王晶晶

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

 

摘要：我國電氣用量正在呈現(xiàn)逐年迅猛上升的趨勢(shì)，而引發(fā)的火災(zāi)比例也在攀升。由電氣引發(fā)的火災(zāi)占到總火災(zāi)數(shù)額的百分之30左右。在重大的火災(zāi)中，由電氣引發(fā)的火災(zāi)占到總體比例的1/2。多為商場(chǎng)，辦公樓，工廠等建筑。因此，在建筑中設(shè)計(jì)及應(yīng)用火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是非常有必要的。

關(guān)鍵詞：電氣火災(zāi)；電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；建筑應(yīng)用

0引言

      近年來隨著城市化的建設(shè)發(fā)展，集中式的建筑管理逐步成為發(fā)展趨勢(shì)，大范圍的集中用電，對(duì)于電路系統(tǒng)造成一定的負(fù)荷，從而容易引發(fā)電氣火災(zāi)，造成非常嚴(yán)重的后果。因此，我們有必要對(duì)于當(dāng)前建筑中電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及安裝存在的問題進(jìn)行分析，從而優(yōu)化火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少火災(zāi)事故的發(fā)生。

1建筑火災(zāi)原因分析

1.1超負(fù)荷短路

      發(fā)生電氣火災(zāi)的主要原因之一就是電量負(fù)荷超載，造成元件短路，從而引發(fā)電火花，導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。發(fā)生過載的原因有以下幾個(gè)方面，其一，在設(shè)計(jì)及安裝的過程中，由于選購的產(chǎn)品不合格或者型號(hào)不對(duì)應(yīng)，導(dǎo)致其本身可以承載的電流容量與需要的電量不對(duì)應(yīng)，一旦集中或大范圍電流流通時(shí)就會(huì)出現(xiàn)過載情況，使元件受到損害。其二，電路或者設(shè)備導(dǎo)線在安裝的過程中，沒有嚴(yán)格按照指/定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，導(dǎo)致負(fù)荷超載。其三，沒有及時(shí)進(jìn)行日常檢修或維護(hù)，元件老化而使之發(fā)生短路，從而進(jìn)一步地引發(fā)火災(zāi)問題。

1.2漏電

      漏電現(xiàn)象，是導(dǎo)致很嚴(yán)重的電氣火災(zāi)產(chǎn)生原因。一般而言，主要有以下幾個(gè)方面。其一，在選用設(shè)備過程中，質(zhì)量不合格，使其負(fù)載能力有限。或其表面的質(zhì)量，由于過熱或集中使用出現(xiàn)磨損，也會(huì)使其出現(xiàn)漏電現(xiàn)象。這種情況下一般會(huì)直接引發(fā)火花或者電弧，火花過大就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的損壞，發(fā)生火災(zāi)。其二，由于設(shè)計(jì)時(shí)沒有將引線按照規(guī)定進(jìn)行安裝，導(dǎo)致其相互之間交互摩擦，產(chǎn)生過多的熱量，終造成其元件表面出現(xiàn)磨損，在運(yùn)行過程中發(fā)生漏電現(xiàn)象。

1.3元件故障

      元件故障也是導(dǎo)致電氣火災(zāi)發(fā)生的主要原因之一。其一，在日常生活中，不太關(guān)注電器元件是否穩(wěn)定。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，依舊正常供電會(huì)容易造成線路故障，長時(shí)間運(yùn)行之后會(huì)產(chǎn)生接觸，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行不暢。其二，元件本身存在的質(zhì)量問題，導(dǎo)致電流在接觸的過程中，容易出現(xiàn)電弧，火花等，一旦遭受較大的電流感應(yīng)就會(huì)容易造成設(shè)備發(fā)熱損壞，有可能直接引起火災(zāi)。

2設(shè)計(jì)安裝存問題

      在實(shí)際監(jiān)控系統(tǒng)安裝時(shí)，我們也經(jīng)常發(fā)現(xiàn)存在各種問題，從其根本分析主要存在以下幾個(gè)方面的原因。

2.1探測(cè)器安裝問題

      探測(cè)器是監(jiān)控系統(tǒng)中重要的組成部分，主要對(duì)于異常電流起到探測(cè)作用，具有關(guān)鍵性的價(jià)值。在實(shí)際設(shè)計(jì)以及后續(xù)安裝過程中，我們發(fā)現(xiàn)探測(cè)器往往會(huì)由于位置選用不當(dāng)，沒有按照指/定規(guī)范等，造成其在實(shí)際使用時(shí)效果不理想。

2.2設(shè)置問題

      在設(shè)計(jì)及安裝過程中，將其裝置的電流值設(shè)置合理是保證相關(guān)設(shè)備能夠及時(shí)反應(yīng)，從而控制火災(zāi)發(fā)生或在出現(xiàn)時(shí)調(diào)控狀態(tài)的重要保障。因此，對(duì)于剩余電流漏電值的設(shè)置非常重要。假設(shè)每個(gè)照明點(diǎn)泄漏的電流值是0.5毫安，獨(dú)棟建筑一共有一百個(gè)照明點(diǎn)，那么其泄漏總體的電流值應(yīng)該在50毫安左右。該建筑的電柜剩余電流探測(cè)值應(yīng)該是其一倍左右，一百毫安為合理。但是一旦發(fā)現(xiàn)實(shí)際估值比理論值更大，就要對(duì)安裝的設(shè)施進(jìn)行檢查，修整施工錯(cuò)誤，使其總體的泄漏電流值保持一定的平衡及穩(wěn)定。這對(duì)于系統(tǒng)的監(jiān)控人員合理的區(qū)分事故等級(jí)，事故發(fā)生點(diǎn)具有重要作用。

3系統(tǒng)原理

      火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安裝的相應(yīng)規(guī)范中已經(jīng)明確地指出了其整體系統(tǒng)構(gòu)成。根據(jù)規(guī)定，電力裝置與監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)合二為一，通過主體控制，集中管理模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)的及時(shí)及反應(yīng)。在運(yùn)行時(shí)，通過探測(cè)器將線路實(shí)際情況進(jìn)行反饋，與主機(jī)進(jìn)行通訊之后，主機(jī)將反饋回來的信息進(jìn)行分析，確定地點(diǎn)，人工進(jìn)行檢查，從而確定下一步的控制工作。溫感等是負(fù)責(zé)監(jiān)控電流表情況的主要工具，運(yùn)行后，一旦發(fā)生超過設(shè)定的值時(shí)，會(huì)及時(shí)觸發(fā)系統(tǒng)，同時(shí)上傳到監(jiān)控設(shè)備中，經(jīng)過判定具體發(fā)生火災(zāi)地點(diǎn)、時(shí)間。通過電流檢測(cè)表對(duì)于故障發(fā)生點(diǎn)的電流進(jìn)行檢測(cè)，讀取數(shù)值。當(dāng)確定為異常情況時(shí)，由值班人員切斷電源，并聯(lián)動(dòng)消防程序，預(yù)防、減少火災(zāi)發(fā)生概率。

4設(shè)計(jì)安裝

4.1參數(shù)設(shè)計(jì)

      在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，我們需要對(duì)以下設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。其一，遵循分級(jí)保護(hù)原則，將系統(tǒng)中設(shè)備進(jìn)行二到三的劃分，動(dòng)作電流，上級(jí)設(shè)備的數(shù)值是下級(jí)設(shè)備數(shù)值的兩倍；脫扣時(shí)間，上級(jí)設(shè)備時(shí)間應(yīng)該大于下級(jí)設(shè)備保護(hù)裝置，差值不能小于0.2秒。探測(cè)器與火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行配套使用，如果設(shè)置的數(shù)值不準(zhǔn)確，讓其切斷其他供電電源，有可能造成其他隱患，因此，將監(jiān)測(cè)探測(cè)器的漏電電流值與裝置相連，不應(yīng)該與電源控制系統(tǒng)連接，避免其發(fā)生危險(xiǎn)。辦法則是在故障發(fā)生時(shí)，反饋信息到主機(jī)設(shè)備后，由人員進(jìn)行實(shí)際確定，以進(jìn)行下一步工作。其具體漏電電流值應(yīng)該是被保護(hù)的線路與運(yùn)行時(shí)泄漏電流值值的二倍，上文也對(duì)此進(jìn)行了分析。為避免設(shè)備啟動(dòng)時(shí)瞬間泄漏電流值過大，造成，因此，將部分設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，工作時(shí)間進(jìn)行延長，防止不正常漏電行為導(dǎo)致。

4.2設(shè)備選擇

      電流探測(cè)器，本文主要選用的是與剩余電流探測(cè)器有所區(qū)別的阻性電流探測(cè)器，其相互對(duì)比具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，其一，可以通過檢測(cè)，提取被檢線路中引起火災(zāi)的具體漏電電量值。其二，相比而言，其檢測(cè)的精度更高，檢測(cè)的范圍可以達(dá)到一千毫安之內(nèi)。其三，可以將其設(shè)定為漏電五毫安時(shí)，如果出現(xiàn)即出現(xiàn)漏電現(xiàn)象。其四，其使用的范圍較為廣泛，能夠適用較為復(fù)雜的工程環(huán)境，并保持一定的使用時(shí)間。

      互感器，需要具有以下優(yōu)勢(shì)，其一，精度較高，對(duì)于微小電流的感應(yīng)較為適用。其二，需要體積小、安裝方便，與大多數(shù)的配電系統(tǒng)都比較適用。其三，具有良好的電流，抗干擾的能力較強(qiáng)。

      高精度溫感，其具有高密度，高靈敏度，安裝方便，不導(dǎo)電，使用時(shí)間長，體積小等優(yōu)勢(shì)。除此之外，還需要配備多功能的漏電電流檢測(cè)表。

      監(jiān)控設(shè)備，需要具有以下優(yōu)勢(shì)：一，反應(yīng)速度比較快，無延遲現(xiàn)象。二，其主機(jī)可以實(shí)時(shí)的顯示漏電的具體方位以及時(shí)間。三，具有的數(shù)據(jù)庫，可以存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)。四，采用rs-485通訊標(biāo)準(zhǔn)，通訊距離值可以達(dá)到千米以上。五，擁有多種的主機(jī)型號(hào)及組網(wǎng)功能，根據(jù)建筑的實(shí)際需要，可以形成集群式的管理系統(tǒng)。

      在其他聯(lián)動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，其需要符合設(shè)計(jì)規(guī)范及使用標(biāo)準(zhǔn)，可以帶載的集中電源數(shù)量需要符合建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際用量，符合火災(zāi)防控工程的相關(guān)規(guī)范。并可以根據(jù)實(shí)際情況，及時(shí)的判斷情況，轉(zhuǎn)入應(yīng)急運(yùn)行，以系統(tǒng)的運(yùn)行更加的穩(wěn)定。

      除此之外消防電源及防火門的監(jiān)控系統(tǒng)也是整個(gè)系統(tǒng)中必要的兩個(gè)部分。安裝防火門監(jiān)控，能夠避免火災(zāi)事態(tài)的進(jìn)一步擴(kuò)大；消防電源的監(jiān)控系統(tǒng)，有利于保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定。

4.3安裝

      互感器在安裝過程中應(yīng)該注意安裝位置的選擇以及需要進(jìn)行互感器的穿線。在選擇安裝位置時(shí)，應(yīng)該盡量的選擇可以方便檢修的方位，并需要遠(yuǎn)離磁場(chǎng)。為了方便檢修，一般選擇在開關(guān)及斷路器的下端進(jìn)行。

      而在進(jìn)行互感器的穿線時(shí)，首先需要確定線路設(shè)置方式。三相四線的連接方式中我們需要注意的是以下幾點(diǎn)：（1）PE線禁止穿過互感器，也不能與N線互聯(lián)或交換使用。（2）三相線與N線需要同時(shí)穿入互感器，以保證其各相之間負(fù)載平衡度，如果規(guī)格不一樣，穿線的方式不同，就會(huì)影響到檢測(cè)電流信號(hào)的準(zhǔn)確度，因此保證其電路的一致性。而N線之間不同的回路不能重復(fù)相連或接地，以免造成過多的漏電值。（3）為了避免維修時(shí)的不便，可以將高精度的小型互感器運(yùn)用電纜性同步穿出。具體如下圖（圖1）

5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(cè)器、故障電弧探測(cè)器和電氣防火限流式保護(hù)器，對(duì)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(duì)平臺(tái)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：

5.1硬件配置：

      平臺(tái)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(qǐng)阿里云可忽略）

      現(xiàn)場(chǎng)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(huì)增加施工量

 

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

      配置針對(duì)1個(gè)回路，剩余電流互感器根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)回路電流大小選擇。

5.2運(yùn)行條件:

      1）瀏覽器運(yùn)行設(shè)備：

      臺(tái)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。

5.3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(chǔ)：>=3年

6結(jié)束語

      本文主要通過對(duì)于火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)運(yùn)行原理闡述，對(duì)于火災(zāi)發(fā)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝過程中的問題進(jìn)行分析，從而對(duì)于其在設(shè)計(jì)、設(shè)備選擇及安裝過程中應(yīng)該注意的事項(xiàng)進(jìn)行分析。我們可以得出，電氣火災(zāi)不容有失，對(duì)于參數(shù)選擇，安裝方式等仔細(xì)負(fù)責(zé)，以保證建筑消防的。

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