性和危害性遠(yuǎn)高于其它場所。因此通過高科技手段對公寓電氣火災(zāi)做到早期預(yù)警、預(yù)報(bào)，使電氣火災(zāi)的預(yù)防達(dá)到有的放矢，做到防患于未然，具有重大的現(xiàn)實(shí)和社會意義。
公寓電氣線路火災(zāi)的主要形式有：短路火災(zāi)、過載火災(zāi)、漏電火災(zāi)、接觸**火災(zāi)、諧波火災(zāi)等。
1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)介紹
1.1系統(tǒng)特點(diǎn)的分析
       電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是一種新型的以預(yù)防為特點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。傳統(tǒng)的電氣火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)主要是在火災(zāi)發(fā)生之后發(fā)出警告，的減少火災(zāi)造成的損失，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能夠進(jìn)行早期的預(yù)警，避免損失。因此，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)是作用于電氣火災(zāi)發(fā)生前，探測配電系統(tǒng)的漏電電流、異常溫度等相關(guān)異常參數(shù)，當(dāng)達(dá)到設(shè)定限值時(shí)發(fā)出報(bào)警，在電氣火災(zāi)形成前排除隱患或切斷故障電路，可以顯著降低發(fā)生電氣火災(zāi)的機(jī)率。
1.2電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成
       根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB14287-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》以及相關(guān)規(guī)范《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法》，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中主要包含報(bào)警監(jiān)控主機(jī)、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器、溫度探測器、傳感器等。其中，報(bào)警監(jiān)控主機(jī)放置在消防監(jiān)控或值班室內(nèi)，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器和傳感器安裝在現(xiàn)場配電柜、箱內(nèi)。剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器主要是由監(jiān)控探測器和剩余電流互感器兩個(gè)部分組成。測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器主要是由監(jiān)控探測器和測溫傳感器兩個(gè)部分組成。
1.3電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理
        電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是基于監(jiān)控探測器、運(yùn)行于計(jì)算機(jī)的軟件/硬件系統(tǒng)，通過對配電回路的漏電電流、過電流、溫升等火災(zāi)危險(xiǎn)參數(shù)實(shí)施監(jiān)控和管理，實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)的預(yù)防。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，其基本的原理是電氣設(shè)備中電流以及溫度等各種參數(shù)出現(xiàn)異常的變化時(shí)，終端探測器對相關(guān)的信息進(jìn)行搜集然后傳輸?shù)奖O(jiān)控探測器，并且和報(bào)警的預(yù)設(shè)值進(jìn)行對比，超出預(yù)設(shè)值就會發(fā)出預(yù)警限號，同時(shí)輸送到相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備中，進(jìn)一步的進(jìn)行識別和判斷，在確定火災(zāi)可能發(fā)生時(shí)，監(jiān)控主機(jī)會發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號，點(diǎn)亮報(bào)警指示燈，發(fā)出報(bào)警印象，同時(shí)在屏幕上對火災(zāi)信息進(jìn)行的顯示。當(dāng)必要時(shí)還能聯(lián)動切除被檢測到剩余電流超標(biāo)或溫度異常的配電回路、同時(shí)也可以與火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)或配電監(jiān)控系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。相關(guān)的工作人員能夠根據(jù)顯示的信息及時(shí)通知人員進(jìn)行現(xiàn)場的檢查和處理。
1.3.1剩余電流互感器工作原理
       剩余電流是指流過剩余電流動作保護(hù)裝置主回路電流瞬時(shí)值的矢量和。剩余電流互感器是剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的基本模塊，當(dāng)回路中的電流矢量和不為零時(shí)，互感器的二次側(cè)產(chǎn)生電流信號，對該電流信號進(jìn)行采集處理后就可得到該回路中的實(shí)際剩余電流值，考慮電氣線路的不平衡電流，線路和電氣設(shè)備正常的自然泄漏電流，因此實(shí)際電氣線路都存在正常的剩余電流，只有當(dāng)檢測的剩余電流達(dá)到報(bào)警設(shè)定值時(shí)才報(bào)警。
1.3.2測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器工作原理
       鉑電阻溫度傳感器是利用金屬鉑在溫度變化時(shí)自身電阻值也隨之改變的特性來測量溫度的，適用于各種狹小空間高精度測溫領(lǐng)域，可以對現(xiàn)場的溫度進(jìn)行連續(xù)測量，能夠的防止電線、電纜發(fā)熱導(dǎo)致的電氣火災(zāi)。
2電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在公寓應(yīng)用中的注意事項(xiàng)
2.1確定公寓低壓配電系統(tǒng)的接地型式及電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的保護(hù)分級
       低壓配電系統(tǒng)的接地形式有TN-S型、TN-C型、TNC-S型、TT型、IT型。按照相關(guān)規(guī)范要求，在TN-S系統(tǒng)或局部TN-C-S系統(tǒng)及TT系統(tǒng)等場所對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行安裝。
       在對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的等級進(jìn)行確定的過程中，需要結(jié)合公寓低電壓配電系統(tǒng)以及設(shè)備的具體情況進(jìn)行選擇，通常采用的是兩級或者叁級保護(hù)。兩級保護(hù)中分為首端和末端兩種保護(hù)形式，三級保護(hù)中分為首端、中端以及末端保護(hù)。
      首端保護(hù)：通過首端保護(hù)能夠?qū)Φ碗妷号潆娤到y(tǒng)中的進(jìn)戶線路以及主配電設(shè)備等進(jìn)行的保護(hù)。由電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)完成。
       中端保護(hù)：采取中端保護(hù)能夠?qū)Φ碗妷号潆娤到y(tǒng)中的末端線路以及相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。通常是利用電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)對漏電的電流以及溫度異常進(jìn)行檢測。
       末端保護(hù)：通過末端保護(hù)能夠避免人身觸電事故的發(fā)生，對火災(zāi)的防護(hù)進(jìn)行的補(bǔ)充。在末端保護(hù)的過程中，通常使用無延時(shí)漏電斷路器，不受電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控。
       一般情況下，在公寓對剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)探測器進(jìn)行設(shè)置的過程中，需要堅(jiān)持下面的原則，在新建公寓中應(yīng)采用叁級保護(hù)，在低壓配電室的各饋出回路配置首端保護(hù)；樓層配電柜、區(qū)域配電柜等處配置中端保護(hù)；在終端配電箱處配置末端保護(hù)。
2.2分析配電系統(tǒng)圖確定監(jiān)控探測器的安裝位置
       供配電系統(tǒng)是電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要的監(jiān)控對象，在對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)立足于供配電系統(tǒng)圖。研究分析公寓低壓配電系統(tǒng)的相關(guān)圖紙，可以了解公寓供配電系統(tǒng)的具體供配電方式、回路數(shù)、各區(qū)域的用電性質(zhì)和功率、各配電柜內(nèi)主要斷路器的規(guī)格型號、電纜或銅排的截面尺寸及載流量等信息。因此，在對監(jiān)控探測器進(jìn)行安裝的過程中，需要對公寓電氣設(shè)備的情況進(jìn)行詳細(xì)的了解和調(diào)查，對配電設(shè)備的位置進(jìn)行確定，根據(jù)相應(yīng)的需求在相應(yīng)的設(shè)備上安裝監(jiān)控探測器，并且對監(jiān)控探測器的數(shù)量進(jìn)行確定。
2.3電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的信息檢測與傳感器安裝原則
       在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行信息監(jiān)測的過程中，主要采取監(jiān)測漏電電流和檢測溫度兩種方式。
線路漏電電流的檢測對于交流單相供電系統(tǒng)，只要兩根電源線L、N穿過剩余電流互感器即可，對于交流三相供電系統(tǒng)，L1、L2、L3、N線需同時(shí)穿過，此后要求中性線不允許再接地，保護(hù)PE線不得穿過剩余電流互感器。
        溫度檢測是對配電設(shè)備有異常發(fā)熱現(xiàn)象為基本原則進(jìn)行檢測的，在對重要的配電箱、柜內(nèi)部以及連接部位進(jìn)行溫度監(jiān)測時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取測溫式電氣火災(zāi)探測器。如果被檢測的對象是絕緣體，可以采用接觸式措施，將探測器放置在被測對象的表面。在對配電箱柜的內(nèi)部的溫度進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，可以采取靠近發(fā)熱部件，使用非接觸式裝置。
2.4固有自然泄漏電流估算及協(xié)調(diào)配合分級設(shè)置報(bào)警值
       在對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的預(yù)警值進(jìn)行設(shè)置的過程中，需要對配電系統(tǒng)中設(shè)備的自然漏電電流進(jìn)行考慮，同時(shí)，預(yù)警值設(shè)置時(shí)應(yīng)當(dāng)大于自然漏電的電流值。被保護(hù)電氣線路和設(shè)備正常工作時(shí)的自然泄漏電流值，能夠根據(jù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式并參照線路和設(shè)備常用自然泄漏電流值基本確定下來，并以此數(shù)值為依據(jù)，初步設(shè)計(jì)報(bào)警電流值。確定實(shí)際的報(bào)警設(shè)定值，還需要具體安裝調(diào)試時(shí)在現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)測檢驗(yàn)。在測試的過程中，如果實(shí)際測量的漏電電流值比正常的自然漏電電流大很多，需要進(jìn)行相應(yīng)的檢查，是夠存在不規(guī)范化的施工或者設(shè)備的質(zhì)量不合格等情況。
       公寓中應(yīng)用電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，應(yīng)當(dāng)重視對報(bào)警值進(jìn)行設(shè)置，在剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)警值進(jìn)行設(shè)置的過程中，需要對其設(shè)置范圍進(jìn)行了解，按照國家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，報(bào)警值應(yīng)當(dāng)在設(shè)定值的百分之80到百分之100之間，因此，按照相關(guān)的要求，總進(jìn)戶電源處的剩余電流報(bào)警值應(yīng)當(dāng)設(shè)置在400到800mA，在分支線路電源饋出線路上剩余電流報(bào)警值應(yīng)當(dāng)在100到400mA。在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)探測器報(bào)警值設(shè)置的過程中，其大小應(yīng)當(dāng)小于電氣設(shè)備自然漏電電流的兩倍，大于1000mA。在兩級或者多級的監(jiān)測系統(tǒng)中，報(bào)警值具有更多的選擇性，上級探測器的報(bào)警值應(yīng)當(dāng)是下級探測器報(bào)警值設(shè)定值的1.5倍，并且不能大于1000mA。
3安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控云系統(tǒng)架構(gòu)和硬件選型
       安科瑞電氣推出的電氣火災(zāi)監(jiān)控云系統(tǒng)采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器和電氣火災(zāi)探測器、故障電弧探測器和電氣防火限流式保護(hù)器，對引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線溫度、電流、剩余電流、故障電弧等）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時(shí)推送給學(xué)校管理人員，指導(dǎo)學(xué)校實(shí)現(xiàn)時(shí)間的排查和治理，達(dá)到潛在電氣火災(zāi)隱患，實(shí)現(xiàn)“防患于未然”的目的。
       用戶可以利用PC、手機(jī)、平板電腦等多種終端實(shí)現(xiàn)對平臺的訪問，查詢包括系統(tǒng)信息、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)記錄等在內(nèi)的各種信息，使用方便。利用該系統(tǒng)為用戶提供的低成本服務(wù)，能有提升企業(yè)的消防管理和電氣設(shè)備水平，防范重大惡性火災(zāi)財(cái)產(chǎn)損失、尤其是重大惡性人員傷亡責(zé)任的發(fā)生。
本系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖所示：

3.1硬件配置：
平臺服務(wù)器：建議按照我方提供配置標(biāo)準(zhǔn)購買，或者客戶自己租用阿里云資源。
推薦硬件配置：（如申請阿里云可忽略）

現(xiàn)場硬件配置

方案一：100A以下回路，開口式互感器

方案二：100A以下回路，普通互感器，會增加施工量

方案三：100A以下回路，普通電流互感器，探測器和無線模塊分開，可適用多回路

配置針對1個(gè)回路，剩余電流互感器根據(jù)現(xiàn)場回路電流大小選擇。
3.2運(yùn)行條件:
1） 瀏覽器運(yùn)行設(shè)備：
臺以上版本）。
2） 瀏覽器端運(yùn)行環(huán)境：
Windows系統(tǒng)下使用谷歌、火狐、360（速模式）等瀏覽器訪問。
3.3主要技術(shù)指標(biāo):
數(shù)據(jù)上傳頻率：2分鐘
通信方式：RS485、2G/3G/4G
并發(fā)訪問量：>=10000
歷史數(shù)據(jù)存儲：>=3年
4結(jié)束語
      總之，電氣火災(zāi)會帶來嚴(yán)重的損失與影響，因此對于電廠而言，在實(shí)際開展生產(chǎn)活動的過程中，在實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)這一目標(biāo)下，結(jié)合電氣火災(zāi)發(fā)生的原因，落實(shí)的防范措施。需要分別針對短路、過載、接地以及接觸**等故障來落實(shí)相應(yīng)的防范措施，并借助多重防護(hù)手段來規(guī)避電氣火災(zāi)問題的出現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]GB50116-2013.《火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》[S]
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[3]GB14287.2-2014.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)第2部分：剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器[S]
[4]欒迪.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在公寓中的應(yīng)用.[J].2020.06版.
[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.[J].2020.06版.

作者簡介：
張娟，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)殡姎饣馂?zāi)的現(xiàn)狀問題和防控對策。