【節(jié)能學院】淺談電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在醫(yī)療建筑中的應用

摘要：文章結(jié)合醫(yī)院建筑電氣火災的特點及其發(fā)生原因，對電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在醫(yī)院建筑設(shè)計中的具體應用進行研究，并通過實例分析，對其應用效果進行驗證，為有關(guān)實踐及研究提供參考，確保醫(yī)院建筑電氣的安全性。

關(guān)鍵詞：電氣火災；漏電；剩余電流；早期預警；醫(yī)院

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概述

電氣火災作為一種重要的火災類型，對建筑以及用戶的安全存在較大的威脅；加強建筑電氣火災的有效預防與監(jiān)控管理，是減少建筑電氣火災的發(fā)生并降低其危害影響的有效措施。醫(yī)院作為為患者提供醫(yī)療服務的重要機構(gòu)和場所，人員密集，社會關(guān)注度高，由于醫(yī)院的服務對象為患者，這類群體由于疾病原因?qū)е缕湫袆泳徛?，在火災情況下的緊急疏散或自行疏散較慢。隨著醫(yī)院的發(fā)展，醫(yī)療設(shè)備的不斷更新，醫(yī)院對用電質(zhì)量和安全性也提出了更高的要求，再加上醫(yī)院建筑內(nèi)部存放著各類重要的醫(yī)療儀器及設(shè)備，一旦發(fā)生火災，轉(zhuǎn)移的難度也較大，所產(chǎn)生的危害突出。此外，一些早期建設(shè)的醫(yī)院，由于使用年限較為久遠，醫(yī)院內(nèi)部的電氣線路老化較為嚴重，再加上各類儀器設(shè)備的頻繁使用，導致其火災隱患較為突出，迫切需要加強對醫(yī)院電氣火災的有效防控。

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電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)及其工作原理分析

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

國家標準 GB14287.1-2014《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)》對電氣火災監(jiān)控產(chǎn)品提出了強制性的要求。它包括 3 個部分：電氣火災監(jiān)控設(shè)備、剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器和測溫式電氣火災監(jiān)控探測器。本文討論的電氣防火監(jiān)控系統(tǒng)主要由電氣火災監(jiān)控設(shè)備、剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器、測溫式電氣火災監(jiān)控探測器和遠程監(jiān)控等硬件設(shè)備組成，上述各硬件設(shè)備在電氣防火監(jiān)控系統(tǒng)運行中，與遠程監(jiān)控設(shè)備進行連接后，值班人員能夠通過消防中心的多功能顯示屏對所有監(jiān)控點的運行狀況進行了解;電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)中的遠程監(jiān)控設(shè)備本身還配備有較為龐大的數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)λ羞M行監(jiān)控的配電系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)信息進行存儲管理，為有關(guān)人員的查詢和分析工作提供支持。

工作原理

根據(jù)上述對電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的組成及其各部分功能分析，在電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)工作運行中，對配電回路的漏電電流、電流、溫度進行實時檢測，當被保護線路中的被探測參數(shù)(剩余電流、電流、溫度等電氣火災危險參數(shù))發(fā)生變化，超出預設(shè)值時，現(xiàn)場發(fā)出報警信號并提示報警部位，并將報警信息傳送至遠程監(jiān)控主機，報警顯示和打印，值班人員通知專業(yè)人員去現(xiàn)場查看處置，實現(xiàn)電氣火災的早期預警，避免電氣火災的發(fā)生。

電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的火災預報屬于早期預警，是火災自動報警系統(tǒng)的獨立子系統(tǒng)，不同于火災自動報警系統(tǒng)，它的特點在于電氣火災監(jiān)控屬于先期預報警。與傳統(tǒng)火災自動報警系統(tǒng)不同的是，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)早期報警是為了主動預防損失，把過去對電氣火災的消極防范變?yōu)橹鲃宇A防，即不論是新建醫(yī)院還是擴建醫(yī)院項目，尤其是已經(jīng)安裝了火災自動報警系統(tǒng)的醫(yī)院，仍需要安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的主要原因。隨著醫(yī)院用電設(shè)備數(shù)量持續(xù)增加，用電負荷亦不斷上升，電氣事故也在逐年攀升，安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是必要的，同時也是迫切的。

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醫(yī)院電氣火災的特點與原因分析

醫(yī)院電氣火災與一般火災相比，具有較為突出的分布性、持續(xù)性和隱蔽性特征，這是由于醫(yī)院建筑內(nèi)部的電氣線路分布本身較為廣泛，并且其線路通常會敷設(shè)在較為隱蔽的部位，隨著醫(yī)院對電氣設(shè)備的需求增加，導致其在長期持續(xù)運行狀態(tài)下，極易因用電負荷增加，或者是電氣線路老化等問題，引起電氣火災發(fā)生。此外，電氣火災發(fā)生初期，一般很難被及時發(fā)現(xiàn)，當火蔓延到設(shè)備及電纜表面時已形成較大火勢，不易被控制。

電氣火災發(fā)生的原因主要包含短路、漏電、過負荷、雷電、誤操作、諧波電流、電氣設(shè)備故障以及接觸不良等；其中，過負荷以及漏電、短路等是導致電氣火災發(fā)生的主要的原因，并且在各類電氣火災中，以電纜線路故障導致的火災情況尤其突出。對于醫(yī)院來講，為確保對患者的醫(yī)療服務，醫(yī)院內(nèi)部的配電系統(tǒng)基本處于 24h 持續(xù)運行狀態(tài)，具有用電量大并且用電時間長、設(shè)備復雜、用電負荷不夠穩(wěn)定等特征。此外，由于醫(yī)院中運行使用的大型醫(yī)療設(shè)備(如X光機、CT 機、MIR 機、DSA 機等)工作瞬間電流均比較大，因此，醫(yī)院的電氣火災發(fā)生的原因更為復雜。電氣火災發(fā)生的主要原因如圖 1 所示。

圖 1 電氣火災發(fā)生的原因

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電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)應用要求

電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計應用的技術(shù)要求結(jié)合上述對醫(yī)院電氣火災的特點與原因，在進行電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計和應用中，需要滿足以下基本功能與技術(shù)要求。

(1)能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備運行過程中的漏電電流值、配電箱中的溫度值進行實時監(jiān)測。如超過設(shè)定值及時報警提示，并可以對電氣設(shè)備的運行及其線路連接進行控制，從而對電氣設(shè)備與線路進行有效保護。

(2)具備相應的記憶、顯示以及打印等功能。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在運行中，能夠通過探測監(jiān)控器對三相電源以及每相電流值以及漏電電流值、配電箱中的溫度值實時監(jiān)控顯示，并且其系統(tǒng)能夠?qū)?a target="_blank">供電系統(tǒng)各支路運行狀態(tài)，以及動態(tài)參數(shù)、操作內(nèi)容進行保存，方便查詢打印，必要時通過網(wǎng)絡(luò)將報警信息以及部位傳輸?shù)街付ǖ?a href="http://www.ttokpm.com/v/tag/107/" target="_blank">手機上。

(3)具有良好的可操作性。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)中的探測控制器應具有易操作的特征，能夠使操作者方便對其控制參數(shù)進行設(shè)定，并通過控制器的顯示屏方便對供電參數(shù)和運行狀態(tài)進行了解。此外，其系統(tǒng)中主控制計算機的人機界面交互良好，能夠為操作者進行供電系統(tǒng)運行觀察，并通過不同顏色顯示對其工作狀態(tài)進行區(qū)別，便于掌握和操作應用。

(4)能夠進行整定值調(diào)整支持。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和應用中，由于其系統(tǒng)內(nèi)部的探測控制器是采用微處理器控制，不僅具有較好的靈活性、運算速度快、可調(diào)節(jié)的范圍較廣等特征優(yōu)勢，而且能夠在較為廣泛的保護范圍內(nèi)對整定值進行合理選擇與調(diào)整，以促進其工作在一個合理區(qū)域。

(5)具有電氣設(shè)備試驗、預警和斷電操作等功能。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在實際應用中，為保證系統(tǒng)正常運行，需要通過系統(tǒng)中的主控制計算機定期進行試驗信號，對其是否存在故障進行判斷，一旦出現(xiàn)故障可報警提示同時可以切斷故障部位，避免對整個電氣防火監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行造成影響。

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電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在醫(yī)院的應用

剩余電流式電氣火災監(jiān)控設(shè)備的有效應用

對于電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)中的此類型監(jiān)控設(shè)備而言，其主要是通過監(jiān)測相關(guān)電線和電纜在泄漏時所發(fā)生的電流變化，實現(xiàn)對其絕緣狀態(tài)的有效檢測。在此情況下，若是地跌中的相關(guān)電氣設(shè)備在實際運行時出現(xiàn)電氣故障，其發(fā)生故障的位置就一定是電流在穿過電流互感器時進入大地的實際位點。基于此，為了能夠更好將這一類監(jiān)控探測器的實質(zhì)性作用充分的發(fā)揮出來，相關(guān)人員應在合理選擇安裝位置的同時對其進行有效安裝。

ARCM型剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器，可對回路中的剩余電流互感器進行有效檢測，探測器支持開口式和閉口式多種安裝方式，可以有效解決現(xiàn)場互感器的安裝問題。

圖1 低壓配電室現(xiàn)場安裝

圖2 強電間現(xiàn)場安裝

測溫式電氣火災監(jiān)控設(shè)備的有效應用

由于電器負荷的過載，會導致線纜的電流過流，并蘇浙電流的不斷提升，地鐵中相關(guān)電氣設(shè)備的電阻數(shù)值正在持續(xù)上升，溫度升高，而測溫式監(jiān)控探測器設(shè)備的有效應用便是在此運行原理的基礎(chǔ)上開展相關(guān)工作的。對于此類監(jiān)控探測器設(shè)備而言，其主要是以測溫傳感器為依靠進行實際工作，一般會在一些發(fā)熱現(xiàn)象比較明顯、發(fā)熱概率比較高的位置進行實際安裝。如，電纜接頭和開關(guān)觸點等。此外，地鐵的相關(guān)部門也會將此類監(jiān)控探測器設(shè)備安裝在開關(guān)和底座的接觸區(qū)域，以實現(xiàn)對低壓配電設(shè)備使用狀態(tài)和運行狀態(tài)的有效檢測。比如三級負荷的總斷路器接口處等。只有這樣，才能在實現(xiàn)有效監(jiān)測的同時，避免出現(xiàn)電氣火災的相關(guān)事故。

ARCM型測溫型電氣火災監(jiān)控探測器主要配合ARCM-NTC型測溫傳感器，可以對線纜的溫度進行有效檢測。

圖3 ARCM-NTC

圖4 ARCM-NTC現(xiàn)場安裝

限流式保護器的有效應用

隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，社會電氣化程度不斷提高，用電負荷過大、線路短路等原因?qū)е码姎饣馂陌l(fā)生越來越頻繁，使得火災數(shù)量呈上升趨勢，地鐵項目中的電氣火災也屢見不鮮。為了防止電氣火災事故的發(fā)生，低壓配電系統(tǒng)已普遍采用了智能化的電子設(shè)備和系統(tǒng)對用戶現(xiàn)場的電氣線路進行監(jiān)測、報警和控制。但是，對于造成電氣火災危害嚴重、占比大的電路短路故障，始終缺乏有效的限流短路保護手段以預防和解除故障。

安科瑞生產(chǎn)的ASCP型限流式保護器，可以對回路的短路進行有效保護。

圖5 ASCP限流式保護器現(xiàn)場安裝

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結(jié)語

綜上所述，對電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在醫(yī)院的應用進行研究，結(jié)合醫(yī)院建筑電氣線路特點，采用電氣防火監(jiān)控系統(tǒng)，加強對醫(yī)院電氣火災原因的監(jiān)測分析，及時進行電氣火災隱患消除，對確保醫(yī)院建筑電氣的正常運行，具有十分積極的意義。