淺談智慧消防在石油化工電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的應用

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要:各使用不當?shù)龋瑫o石油化工企業(yè)的安全生產(chǎn)帶來嚴重影響。基于此，從預防火災發(fā)生和消防用電設備電源維護角度進行分析，結合智是消防發(fā)展要求，構建健全的消防監(jiān)控系統(tǒng)，加強火災預防，避免火災給企業(yè)帶來嚴重的經(jīng)濟損失。

關鍵詞:電氣火災監(jiān)控系統(tǒng):消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng):智慧消防:火災探測器

0引言

根據(jù)應急管理部消防救援局發(fā)布的全國火災數(shù)據(jù)來看，2020年因違反電氣安裝使用規(guī)范所產(chǎn)生的火災共有8.5萬件，是全國總火災數(shù)量的33.6%；因電氣故障出現(xiàn)的大型火災事件數(shù)量36件，占大型火災總數(shù)量55.%。可見電氣設備線路故障誘發(fā)的火災事故數(shù)量較多。

石油化工業(yè)是我國重要產(chǎn)業(yè)之一，石化企業(yè)有各種電氣設備，容易在日常運行中出現(xiàn)各種火災隱患，誘發(fā)火災的因素趨于多樣化，包括安全管理意識薄弱、違反操作規(guī)范等主觀因素隨著企業(yè)生產(chǎn)年限不斷增加，電氣設備出現(xiàn)老齡化趨勢，導致很多用電設備出現(xiàn)短路、漏電等現(xiàn)象，這些故障通常出現(xiàn)在電氣設備穿線管內部，是產(chǎn)生電氣起火的重要因素。但因為很多短路現(xiàn)象具有較強的隱蔽性，短時間內無法被發(fā)現(xiàn)，從而導致火勢大規(guī)模蔓延。同時，因石油化工行業(yè)具有一定特殊性，如果出現(xiàn)火災事故，很容易引起有毒氣體泄漏，給企業(yè)帶來嚴重的經(jīng)濟損失，嚴重威脅人員安全，還會給企業(yè)形象造成破壞口.所以，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)十分重要。

1石油化工電氣*常見的火災類型

1.1電氣設備漏電造成的火災

當電氣設備和線路運行時間長久，絕緣材料老化或者人為損壞以及潮濕高溫環(huán)境原因影響，會造成絕緣性能下降，電氣設備和線路就會漏電。如果接觸不良就會產(chǎn)生火花和高溫，引燃可燃物品，造成火災。預防這類火災的措施有幾點:電氣設備設計安裝漏電保護裝置:電氣設備金屬外殼和電源線路金屬導管和橋架安裝可靠接地裝置。

1.2電氣設備線路短路造成的火災

當裸露導體或者絕緣導體絕緣破壞，導體直接接觸時就會造成相線之間、相線零線之間和相線與大地之間短路。短路時電阻小，短路電流大，溫度迅速升高，熔斷導線，引燃可燃物。這類火災發(fā)展速度快，破壞性嚴重。預防這類火災的措施有幾點:電氣設備設計安裝短路保護裝置，比如斷路器、熔斷器等:電氣設備和線路設計安裝火災監(jiān)測系統(tǒng)。

1.3 電氣設備和線路過載造成的火災

電氣設備和線路正常運行時,電流和溫升在設計正常范圍,不會造成火災。當不按照設計要求任意加大負載或者不按照設計要求加長運行時間以及電氣設備故障時，運行電流就會加大，電氣元件和線路溫度上升很快。當溫度到達一定程度后，設備和線路就會發(fā)生破壞，從而燃燒引起火災。預防這類火災的措施有幾點:嚴格按照設計要求的負荷和時間運行設備:電氣設備設計安裝熱過載保護裝置:電氣設備設計安裝缺相保護裝置。

2 基于智慧消防的石油化工電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)研究

2.1 電氣火災控制系統(tǒng)的組成和設置

2.1.1電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)組成

電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)中包括電氣火災監(jiān)控器和電氣火災探測器(見圖1)。其中電氣火災監(jiān)控器在整個電氣火災監(jiān)控中具有重要作用，能集中控制電氣火災情況，自動觸發(fā)故障報警系統(tǒng)，避免電氣火災給相關企業(yè)帶來嚴重的經(jīng)濟損失。目前，該設備通常安裝在有工作人員值班的場所，當電氣火災監(jiān)控器被安裝在無人看守區(qū)域時，要及時將故障信號和報警信號傳輸?shù)较揽刂剖?。目前，在系統(tǒng)運行中，工作人員*常用測溫式和電流式電氣火災探測器，但隨著電氣火災監(jiān)控設備不斷發(fā)展組合式電氣火災探測器出現(xiàn)在人們視線范圍內，其能監(jiān)控1kV配電線路剩余的電流和溫度，能進一步降低電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)硬件數(shù)量，還能通過收集各方面數(shù)據(jù)資源，判斷出電氣故障的主要類型，提前將各種安全隱患進行控制。

2.1.2新建石油化工生產(chǎn)裝置電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設置

在電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)運行過程中，工作人員要注重提前預防，將電氣設備安全故障控制在事前。因此，在企業(yè)日常生產(chǎn)過程中，為滿足企業(yè)不間斷生產(chǎn)的要求，工作人員不能隨意切斷用電負荷電源，在很多環(huán)境下，該系統(tǒng)只具有報警作用，但不具備跳閘功能。工作人員要分析電氣線路實際運行情況收集電氣線路傳輸數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)線路存在嚴重漏電問題，故障線路相關數(shù)據(jù)會直接顯示在電氣火災監(jiān)控器上，如漏電溫度、電流、位置等數(shù)據(jù)，及時提醒工作人員進行維護，解決安全事故，避免安全事故給生產(chǎn)效率帶來嚴重影響。同時，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在觸發(fā)系統(tǒng)報警時，會自動將報警信號傳輸給火災自動報警系統(tǒng)。同時，為避免出現(xiàn)電氣火災現(xiàn)象，工作人員在設置剩余電流檢測設備時動作電流應低于300m，考慮到電壓等級1kv下的電纜導體材料不同、絕緣介質不同，其日常工作溫度存在明顯差異性，如0.6/1kV銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜*高工作溫度為90°C，而銅芯聚氯乙烯絕緣電纜作為目前使用范圍*廣的電纜，其導體工作溫度*高為70°C。工作人員在設置測溫式電氣火災探測器報警數(shù)值時，要結合線路電纜型號和規(guī)格進行設置。另外，為降低錯誤報警頻率和電氣火災發(fā)生概率，工作人員可將電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)中的溫度檢測報警數(shù)據(jù)合理設置*高工作溫度。

2.1.3石油化工生產(chǎn)裝置電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設置

針對未設置電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的石油化工，想要設置該系統(tǒng)具有較高難度系數(shù)，如當抽屜式低壓開關柜內空間不足時，工作人員不能安裝剩余電流互感器監(jiān)督其剩余電流。為解決設置安全問題，要結合企業(yè)設置要求，進一步優(yōu)化既有石油化工生產(chǎn)裝置，完善電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，加強企業(yè)日常生產(chǎn)的安全管理。同時，在石油化工生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)中要安裝微機綜合保護裝置，多方位保護電動機回路、饋線等環(huán)節(jié)實現(xiàn)漏電保護功能，這和剩余電流式電氣火災探測器原理基本相同，配合通信管理機實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集工作，從而實時檢測線路剩余電流。另外，在上述基礎上，工作人員要配合測溫式電氣火災監(jiān)控檢測器，實時監(jiān)督電氣設備各環(huán)節(jié)溫度，構建健全的電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，合理控制現(xiàn)有設備改造幅度。

2.2消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)的組成和設置

目前，消防設備是控制電氣火災的重要基礎，其主要包括電動防火卷簾門、消防補風、消防排煙風機、消防電梯等。通過合理應用這些消防用電設備能控制火災蔓延速度，給人員疏散和營救提供充足的時間，有效降低因火災問題產(chǎn)生的人員傷亡和經(jīng)濟損失。在正常情況下，很多設備在熱備狀態(tài)，只有當出現(xiàn)火災情況時才被投入使用，一旦消防用電設備電源存在問題，工作人員未定期進行檢查，就很容易影響消防用電設備的使用性能。而消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)作為我國*實用的預警監(jiān)控系統(tǒng)，其具有結構簡單、操作便捷、效率高等特征，被廣泛應用在各行業(yè)生產(chǎn)工作中。同時，消防設備電源監(jiān)控結構有兩種結構組網(wǎng)，即消防電源狀態(tài)監(jiān)控器和電壓傳感器，便于工作人員實時監(jiān)督消防設備實際情況，提高石油化工企業(yè)消防安全管理水平。

2.2.1消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)的組成

消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)負責消防用電設備電源監(jiān)控工作.保證在出現(xiàn)火災時消防用電設備能正常使用，給消防救援工作提供幫助。該系統(tǒng)主要包括電樂和電流監(jiān)控模塊傳感器、消防電源監(jiān)控主機、分機等，針對大型石油化工企業(yè)，監(jiān)控模塊傳感器自動收集各種消防設備電源參數(shù)，通過總線和消防控制室，將其上傳到全場性控制室，構建全廠消防設備電源的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是根據(jù)消防設備電源的電氣數(shù)據(jù)變化情況發(fā)布相關指令，當消防用電設備出現(xiàn)如缺相、過電壓、斷路、過載等冬種故障，會自動觸發(fā)聲光報警信號，提醒工作人員進行維護。

2.2.2設置消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)注意事項

在制定配電方案過程中，工作人員*常用放射式直供電方法，將消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測點設置在距離變電所出線端較近位置，一旦消防配電線路出現(xiàn)火災現(xiàn)象，該系統(tǒng)無法將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较烙秒娫O備受電端，給整個消防救援工作帶來嚴重影響。針對該種情況，工作人員要合理設置電壓監(jiān)控模塊傳感器，通常安裝在距離消防用電設備未端較近位置，如消防雙電源切換裝置進線口，充分發(fā)揮消防電源監(jiān)控作用，保證石油化工企業(yè)日常生產(chǎn)的安全性。

2.3基于智慧消防的石油化工電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)應用

2017年，公安部消防局發(fā)布《關于*面推進“智慧消防建設的指導意見》，要求相關企業(yè)合理利用各種信息技術，如云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術，推動智慧消防建設進程，將信息化技術和消防業(yè)務相互結合，進一步完善社會火災防控體系，促進傳統(tǒng)消防向智能化方向發(fā)展。目前，上述要求主要針對社會火災防控體系，石油化工企業(yè)是目前*重要的防控環(huán)節(jié)之一。隨著消防產(chǎn)業(yè)技術不斷發(fā)展，傳統(tǒng)消防管理工作無法演足企業(yè)生產(chǎn)安全要求，企業(yè)要對消防設施進行動態(tài)監(jiān)管和預報警功能，積*購買冬種先進的消防監(jiān)控系統(tǒng)，如消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)、消防水泵巡檢系統(tǒng)、消防應急照明系統(tǒng)。但從目前消防監(jiān)控系統(tǒng)運行情況來看，發(fā)現(xiàn)不能將消防監(jiān)控系統(tǒng)進行獨立設置，無形中增加工作人員日常監(jiān)控工作量，要將不同消防監(jiān)控系統(tǒng)相互結合，實現(xiàn)消防監(jiān)控系統(tǒng)一體化，統(tǒng)一各種消防監(jiān)控系統(tǒng)的通信協(xié)議,實現(xiàn)不同消防監(jiān)控系統(tǒng)間的相互溝通(見表1)。通過實現(xiàn)消防監(jiān)控系統(tǒng)一體化，不僅能保證不同監(jiān)控系統(tǒng)自身監(jiān)控功能，還能利用實現(xiàn)消防監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)互通，避免消防監(jiān)控系統(tǒng)遇到的問題。

在實現(xiàn)消防監(jiān)控系統(tǒng)一體化過程中，要合理利用智慧消防物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)各種設備和系統(tǒng)間的組網(wǎng)，實時定位每個系統(tǒng)的運行狀態(tài)和故障報警位置，通過分級授權管理模式向企業(yè)不同級別用戶提供相關網(wǎng)頁界面，讓企業(yè)管理層根據(jù)不同權限進行實時控制。通過利用消防監(jiān)控系統(tǒng)一體化，遠程進行火災報警聯(lián)動，實時檢測消防設備實際情況，提高日常消防管理水平。同時，安全管理人員可利用相關App，多方面分析企業(yè)內部消防設備實際情況，一旦消防系統(tǒng)故障報警系統(tǒng)被觸發(fā)，能及時收集到火災相關信息，便于當?shù)叵啦块T掌握企業(yè)的消防設施運行情況，能進行日常消防監(jiān)督，確定石油化工企業(yè)火災危險程度，給消防部門研究火災風險提供豐富的數(shù)據(jù)資源。

3安科瑞電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

3.1概述

Acre1-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)國家現(xiàn)行規(guī)范標準由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨立運行的系統(tǒng)，已通過國家消防電子產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗中心的消防電子產(chǎn)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(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運行，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應用。該系統(tǒng)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(jiān)視，實現(xiàn)對電氣火災的早期預防和報警，當必要時還能聯(lián)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(jù)用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災自動報警系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)交換和共享。

3.2應用場合

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家*點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領域。

3.3系統(tǒng)結構

3.4系統(tǒng)功能

監(jiān)控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發(fā)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(xiàn)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。

當被監(jiān)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。

通訊故障報警：當監(jiān)控設備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生

故障時，監(jiān)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(fā)出故障報警聲音。電源故障報警：當主電源或備用電源發(fā)生故障時，監(jiān)控設備也發(fā)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。

當發(fā)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(shù)據(jù)庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

4配置方案

應用場合	型號	產(chǎn)品照片	功能
消防控制室	Acrel-6000/B		適用于1~4條通信總線*多可連接256個探測器，可適用于壁掛安裝的場所。
	Acrel-6000/Q		適用于大型組網(wǎng)，壁掛式監(jiān)控主機數(shù)量較多且需集中查看的場所，主要監(jiān)測壁掛主機信息。
一、二級 低壓配電	ARCM200L-Z2		三相(I、U、kW、Kvar、kWh、Kvarh、Hz、cos中)，視在電能、四象限電能計量，單回路剩余電流監(jiān)測，4路溫度監(jiān)測，2路繼電器輸出，4路開關量輸入，事件記錄，內置時鐘，點陣式LCD顯示，2路獨立RS485/Modbus通訊
	ARCM200L-J8		8路剩余電流監(jiān)測，2路繼電器輸出，4路開關量輸入，事件記錄，內置時鐘，點陣式LCD顯示，1路RS485/Modbus通訊
	ARCM300-J1		1路剩余電流監(jiān)測，4路溫度監(jiān)測，1路繼電器輸出，事件記錄，LCD顯示，1路RS485/Modbus通訊
	AAFD-□		檢測末端線路的故障電弧，485通訊，導軌式安裝。
	ASCP200-□		短路限流保護、過載保護、內部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測，1路RS485通訊，1路GPRS或NB無線通訊，額定電流為0-40A可設。
			短路限流保護、過載保護、內部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測，1路RS485通訊，1路NB或4G無線通訊，額定電流為0-63A可設。
配套附件	AKH-0.66		測量型互感器，采集交流電流信號
	AKH-0.66/L		剩余電流互感器，采集剩余電流信號
	ARCM-NTC		溫度傳感器，采集線纜或配電箱體溫度

5結語

綜上所述，隨著石油化工企業(yè)消防安全意識逐漸增強，為避免火災給工作人員帶來嚴重傷害，防止給周圍生態(tài)環(huán)境帶來嚴重破壞，要改革傳統(tǒng)消防理念，實現(xiàn)消防事前預警。工作人員要結合企業(yè)生產(chǎn)情況，構建健全的電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)和消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)，通過利用火災自動報警系統(tǒng)將消防電源監(jiān)控、電氣火災監(jiān)控相互融合，提高日?；馂谋O(jiān)督效率。同時，采用智能消防物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)火災遠程監(jiān)控，給石油化工企業(yè)消防巡檢工作提供豐富的數(shù)據(jù)資源，充分發(fā)揮其在人員疏散方面的作用，將企業(yè)電氣火災風險控制在*小范圍。

【參考文獻】

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[3]安科瑞消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)/防火門監(jiān)控系統(tǒng)/消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)/電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)選型手冊.2022.05版

審核編輯 黃宇