淺談電氣火災監控系統在大學公寓中的應用

摘要：公寓做為人員高度密集場所，使用的電器種類繁多，一旦發生電氣火災事故，其嚴重性和危害性遠高于其它場所。文章對電氣火災監控系統在公寓電氣火災預防及報警方面的具體應用進行了詳細地介紹。

關鍵詞:公寓；電氣線路火災；電氣火災監控系統

     公寓是人員高度密集的場所，是休息、學習、生活的重要地方。公寓火災安全管理事關人身和財產安全，其安全狀況關系到正常的生活秩序，關系到社會的穩定。近年來，隨著社會的不斷發展、科學技術的快速進步、人們生活水平的逐步改善，公寓的用電狀況發生了巨大變化，公寓內使用的電器種類繁多，用電負荷劇增，造成電氣火災事故隱患增多，而公寓一旦發生電氣火災事故，其嚴重性和危害性遠高于其它場所。因此通過高科技手段對公寓電氣火災做到早期預警、預報，使電氣火災的預防達到有的放矢，做到防患于未然，具有重大的現實和社會意義。公寓電氣線路火災的主要形式有： 短路火災、過載火災、漏電火災、接觸不良火災、諧波火災等。 

1.1 系統特點的分析

      電氣火災監控系統是一種新型的以預防為特點的實時監控系統。傳統的電氣火災自動報警系統主要是在火災發生之后發出警告，有效的減少火災造成的損失，電氣火災監控系統能夠進行早期的預警，避免損失。因此，電氣火災監控系統的特點是作用于電氣火災發生前，探測配電系統的漏電電流、異常溫度等相關異常參數，當達到設定限值時發出報警，在電氣火災形成前排除隱患或切斷故障電路，可以顯著降低發生電氣火災的機率。 

1.2 電氣火災監控系統的基本組成 

      根據國家標準 GB14287-2014《電氣火災監控系統》以及相關規范《電氣火災監控系統的設計方法》，電氣火災監控系統中主要包含報警監控主機、剩余電流式電氣火災監控探測器、溫度探測器、傳感器等。其中，報警監控主機放置在消防監控中心或值班室內，剩余電流式電氣火災監控探測器和傳感器安裝在現場配電柜、箱內。剩余電流式電氣火災監控探測器主要是由監控探測器和剩余電流互感器兩個部分組成。測溫式電氣火災監控探測器主要是由監控探測器和測溫傳感器兩個部分組成。 

1.3 電氣火災監控系統的工作原理 

      電氣火災監控系統是基于監控探測器、運行于計算機的軟件 / 硬件系統，通過對配電回路的漏電電流、過電流、溫升等火災危險參數實施監控和管理，實現對火災的預防。在系統運行的過程中，其基本的原理是電氣設備中電流以及溫度等各種參數出現異常的變化時，終端探測器對相關的信息進行搜集然后傳輸到監控探測器，并且和報警的預設值進行對比，超出預設值就會發出預警限號，同時輸送到相應的監控設備中，進一步的進行識別和判斷，在確定火災可能發生時，監控主機會發出相應的報警信號， 點亮報警指示燈，發出報警印象，同時在屏幕上對火災信息進行全面的顯示。當必要時還能聯動切除被檢測到剩余電流超標或溫度異常的配電回路、同時也可以與火災自動報警系統或配電監控系統等進行數據交換和共享。相關的工作人員能夠根據顯示的信息及時通知專業人員進行現場的檢查和處理。 

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裝置主回路電流瞬時值的矢量和。剩余電流互感器是剩余電流式電氣火災監控探測器的基本模塊，當回路中的電流矢量和不為零時，互感器的二次側產生電流信號，對該電流信號進行采集處理后就可得到該回路中的實際剩余電流值，考慮電氣線路的不平衡   電流，線路和電氣設備正常的自然泄漏電流，因此實際電氣線路都存在正常的剩余電流，只有當檢測的剩余電流達到報警設定值時才報警。 

1.3.2 測溫式電氣火災監控探測器工作原理 

         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域，可以對現場的溫度進行連續測量，能夠有效的防止電線、電纜發熱導致的電氣火災。

2.1 確定公寓低壓配電系統的接地型式及電氣火災監控系統的保護分級 

      低壓配電系統的接地形式有 TN-S 型、TN-C 型、TNC-S 型、TT 型、IT 型。按照相關規范要求，在 TN-S 系統或局部 TN-C-S 系統及 TT 系統等場所對電氣火災監控系統進行安裝。

在對電氣火災監控系統的等級進行確定的過程中，需要結合公寓低電壓配電系統以及設備的具體情況進行選擇，通常采用的是兩級或者叁級保護。兩級保護中分為首端和末端兩種保護形式，三級保護中分為首端、中端以及末端保護。 

首端保護：通過首端保護能夠對低電壓配電系統中的進戶線路以及主配電設備等進行有效的保護。由電氣火災監控系統完成。 

中端保護：采取中端保護能夠對低電壓配電系統中的末端線路以及相關的設備進行保護。通常是利用電氣火災監控系統對漏電的電流以及溫度異常進行檢測。 

末端保護：通過末端保護能夠避免人身觸電事故的發生，對火災的防護進行有效的補充。在末端保護的過程中，通常使用無延時漏電斷路器，不受電氣火災監控系統的監控。 

一般情況下，在公寓對剩余電流式電氣火災監控系統探測器進行設置的過程中，需要堅持下面的原則，在新建公寓中應采用叁級保護，在低壓配電室的各饋出回路配置首端保護；樓層配電柜、區域配電柜等處配置中端保護；在終端配電箱處配置末端保護。 

2.2 分析配電系統圖確定監控探測器的安裝位置 

        供配電系統是電氣火災監控系統主要的監控對象，在對電氣火災監控系統進行設計時，應當立足于供配電系統圖。研究分析公寓低壓配電系統的相關圖紙，可以了解公寓供配電系統的具體供配電方式、回路數、各區域的用電性質和功率、各配電柜內主要斷路器的規格型號、電纜或銅排的截面尺寸及載流量等信息。因此，在對監控探測器進行安裝的過程中，需要對公寓電氣設備的情況進行詳細的了解和調查，對配電設備的位置進行確定，根據相應的需求在相應的設備上安裝監控探測器，并且對監控探測器的數量進行確定。 

2.3 電氣火災監控系統的信息檢測與傳感器安裝原則 

       在電氣火災監控系統進行信息監測的過程中，主要采取監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，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，L1、L2、L3、N 線需同時穿過，此后要求中性線不許再接地，保護 PE 線不得穿過剩余電流互感器。 

溫度檢測是對配電設備有異常發熱現象為基本原則進行檢測的，在對重要的配電箱、柜內部以及連接部位進行溫度監測時，應當采取測溫式電氣火災探測器。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。在對配電箱柜的內部的溫度進行監測時， 可以采取靠近發熱部件，使用非接觸式裝置。 

2.4 固有自然泄漏電流估算及協調配合分級設置報警值 

      在對電氣火災監控系統的預警值進行設置的過程中，需要對配電系統中設備的自然漏電電流進行考慮，同時，預警值設置時應當大于自然漏電的電流值。 被保護電氣線路和設備正常工作時的自然泄漏電流值，能夠根據經驗計算公式并參照線路和設備常用自然泄漏電流值基本確定下來，并以此數值為依據，初步設計報警電流值。最后確定實際的報警設定值還需要具體安裝調試時在現場進行數據實測檢驗。在測試的過程中，如果實際測量的漏電電流值比正常的自然漏電電流大很多，需要進行相應的檢查，是夠存在不規范化的施工或者設備的質量不合格等情況。 

公寓中應用電氣火災監控系統的過程中，應當重視對報警值進行設置，在剩余電流式電氣火災監控系統的報警值進行設置的過程中，需要對其設置范圍進行了解，按照國家相關的標準，報警值應當在設定值的 80% 到 100% 之間，因此，按照相關的要求，總進戶電源處的剩余電流報警值應當設置在 400 到 800mA，在分支線路電源饋出線路上剩余電流報警值應當在 100 到 400mA。在電氣火災監控系統探測器報警值設置的過程中，其大小應當小于電氣設備自然漏電電流的兩倍，大于 1000mA。在兩級或者多級的監測系統中，報警值具有更多的選擇性，上級探測器的報警值應當是下級探測器報警值設定值的 1.5 倍，并且不能大于 1000mA。

3.1概述

     Acre1-6000電氣火災監控系統，是根據國家現行規范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系統，已通過國家消防電子產品質量監督檢驗中心的消防電子產品試驗認證，并且均通過嚴格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產品在低壓配電系統中的安全正常運行，現均已批量生產并在全國得到廣泛地應用。該系統通過對剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監視，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余電流、溫度和故障電弧等超標的配電回路;并根據用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業微電網管理云平臺或火災自動報警系統等進行數據交換和共享。

3.2 應用場合

      適用于智能樓宇、醫院、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業、國家重點消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領域。

3.3 系統結構

 

3.4 系統功能

   1）監控設備能接收多臺探測器的剩余電流、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“復位"按鈕或觸摸屏的“復位"按鍵遠程對探測器實現復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動消除。

 

   2）當被監測回路報警時，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設備，當報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

   3）通訊故障報警：當監控設備與所接的任一臺探測器之間發生通訊故障或探測器本身發生故障時，監控畫面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，并發出故障報警聲音。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并顯示故障信息，可進入相應的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。

 

   4）當發生剩余電流、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在數據庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢方法。

3.5 配置方案

      

      隨著社會的發展，科技的進步，必然有越來越多的用電設備進入公寓使用，而公寓做為人員高度聚集場所，設置電氣火災監控系統是避免電氣火災的有效手段，是火災主動報警系統的預報警體系及有效的補充，可使電氣火災防患于未然，保障人身及財產安全，同時帶來較好的社會效益和經濟效益。

 

[1]欒迪.電氣火災監控系統在公寓中的應用.

[2]GB50116-2013. 《火災自動報警系統設計規范》[S]

[3]安科瑞消防應急照明和疏散指示系統/防火門監控系統/消防設備電源監控系統/電

氣火災監控系統選型手冊. 2022.05版

 

作者簡介：柏為為，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電