电气火灾监控系统设计以及应用的探讨

1、电气火灾监控系统设计以及应用的探讨 1系统的特点 电气火灾监控系统，特点在于漏电监控方面属于先期预报警系统，与传统火灾自动报警系统不同的是，电气火灾监控系统早期报警是为了避开损失，而传统火灾自动报警系统是为了削减损失。所以，这就是说为什么不管是新建或是改建工程项目，尤其是已经安装了火灾自动报警系统的单位，仍需要安装电气火灾监控系统的根本缘由。 2系统设计应用的依据 电气火灾监控系统的设计与应用，主要依据是依据国家标准中的相关条文: 其一，是GB50045-95(2005版)高层民用建筑设计防火规范，其中在条文9.5.1里规定:高层建筑内火灾危险性大、人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。 其二

2、，是GB50016-2006建筑设计防火规范，在条文11.2.7里规定:下列场所宜设置剩余电流淌作电气火灾监控系统。这些场所包括各种类型的:影剧院、馆所、仓库、住宅小区、医院、商店、学校等等。 其三，国家标准建筑电气火灾预防要求和检测方法有关条文也明确要求“应在电源进线端设置自动切断电源或报警的剩余电流淌作保护器”。 其四，电气火灾监控系统的产品应满足:GB14287.1-2005电气火灾监控设备 GB14287.2-2005剩余电流式电气火灾监控探测器GB14287.3-2005测温式电气火灾监控探测器 其五，电气火灾监控系统的安装和运行应满足GB13955-2005剩余电流淌作保护装置安装

3、和运行 其六，电气火灾监控系统的供电应满足GB50052供配电系统设计规范的要求 其七，电气火灾监控系统的设计应满足电气火灾监控系统的设计方法的要求(暂行规定) 对“宜”字的理解 国家标准建筑电气火灾预防要求和检测方法有关条文中明确要求“应在电源进线端设置自动切断电源或报警的剩余电流淌作保护器”。在剩余电流淌作保护装置安装和运行有关条文中也同样明确要求“必须安装剩余电流保护装置的设备和场所”。其中就末端保护和线路保护做出了简略规章，另外，在4.6条款里，同样明确在某些场所“应安装报警式剩余电流保护装置”的简略规定。这些都是强制性的规定。 在国家标准高层民用建筑设计防火规范和建筑设计防火规范里，

4、对是否安装电气火灾监控系统是以“宜”安装来表示的。所谓“宜”安装，按着规范里用词说明指出:表示允许也稍有选择。也就是说可以安装，也可以担心装。 怎样理解“宜”字的含意，把握好“宜”安装电气火灾监控系统的设计和应用呢？笔者认为，随着祖国现代化建设的快速进展和人民生活水平的不断提高，用电量大为增加，相应地电气火灾事故的发生则居高而不下，造成的损失也是不行估量的，综合考察我国发生火灾的趋势，故安装电气火灾监控系统是特别迫切的、必要的。再说，若是我们把低压配电系统中的尚未造成火灾发生的隐患，事先有效地通过对漏电、温度的异常变化以及它们可能引起的火灾进行预报、监控，大大地降低火灾事故的发生，避开损失不是

5、比削减损失的效果更好吗？笔者信任，强制性地必须安装电气火灾监控系统的全国性的普及措施，已经为期不远了。 3系统的基本组成及工作原理 基本组成 依据国家标准GB14287-2005电气火灾监控系统以及相关规范电气火灾监控系统的设计方法(暂行规定)，则电气火灾监控系统的基本组成应包括：电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器以及测温式电气火灾监控探测器等三个最基本产品种类所组成。其中，剩余电流式电气火灾监控探测器又由监控探测器和剩余电流互感器(分对插式、闭合式两种)所组成。测温式电气火灾监控探测器由监控探测器和测温传感器所组成。 目前，国内设计、开发、生产电气火灾监控系统产品的厂家，知道的已

6、有十来家，但从获得的实际信息资料来看，该系统最基本产品种类的配置齐全的只有几家。 工作原理 其基本原理是，当电气设备中的电流、温度等参数发生异常或突变时，终端探测头(如剩余电流互感器、温度传感器等)利用电磁场感应原理、温度效应的变化对该信息进行采集，并输送到监控探测器里，经放大、A/D转换、CPU对变化的幅值进行分析、推断，并与报警设定值进行比较，一旦超出设定值则发出报警信号，同时也输送到监控设备中，再经监控设备进一步识别、判定，当确认可能会发生火灾时，监控主机发出火灾报警信号，点亮报警指示灯，发出报警音响，同时在液晶显示屏上显示火灾报警等信息。值班人员则依据以上显示的信息，迅速到事故现场进行

7、检查处理，并将报警信息发送到集中掌握台。 4系统产品的选型 观察国内电气火灾监控系统的产品市场，其监控探测器的结构形式主要有三种类型，即多功能漏电开关型、分离配置型、分离配置整合型。如何为用户设计安装电气火灾监控系统，在实际中又能稳定牢靠地得到应用，则选择该系统的产品是重要环节，也是值得探讨的一个问题。 多功能漏电开关型 其特点是：监控探测器除了自身应有的剩余电流探测(或温度探测)、报警功能外，又扩展多项功能，例如:过电流、过电压、延时送电、防雷、欠压、组网实现远程集中监控以及其它等等功能，汇合在一起。这种类型从外部目测结构为盒装，从内部观看，则是将含有电源变换电路、信号处理电路、报警电路、显

8、示电路、通信、联动接口等的监控探测器与电流互感器、剩余电流互感器、主回路分断开关（100A以下多用磁保持继电器、100A以上用接触器或空开塑壳断路器）统统地集聚于一体，组成一种多功能式的漏电开关产品。该类型产品的优点是：保护功能多，内置电流互感器、剩余电流互感器（包括温度传感器），接线少，整体度高。而由此产生的缺点是：结构简单、成本加大、故障率偏高，特别是信号的监控、探测、分析、处理、报警、通信、联动接口等电路与ABC三相主电(或单相)回路的间隔距离太近，易患病强电磁场的干扰，降低产品性能的稳定牢靠性。再说，其内部包含的电源掌握开关（断路器），是低压配电系统中的关键配电产品，它必须通过电气开关

9、类的电气产品的3C认证。在安装使用上也不太便利，如新建工程则需要和配电箱（柜）厂家沟通协商合理组装，但对改造工程中已经成形并使用中的配电箱（柜）则更不适用。 分离配置型 此种类型是：电气火灾监控设备与电气火灾监控探测器（包括终端探测头剩余电流互感器、温度传感器）分离配置。即通过监控探测器(终端探测头)采样配电柜(箱)内导电母线中的电流和漏电流信号，经内置单片机系统分析处理后汉阳科技，应用二总线通信约定，上报消防掌握室或值班室里的电气火灾监控设备，且进一步分析处理后，进行所需要联动掌握，从而完成该系统应有的功能。一般只有剩余电流和温度探测功能。这种系统分工明确、结构简洁、成本少、故障率偏低，不含

10、电源掌握开关，不串入配电系统，只通过剩余电流互感器(或测温探头)取样信号，性能稳定牢靠。不足之处是：监控设备与监控探测器、监控探测器与终端探测头之间需要敷设信号线及芯脱扣掌握线。此种类型产品无论是在新工程还是改造工程上使用，都比较便利。可以预见，这种与低压配电系统相对独立的此种产品结构形式，将是今后电气火灾监控系统产品的主要进展方向。 分离配置整合型 分离配置整合型是电气火灾监控设备与电气火灾监控探测器（包括终端探测头）分离配置型的一种特别类型。它与分离配置型不同的是：其总线直接使用一般火灾报警系统的二总线，省去集中掌握器和上位机，由火灾报警掌握器整合电气火灾监控探测器（包括终端探测头）探测报

11、警功能后一并掌握。可喜的是，节减了电气火灾监控系统集中掌握器和上位机以及组网布线，成本下降，消防中心一体化监控，界面统一，管理便利。麻烦的是，这样一来原先的火灾报警掌握系统，还需要重新通过GB14287-2005电气火灾监控系统的双重检测认证，不值得。再说这种组合，相对简单的火灾报警系统故障率偏高，则直接影响着电气火灾监控系统，使得系统的稳定牢靠性降低，甚至于造成瘫痪。所以，最好还是设置独立的电气火灾监控系统，与传统的火灾自动报警系统分开为宜。 5系统设计中的点位安排 依据国家标准GB13955-2005剩余电流淌作保护装置安装和运行4.4条中关于分级保护的规定，安装剩余电流火灾监控装置时，点

12、位安排原则的步骤是: 商量分析被控低压AC380V/220V配电线路的相关图纸，将建筑电气的分布情况调查核实，确定配电设备(如配电柜、箱、盘、电缆等重要设备)的位置，把每一个监控探测器安排到相应的配电设备上，以此来确定探测器的数量，避开重设浪费。 确定分级保护。为了缩小发生人身电击事故和接地故障切断电源时引起的停电范围，通常在供电线路的不同地点安装三级（或两级）不同容量的剩余电流保护装置，以形成分级保护。依据用电负载及线路情况，一般分两级或三级保护。适用于城镇和农村第一级和其次级保护。注:重要线路，应包括安防、消防、应急电源、通道照明线路及不容许停电的重要场所。 二级保护中，全部开关处都要设置

13、安装剩余电流火灾监控探测器，即在线路的电源端(第一级保护)和分支首端(其次级也称为末端保护)都要安装剩余电流探测器，并接入电气火灾监控系统汉阳科技版权全部，只作火灾监控报警用。 三级保护中，第三级(即末端保护)开关处应设置剩余电流探测器及动作保护装置，但不接入电气火灾监控系统，为的是防止人身触电 温度检测是以配电设备异常时发热为基本原则而进行的，简略检测点参考如下: 变压器低压侧出线端子、变压器体温(风温、油温、水温)测试点、负荷开关触头。 各配电柜(箱)的进出母线接点、自动开关(断路器、刀开关)触头、大电流导线集中部位、线缆驳接点。 母联柜主接点、刀开关触头。 补偿电容器接线端子、转换开关触

14、头。 依据点位安装总数，再选择相应的壁挂、立式或琴台。 6系统设计的检测方法 电气火灾监控系统的终端信息检测，有漏电电流和温度两种检测方法。 系统接地 对将要设计安装电气火灾监控系统的用户，不管是新工程或旧工程改造项目，首先要调查核实该用户低压配电系统的系统接地的形式是什么，否则设计安装剩余电流互感器的点位进行检测，是根本无法施行的。低压配电系统的系统接地形式有IT型、TT型、TN-S型、TN-C型、TN-C-S型。 低压配电系统总漏电电流的检测 如果是检测该用户用电系统的总体绝缘状态，则前提有二:其一，必需有独立的变电系统，其二，低压配电系统的系统接地形式必须是TT或TN-S型。 分支线路漏

15、电电流的检测AC380V/220V 对于AC220V单相供电系统，剩余电流互感器只要套住两根电源线即可，但要求中性线N(即零线)此后不容许再接地。 对于AC380V三相供电系统，由于有三相三线制、三相四线制、三相五线制等使用状况，则依据简略情况将剩余电流互感器同时套住LA、LB、LC三相电源线，或同时套住LA、LB、LC+N线。同理，要求中性线N此后不许再接地，保护线PE不得穿过互感器。 在系统接地的形式为TN-C型时工业自动化网，必须将其改造为TN-S型、TN-C-S型或局部TT型系统后，才可以安装剩余电流检测装置。 温度检测，一般在二级保护的线路中应用，也就是说当需要对重要场所的导体连接部

16、位监测温度时，宜设置测温式电气火灾探测器。它与系统接地的形式无关，主要考虑包括线缆在内的低压配电装置中关键部位的温度，可接受接触式布置法。当被检测对象为绝缘体时，宜将探测器的温度传感器直接设置在被探测对象的表面。当被检测对象为配电柜内部温度变化时，可宜靠近发热部件，接受非接触式布置。 7协调协作分级设置报警值 报警值设置范围 剩余电流式电气火灾监控探测器的报警值设置范围，依据国家标准GB14287.2-2005中，4.2.2的规定，不应小于20mA，不应大于1000mA，且报警值应在设定值的80100之间。 所以按着此项要求，一般来说把电源总进线处的剩余电流淌作值定为400800mA，电源分支

17、线路上的剩余电流淌作值定为100400mA。 设置范围有了，但在实际现场，设置剩余电流式电气火灾监控探测器的报警值，简略地说应不小于被保护电气线路和设备的正常运行时泄漏电流最大值的2倍，且不大于1000mA。 固有泄漏电流估算 电气火灾探测器的报警设定值应考虑配电系统及用电设备的正常泄漏电流(剩余电流报警设定值必须大于被测电路的泄漏电流值)。8独立式电气火灾监控探测器的使用 独立式探测器金属加工网，在大型场所可直接接入电气火灾监控系统中去使用，而在无消防掌握室且电气火灾监控探测器设置数量不超过4个时，则可以接受独立式电气火灾监控探测器来使用。 在设置有火灾自动报警系统的建筑中，独立式电气火灾监

18、控探测器的报警信息，若是接入火灾自动报警掌握器或消防掌握室图形显示装置显示，则其报警信息显示应与火灾报警信息显示有明显区分。严格地说依据电气火灾监控系统的设计方法的要求(暂行规定)，当并入火灾自动报警系统时，应接受独立显示器。 在未设置火灾自动报警系统的建筑中，独立式电气火灾监控探测器应配接火灾声光警报器来使用，在探测器发出报警信号时，应自动启动火灾声光警报器。 在非重要供电场所，独立式电气火灾监控探测器发出报警信号后，可以在经过一段延时后，切断供电电源。 9监控设备的设置安装及布线设计 电气火灾监控设备以及系统的报警信号，应设在消防掌握室或有人值班的场所。主机电源应取自掌握中心的消防供电(AC220V)。 10监控探测器的设置安装及布线设计 各监控探测器接受现场供电，电源接入点应在该级断路器的上端。 配电柜(箱)内部形式的安装设计 一般新工程在楼层设有专门楼层配电柜(箱)，可将探测掌握器放在配电柜(箱)内，且离导电母线尽量远的导轨上安装，再将剩余电流互感器安套在电源母线上，固定牢靠，探测掌握器与互感器之间的连线，应接受屏蔽导线。 配电柜(箱)外部形式的安装设计 在配电柜(箱)外安装探测掌握器，则无论是对新工程还是改造工程，都是适用的。若有专门安装探测掌握器的防