淺談建筑電氣剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

張星

安科瑞電氣股份有限公司?上海嘉定?201801

【摘要】：在高層建筑中采用的剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于漏電監(jiān)控方面屬于早期預(yù)報(bào)警系統(tǒng)，與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)不同的是，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可以在火災(zāi)發(fā)生前報(bào)警，從而避免損失，而火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)只能在確認(rèn)火災(zāi)發(fā)生后減少損失。

【關(guān)鍵詞】：建筑電氣；剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

0引言

剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器以及測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器等3個(gè)基本的設(shè)備組成。其中火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器又由監(jiān)控探測(cè)器和剩余電流互感器(分對(duì)插式、閉合式兩種)組成，而測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器由監(jiān)控探測(cè)器和測(cè)溫傳感器組成。

1原理與應(yīng)用

1.1設(shè)計(jì)依據(jù)

近年來(lái)我國(guó)為加強(qiáng)電氣火災(zāi)防范的監(jiān)控力度，相繼制訂或修改了相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用提供了依據(jù)，主要包括：①GB50045—95(2005版)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第9．5．1條：高層建筑內(nèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性大、人員密集等場(chǎng)所宜設(shè)置漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)；②GB50016—2006(建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第11．2．7條：各種類(lèi)型的影劇院、館所、倉(cāng)庫(kù)、住宅小區(qū)、醫(yī)院、商店、學(xué)校等場(chǎng)所宜設(shè)置剩余電流動(dòng)作電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；③《建筑電氣火災(zāi)預(yù)防要求和檢測(cè)方法》有關(guān)條文也明確要求“應(yīng)在電源進(jìn)線(xiàn)端設(shè)置自動(dòng)切斷電源或報(bào)警的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器”；④GB14287—2OO5(電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》規(guī)定了相應(yīng)產(chǎn)品要滿(mǎn)足的技術(shù)要求；⑤JGJ16—2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第13．12篇規(guī)定了防火剩余電流動(dòng)作報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足的要求。

1.2監(jiān)控原理

漏電監(jiān)控報(bào)警主要是利用裝在被監(jiān)控配電線(xiàn)路上的剩余電流互感器檢測(cè)線(xiàn)路上的漏電流來(lái)實(shí)現(xiàn)。剩余電流互感器本質(zhì)上是一個(gè)高靈敏的電流互感器，它能檢測(cè)出配電線(xiàn)路上小到幾毫安或十幾毫安的微小漏電流，而漏電流檢測(cè)則是依據(jù)剩余電流原理來(lái)確定的。當(dāng)配電線(xiàn)路中3條相線(xiàn)和1條零線(xiàn)共同穿過(guò)剩余電流互感器的鐵芯線(xiàn)圈時(shí)，在正常情況下它們的電流矢量和為零，則互感器的線(xiàn)圈不會(huì)感應(yīng)出任何電流；但當(dāng)任何一條相線(xiàn)或者零線(xiàn)有一部分電流在互感器之后分流到大地(即漏電)，此時(shí)在互感器處它們的電流矢量和就不為零了，而互感器的線(xiàn)圈也就感應(yīng)出相應(yīng)的漏電電流，故稱(chēng)為剩余電流。把檢測(cè)到的剩余電流處理后與監(jiān)控裝置設(shè)定值進(jìn)行比較，一旦達(dá)到和超過(guò)設(shè)定值，與剩余電流互感器連接的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器即發(fā)出漏電報(bào)警，并同時(shí)輸出脫扣跳閘信號(hào)切斷相應(yīng)故障線(xiàn)路電源。漏電檢測(cè)如圖1。

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1.3實(shí)施方案

通過(guò)在被監(jiān)控電力配電線(xiàn)路主開(kāi)關(guān)下方安裝剩余電流式電氣火災(zāi)探測(cè)器和剩余電流互感器，并通過(guò)信號(hào)總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)與電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)間的信息通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣火災(zāi)的監(jiān)控。根據(jù)工程設(shè)計(jì)的實(shí)際需要，監(jiān)控系統(tǒng)可在整個(gè)電力系統(tǒng)的任何一條配電線(xiàn)路上安裝，并承擔(dān)對(duì)安裝節(jié)點(diǎn)以下的相關(guān)電氣線(xiàn)路和設(shè)備的漏電監(jiān)控報(bào)警，起到脫扣跳閘保護(hù)的作用。同時(shí)也能根據(jù)電力設(shè)計(jì)的需要而組成二級(jí)或多級(jí)監(jiān)控實(shí)施保護(hù)，并實(shí)現(xiàn)在相應(yīng)線(xiàn)路漏電故障報(bào)警時(shí)有選擇性地脫扣跳閘保護(hù)。

2工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

依據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，工程設(shè)計(jì)中剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)符合下列要求：

(1)?電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)根據(jù)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)保護(hù)對(duì)象火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)來(lái)確定。一個(gè)電氣火災(zāi)報(bào)警探測(cè)區(qū)域不應(yīng)超過(guò)一個(gè)防火分區(qū)。電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備應(yīng)設(shè)置在消防控制室或有人值班的場(chǎng)所，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的導(dǎo)線(xiàn)選擇、線(xiàn)路敷設(shè)、供電電源及接地，應(yīng)與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)要求相同。剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)僅作用于報(bào)警，不宜自動(dòng)切斷保護(hù)對(duì)象的供電電源。對(duì)規(guī)范中規(guī)定“宜”設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的建筑物和場(chǎng)所，原則上均應(yīng)考慮要設(shè)計(jì)，如有特殊情況，也應(yīng)經(jīng)過(guò)消防主管部門(mén)的認(rèn)可后方可取消設(shè)置。

(2)?電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)探測(cè)器的檢測(cè)點(diǎn)設(shè)景至關(guān)重要，如設(shè)計(jì)得不合理，會(huì)造成誤報(bào)率很高，嚴(yán)重削弱電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的使用效果。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)探測(cè)器的布點(diǎn)，首先應(yīng)對(duì)建筑物內(nèi)的防火分區(qū)做出合理的布置設(shè)計(jì)，再依據(jù)防火分區(qū)布置給電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)劃分出適當(dāng)?shù)奶綔y(cè)區(qū)域、保護(hù)范圍。剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器檢測(cè)點(diǎn)的設(shè)置通常要考慮兩個(gè)問(wèn)題：一是配電回路的自然泄漏電流對(duì)測(cè)量的影響和自然泄漏電流波動(dòng)對(duì)測(cè)量的影響。二是電氣火災(zāi)易發(fā)生的部位。對(duì)自然泄漏電流的影響應(yīng)采取措施盡量抵消，方法一是將檢測(cè)點(diǎn)設(shè)在負(fù)荷側(cè)，干線(xiàn)部分的自然泄漏電流對(duì)測(cè)量沒(méi)有影響。方法二是將檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置在電源側(cè)，采用下限連續(xù)可調(diào)的剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器抵消自然泄漏電流的影響，但這種方法在容量較大線(xiàn)路較長(zhǎng)及自然泄漏電流波動(dòng)較大的配電回路中也不宜采用。還是將檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置在負(fù)荷側(cè)。從電氣火災(zāi)發(fā)生的部位來(lái)看，負(fù)荷側(cè)發(fā)生火災(zāi)的概率遠(yuǎn)大于電源側(cè)，在不能兩全的情況下，還是將檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置在負(fù)荷側(cè)為宜。由于配電線(xiàn)路的分布電容是和線(xiàn)路容量、線(xiàn)路長(zhǎng)短、敷設(shè)方式、空氣濕度等因素有關(guān)，如果自然泄漏電流波動(dòng)較大，為減少誤報(bào)，建議檢測(cè)點(diǎn)安裝在配電系統(tǒng)二級(jí)開(kāi)關(guān)進(jìn)線(xiàn)處。

(3)?剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)動(dòng)作報(bào)警值宜為500mA，當(dāng)回路的自然漏電流較大，500mA不能滿(mǎn)足要求時(shí)，宜采用門(mén)檻電平連續(xù)可調(diào)的剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器或分段報(bào)警方式抵消自然泄漏電流流的影響。剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)動(dòng)作報(bào)警值500mA是現(xiàn)行國(guó)際電工委員會(huì)IEC標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)動(dòng)作報(bào)警值應(yīng)考慮配電系統(tǒng)及用電設(shè)備的正常泄漏電流，動(dòng)作報(bào)警值應(yīng)不小于正常泄漏電流較大值的2倍，且不大于1000mA。配電系統(tǒng)及用電設(shè)備的正常泄漏電流以實(shí)測(cè)為準(zhǔn)。

(4)?剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器安裝方式根據(jù)產(chǎn)品選型和具體工程配電系統(tǒng)的特點(diǎn)一般有以下幾種方式。配電箱內(nèi)部安裝方式，將剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器與斷路器配套用導(dǎo)軌形式安裝在配電箱內(nèi)，這種安裝方式一般適用于新建E程；配電箱外部安裝方式，在配電箱附近設(shè)置一個(gè)專(zhuān)門(mén)安裝剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的箱體，將電源通過(guò)剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器后再接人配電箱，這種安裝方式對(duì)于新建工程和改造工程均適用；配電柜成套安裝方式，直接在配電柜面板上嵌入剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，只考慮在柜內(nèi)適當(dāng)位置固定檢測(cè)剩余電流的互感器(一般在主斷路器的上端或下端)，無(wú)需改動(dòng)配電柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和增加單獨(dú)的剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器安裝箱，這種安裝方式一般適用于新建工程，在設(shè)計(jì)圖紙中應(yīng)提出明確要求，由電氣成套廠(chǎng)在面板上預(yù)留嵌裝剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的安裝孔。

2.1對(duì)電氣防火新產(chǎn)品、新技術(shù)大力推廣

將電氣防火基礎(chǔ)理念與有關(guān)的實(shí)用技術(shù)在生產(chǎn)企業(yè)、科研單位進(jìn)行推廣研究，從技術(shù)層面提升電氣火災(zāi)預(yù)防與控制的效率，尤其應(yīng)該在人員密集的地方安裝漏電火災(zāi)報(bào)警器，對(duì)電氣線(xiàn)路的故障與顯現(xiàn)的異常情況做到及時(shí)的掌控，能夠在一時(shí)間報(bào)警，提升預(yù)防電氣火災(zāi)的效率性。

2.2加強(qiáng)電氣防火檢測(cè)服務(wù)組織建設(shè)

電氣防火檢測(cè)對(duì)技術(shù)性要求較高，從事電氣防火檢測(cè)的服務(wù)組織其技術(shù)能力一定要過(guò)關(guān)，要具備相關(guān)的從業(yè)資格。國(guó)家應(yīng)該盡快出臺(tái)《建筑電氣火災(zāi)預(yù)防性檢測(cè)要求和方法》，為電氣防火檢測(cè)行業(yè)的健康發(fā)展提供指導(dǎo)。

2.3大力舉辦電氣防火宣傳教育培訓(xùn)

充分發(fā)揮各種媒體的宣傳作用，對(duì)安全用電常識(shí)、電氣火災(zāi)防控技術(shù)進(jìn)行普及宣傳。選取典型建筑電氣火災(zāi)案例進(jìn)行深刻的剖析，提高社會(huì)群體的安全用電意識(shí)。

2.4嚴(yán)格電氣防火管理監(jiān)督

在建筑設(shè)計(jì)、驗(yàn)收、施工、使用等各個(gè)環(huán)節(jié)，以及電氣產(chǎn)品生產(chǎn)、流通階段，相關(guān)監(jiān)督管理部門(mén)要切實(shí)擔(dān)負(fù)起自身職責(zé)，嚴(yán)格電氣防火管理監(jiān)督。有關(guān)電氣防火工作，作為電力管理不部門(mén)一定要高度重視，要將其與本行政區(qū)域內(nèi)電力供應(yīng)和使用的監(jiān)督管理放置在同等重要的地位進(jìn)行監(jiān)督管理。作為電力供應(yīng)者、電力使用者要以《供用電合同》為指導(dǎo)，行使好自身職責(zé)，將電氣防火相關(guān)措施落實(shí)到實(shí)處。建設(shè)行政主管部門(mén)要把電氣工程的施工、設(shè)計(jì)、監(jiān)理納入到建設(shè)工程質(zhì)量管理工作的重要位置，從根源上對(duì)建筑電氣火災(zāi)隱患做好防控。公安消防部門(mén)要在行政許可環(huán)節(jié)加強(qiáng)建筑消防設(shè)計(jì)驗(yàn)收、審核、開(kāi)業(yè)前檢查等，對(duì)檢察過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)處理。

3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(xiàn)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(hù)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(fǎng)問(wèn)，查詢(xún)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(hù)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：

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3.1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(gòu)買(mǎi)，或者客戶(hù)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）

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現(xiàn)場(chǎng)硬件配置

方案一：100A以下回路，開(kāi)口式互感器

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方案二：100A以下回路，普通互感器，會(huì)增加施工量

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方案三：100A以下回路，普通電流互感器，探測(cè)器和無(wú)線(xiàn)模塊分開(kāi)，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。

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3.2運(yùn)行條件:

1）瀏覽器運(yùn)行設(shè)備：

臺(tái)式電腦，手機(jī)、平板等移動(dòng)端設(shè)備。

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(fǎng)問(wèn)。

3.3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(fǎng)問(wèn)量：>=10000

歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：>=3年

4結(jié)語(yǔ)

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是近幾年出現(xiàn)的新技術(shù)，對(duì)于它的設(shè)計(jì)和應(yīng)用還處在摸索實(shí)踐階段，包括產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范都在逐步完善中。做為設(shè)計(jì)人員，我們應(yīng)當(dāng)在工程設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)教訓(xùn)，使電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在防范電氣火災(zāi)方面充分的發(fā)揮出它的作用。

參考文獻(xiàn):

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[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)，2020.06版.

作者簡(jiǎn)介：

張星，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)殡姎饣馂?zāi)的現(xiàn)狀問(wèn)題和防控對(duì)策

　　審核編輯：鄢孟繁