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正确认识与使用电气火灾监控系统
  • 发布日期:2020-05-18      浏览次数:146
    • 安科瑞 蒋超萍

      江苏安科瑞电器制造有限公司   江苏江阴   214405

      摘要:分析我国电气火灾监控系统的应用现状及造成这种现状的原因,简要介绍国内外电气火灾基本情况及防控手段。总结我国电气火灾高发的6大主要原因,并系统地阐述电气火灾监控系统的组成及每种产品的用途及设置要求。

      关键词:电气火灾;电气火灾监控系统;剩余电流式电气火史监控探测器;测温式电气火灾监控探测器;测量热解粒子式电气火灾监控探测器;限流式电气火灾保护器;故障电弧探测器;无电弧开关装置

      0引言

      近年来,电气火灾发生率居高不下,行业各方都采取了很多措施,其中之一就是安装电气火灾监控系统。随着电气火灾监控系统的广泛使用,不同区域的市场上对该系统的各类反应都显露了出来,一时间各种论调、各种观点纷纷而出,众说纷纭。有人说电气火灾监控系统不适合中国国情;有人说该系统不能用;还有人说做该系统干脆就是个错误。当然也有相当多的人说,该系统在认真设计、认真安装之后,应用效果非常好。

      针对社会上种种说法,笔者根据对该系统多年的应用情况汇总和研究成果,提出电气火灾监控系统在应用中的几点看法。

      1我国电气火灾监控系统应用现状及原因分析

      1. 1应用现状

      近十年来,我国很多具有一定规模的建筑中都设置了电气火灾监控系统,但该系统的使用情况却不容乐观。大多数项目中只使用了剩余电流式电气火灾监控探测器,而系统中的测温式电气火灾监控探测器、故障电弧探测器等使用量却很少。而即便是剩余电流式电气火灾监控探测器,各地区的使用也差异很大,系统的应用情况确实不太乐观。主要体现在以下两个方面:

      a 经常报警,系统被业主关闭。

      b 干脆没开通,只是安装了,一直没投入使用。

      1. 2原因分析

      经过对项目实地考察与调研,基本可以确定造成这两种现象的主要原因有以下几个方面:

      a 建筑配电系统施工不规范。这是系统报警的主要原因。根据调査统计结果,装有剩余电流式电气火灾监控探测器的工程项目,配电系统几乎存在接线错误、施工不规范等现象,中柱线与PE 线混接、导线破损、不使用接线端子而直接绞接等现象比比皆是。很多配电系统施工后,线路泄漏电流经常达几安培、十几安培甚至几十安培。这样的项目中,如果不纠正接线错误,剩余电流式电气火灾监控探测器自然会处于报警状态。

      b 系统中产品功能不完善。大多数剩余电流式电气火灾监控探测器均没有过滤用电设备启动时产生的容性或感性电流的功能,导致每当有该类干扰电liu产生的设备启动,探测器探测到的剩余电流就可能达到报警值,甚至直接发出报警信号。同时,别产品的电磁兼容性能不能适应电气场所的电磁干扰,也可能产生报警。

      c 系统产品工程设计不到位。有些设计师没有正确了解剩余电流式电气火灾监控探测器的性能,以致于没能正确地设置在合适的位置。国家标准对剩余电流式电气火灾监控探测器规定的探测范围为lOtnA ~1 A,如果按300 mA设定其报警值,则允许被保护线路中的自然泄漏电流极限值为700 mA。而很多设计的保护线路自然泄漏电流已经远远超出了这个数值,探测器自然无法正常工作。

      d 产品安装不规范。在一些强电磁环境中,有些设计要求釆用屏蔽双绞线,但很多施工单位仅使用双绞线甚至散线,其抗干扰能力自然就降低了。

      2国内外电气火灾防控基本情况

      根据公*部消防局火灾统计年鉴,十几年来,我国平均每年由于电气故障引发的火灾起数,占总火灾起数的比例基本上在30%左右,占重特大火灾起数的比例基本在50 % ~ 80 %之间。而欧、美、日等发达国家和地区,相同的数据基本为8%~17%。可见,我国的电气火灾形势比发达国家和地区要严重得多。

      在我国统计的所有电气火灾中,由供配电线路故障引发的火灾占总电气火灾的65%左右,由用电器故障引发的火灾占总电气火灾的35 %左右。因此,在供配电线路中设置电气火灾监控系统,是有针对性地解决由于供配电线路故障引发电气火灾的手段之一。

      日本和韩国几十年前就已经开始使用电气火灾监控系统,系统模式与我国现行的系统模式基本一样。欧美等地没有专门的电气火灾监控系统,他们的电气火灾防控是由供配电系统的材料、工艺、施工、维 护、提升保护电器的性能,加上局部防火保护,再加上提升用电器防火性能等一系列手段实现的。即根据建筑规模、用途不同,选择相应的耐火、阻燃电线电 缆;根据用电量,选择合适的断路器;电热水器、空调等使用具有剩余电流、测温、故障电弧等防火功能的插头或插座,用电设备外壳材料须阻燃等等,一系列手段实现的。

      3我国电气火灾高发基本原因

      我国电气火灾之所以比发达国家和地区高出很多,主要是由于我国改革开放以来的快速发展,使我 国从几十年前基本只有照明的用电状态,短时期内就发展到了各种用电设备一应俱全的局面,用电量急剧增加,但其他各方面没有完全跟上安全用电的需求。而发达国家和地区,经历了相对缓慢与平稳发展的过程,目前已经达到了相对稳定的状态,变数较小,加 上人们的用电习惯、生活习惯、安全知识掌握程度等基本都达到了与用电需求相对和谐的程度,火灾危险自然也就小了很多。不发达国家和地区,用电量没跟上来,自然不会发生大量的电气火灾。

      我国电气火灾高发的基本原因主要有以下6点:

      a 供配电线路未随着生活水平提高而改进。在我国,很多几十年前建造的老旧住宅依然在使用,其配电线路是按当时的用电量设计的,在没有完全改造的前提下,按现在的生活标准,增加了那么多用电设备,自然而然就加大了线路的用电负荷,很多线路可能就在超负荷运行,超负荷运行将直接导致线路导体发热,导体发热将直接加速绝缘老化,进而产生漏电和电弧性放电,引发电气火灾。

      b 供配电系统产品质量不高。配电系统中的配电设备、电线电缆、接线盒、接线端子、穿管、插 座、开关,包括人们经常使用的插线板等,每一项都可能是引发火灾的危险源。而我们很多建筑中,尤其在上世纪90年代初的建筑和部分追求低成本的建筑中,劣质产品大量被使用,直接导致了这些建筑的电气火灾发生率居高不下。

      即使在现在,到批发市场、小五金零售店,都可以看到正在销售的上述产品的质量参差不齐。广大农村地区、城乡结合部,甚至想买质量好点的产品可能都买不到。

      c 供配电系统本身安全性不够。供配电系统所用保护电器产品选型不合理,或达到使用寿命,以及大量使用非线性负载而产生的谐波等,都会增加电气火灾的几率。

      d 施工质量不符合要求。尤其是配电系统的施工问题比比皆是,故障隐患普遍存在,导致电气火灾高发。

      e 政策保护力度不够。虽然GB 50303 - 2015 《建筑电气工程施工质量验收规范》对于建筑电气工程施工质量进行了明确规定,但是存在执行力度不一的情况。我国一些地区在建筑配电系统投入使用前,没有严格按照规范要求进行系统性能检测,配电施工问题不能被提前发现,有些隐蔽工程或不影响使用的问题可能永远不会暴露出来,但危险却一直存在。因此,对配电系统施工后进行质量检测、验收,及时发 现并纠正错误,将有利于及时排除由于电气故障引发火灾的隐患,保障配电系统的正常运行,减少电气火灾发生。

      f 电器产品达不到防火要求。我国很多电器,尤其是家用电器,没有过多考虑火灾危险性,例如常用的插座、电视机、空调器等产品的外壳都没有进行防火处理,电热毯、加热垫等没有防火措施等等,由此引发的火灾在每年的电气火灾中占相当大的比例。同时,我国百姓以节俭为优良传统,很多电器已经超过使用寿命,却还在使用,更加助长了电气火灾的发生。

      4正确认识与使用电气火灾监控系统

      电气火灾隐患整治与电气火灾防控,是一个系统性的工程,需要根据其产生的原因而采取针对性的措施。设置电气火灾监控系统,是诸多措施中一个比较 重要的措施。正确认识电气火灾监控系统的功能,正确使用该系统,会发现很多电气火灾隐患,有效减少电气火灾的发生。

      4. 1电气火灾监控系统构成(如图1所示)

      4. 2剩余电流式电气火灾监控探测器的用途与设置

       

      剩余电流式电气火灾监控探测器主要用于监控配 电线路的正常工作状态,及时发现线路中出现的故障和火灾隐患。配电线路及其线路中的用电设备,由于老化、破损、进水、不规范施工导致的绝缘下降等等问题出现时,都会引起整个线路中剩余电流的加大,在探测器报警后,及时排查故障,自然可以减少电气火灾发生几率。

      根据该类探测器的使用目的,可以确定其设置原则和安装位置,根据被保护线路的自然泄漏电流情况确定其保护范围,应尽量发挥其作用,使其保护的范围尽量大,减少探测器的使用数量。即,如果一级配电处符合设置要求,就没必要设置到二级配电处。

      线路中纯阻性漏电流可以认为是由于绝缘降低产生的泄漏电流。可以利用阻性电流分离技术从剩余电流中准确分离出代表绝缘性能的“阻性分量漏电电流”滤除线路及设备引起的“容性分量泄漏电流”, 探测器检测配电线路的纯阻性漏电电流并实施漏电报警,使检测精度、报警可靠性得到大幅提高,从而成为另一种“在线绝缘监测式电气火灾监控探测器”, 实现配电线路实时、在线绝缘电阻探测的目的。

      43测温式电气火灾监控探测器的用途与设置

      测温式电气火灾监控探测器主要用于监控配电系统中接头部位或整个线路由于过载、接触不良、接触电阻加大等原因引起的过热,进而引燃周围可燃物引发火灾。测温式探测器根据其传感器特性,分为接触式和非接触式。可以根据保护对象选择适宜的探测方式。

      从完整的线路来看,整个线路中接头部位容易产生过热现象,而往往配电线路中接头部位相对集中在配电柜(盘)中,这样就给测温式电气火灾监控探测器提供了很好的集中布置条件,所以,测温式电气火灾监控探测器在配电系统中一般应设置在配电柜中。当然,在其他接头部分也可以使用测温式电气火灾监控探测器。

      4. 4测量热解粒子式电气火灾监控探测器的用途和设置

      所有由于电气故障引发的火灾,在明火前,都有温度升高的过程。而伴随着温度升高,配电系统或电器元件等所含的有机物就会陆续被热解出来,因此,使用测量热解粒子式电气火灾监控探测器可以在电气故障发生而引起温度升高,但还没引发明火前,有效探测报警,提醒人们及时处理,避免火灾发生。

      测量热解粒子式电气火灾监控探测器的基本工作原理决定了其适用于所有电气火灾危险的场所。既可以将其设置在各类电气柜、通信柜等用电设备内,也可以将其设置在电缆廊道内。

      4. 5故障电弧式电气火灾监控探测器

      配电线路末端由于直接与用电设备相连,往往是火灾高发的部位。在这部分中,除了由于接触电阻 过大、过载等引发的温度升高进而引发火灾外,再有就是由于接触不良、绝缘破损等引发电弧性放电,进而引发电气火灾。所以,配电线路末端防护非常重要。

      故障电弧探测器应设置在末端配电盘进线处。一旦该部分线路和线路内的用电设备发生电弧性放电,该探测器均能及时探测到,提醒人们及时处理。

      4. 6限流式电气火灾保护器

      无论是由于温度升高,还是由于电弧性放电引发电气火灾,基本都有处理的时间,可以釆用探测器报警的方式,及时报警,提醒人们处理。而由短路引发的电气火灾,是不能先报警后处理的,只能及时自动切断。限流式电气火灾保护器主要针对直接带负载的末端特定线路产生短路危险时,在极短时间内迅速泄放短路产生的能量,并切断线路,防止火灾发生。

      根据限流式电气火灾保护器的保护对象特征,可将其设置在末端配电盘进线或出线处。

      4. 7无电弧开关装置的用途与设置

      无电弧开关装置的特征就是在其断开、闭合过程中,不会产生电弧,也就不会带来由于电弧引发火灾的危险。该类产品适用于有爆炸危险的场所。

      面对电气火灾居高不下的局面,根据电气火灾防控需求,还会有其他用于电气火灾防控的产品,如测量静电的电气火灾探测器、测量粉尘的电气火灾探测器、测量电火花的电气火灾探测器等等,以适应不同场所的电气火灾防控需求。

      5安科瑞电气火灾监控系统及选型

      5.1概述

      Acrel-6000电气火灾监控系统是用于接收剩余电流式电气火灾监控探测器等现场设备信号,以实现对被保护电气线路的报警、监视、控制、管理的运行于计算机的工业级硬件/软件系统。本系统适用于智能楼宇、高层公寓、宾馆、饭店、商厦、工矿企业、国家消防单位以及石油化工、文教卫生、金融、电信等领域,对分散在建筑内的探测器进行遥测、遥调、遥控、遥信,方便实现监控与管理。

      5.2应用场所

      1)办公建筑(商务办公、国家机关办公建筑等)

      2)商业建筑(商场、金融机构建筑等)

      3)旅游建筑(宾馆饭店、娱乐场所等)

      4)科教文卫建筑(文化、教育、科研、医疗卫生、体育建筑等)

      5)通信建筑(邮电、通信、广播、电视、数据中心等)

      6)交通运输建筑(机场、车站、码头建筑等)

      5.3结构

      Acrel-6000电气火灾监控系统采用Acrel-6000/Q电气火灾监控设备(主机)+Acrel-6000/B电气火灾监控设备(分机)+电气火灾监控探测器三层结构组网模式,适用范围比较广,满足各种环境的现场,便于区域化管理,探测器与监控设备之间采用RS-485通讯,监控设备与分机之间采用以太网通讯,满足了通讯实时性高的要求。

      5.4功能

               

      系统运行主界面、

      状态监测界面

      包含“登陆”、“消音”、“运行监视界面”    双击通道可以显示出此通道配置的监控装

      及“系统状态栏”四部分,可以分别通过       置的内部设定参数、测量参数状态参数,

      点击系统主界面上方的菜单栏或快速启动       并可于该界面对监控装置进行远程解除报

      栏内按钮进入各相关功能界面。               警或分合闸控制。

      用户登录界面

      权限管理界面

      选择用户名并输入正确的密码后,系统状       该界面可添加新的“操作员”和“值班员”

      态栏会显示当前的登录用户。本软件针对       权限的新用户,也可删除这两个级别的现

      的任意远控操作均需权限登录后方可操         有用户,该管理功能只有“超级管理员”

      作,即防止无关人员误操作。                 和“管理员”可进行操作。

      设备检测界面

      事件记录界面

      该检测功能为“管理员”和“操作员”方       用户于该界面内可查询任意时段内相应报

      可进行的操作功能,主要用于设备自检和       警或动作类型下的记录,各级操作权限

      对监控系统柜体面板指示灯的手动检测。       均可查看该界面的信息。

      5.5设备选型

      电气火灾监控设备

      电气火灾监控探测器

      6结语

      电气火灾防控是需要全社会不同行业分工协作、共同参与治理的系统性工程。电气火灾监控系统只是其中一项快速有效、投入不大、容易实施的技术手段。虽然现在还有些产品不够完善,但在供配电系统自身安全性和用电设备自身安全性没有达到不引发火灾的要求之前,其对供配电系统的正常运行起到了很好的保障作用,随着产品性能的不断完善,该系统在电气火灾防控领域,尤其在既有建筑的电气火灾防控领域,必将越来越显示出其优越性。

      参考文献

      [1] 公*部沈阳消防研究所.GB 50116 - 2013 火灾自动报警系统设计规范[S].北京:中国计划出版社,2014

      [2] 丁宏军,谈谈电气火灾监控系统的应用[J].建筑电气,2017.4

      [3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册. 2019.11版

      [4] 安科瑞消防应急照明和疏散指示系统/防火门监控系统/消防设备电源监控系统/电气火灾监控系统选型手册.2019.7版

      作者介绍:

      蒋超萍,女,现任职于江苏安科瑞电器制造有限公司,主要从事电气火灾综合治理和智慧用电安全隐患监管服务系统的研发与应用。

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