電氣火災監控在建筑防火中的應用分析

摘要：隨著(zhù)經(jīng)濟社會(huì )的進(jìn)步發(fā)展，為實(shí)現更多地建筑功能，滿(mǎn)足不同的使用需要，建筑電氣設計與安裝呈現復雜化趨勢，與此同時(shí)，做好建筑電氣防火工作也被愈發(fā)重視。在建筑電氣防火工作當中，建立建設完善的火災監控系統是十分具有必要性的有效措施，通過(guò)火災監控能夠有效提升建筑電氣防火的效率，降低建筑電氣火災事故的影響。本文主要分析討論火災監控在建筑電氣防火中的應用的相關(guān)問(wèn)題，希望對提高火災監控在建筑電氣防火中的應用水平有所幫助。

關(guān)鍵詞：火災監控；建筑電氣；防火；電氣火災監控系統；剩余電流傳感器；火災預警

 

    電氣火災在各類(lèi)發(fā)生的建筑災害中占比，主要是由于電氣使用不當，線(xiàn)路短路故障引起，由電氣火災造成的財產(chǎn)損失及人員傷亡嚴重，影響惡劣。針對于此，為兼顧建筑功能使用的多樣性需求與建筑電氣防火工作需要，進(jìn)行火災監控系統建設十分必要。

    現階段，建筑電氣火災監控設備的工藝成熟度較高，產(chǎn)品的質(zhì)量相對穩定，這在一定程度上提高了電氣火災監控設備與不同建筑類(lèi)型的適用性與匹配度，特別是在經(jīng)濟社會(huì )進(jìn)步發(fā)展的當下，城市化進(jìn)程加速的過(guò)程中，建筑電氣火災監控的使用被愈發(fā)重視，不僅僅是為確保建筑使用的，避免火災帶來(lái)的財產(chǎn)損失與人員傷亡，也是從構建和諧社會(huì )角度出發(fā)而進(jìn)行的考量。建筑電氣火災監控屬于預報警系統的主要功能包括實(shí)時(shí)監控、區域監控、網(wǎng)絡(luò )監控、預報警等，不同功能共同作用意在避免電氣火災的發(fā)生，從而避免火災發(fā)生造成的重大損失及人員傷亡。

    在具體應用當中，一套完善的建筑電氣防火火災監控系統應由監控設備、剩余電流互感器與溫度傳感器三部分組成，只有這三部分共同作用才能實(shí)現建筑電氣火災監控的良好運轉。在具體工作時(shí)，剩余電流互感器與溫度傳感器會(huì )對建筑電氣設備電流、溫度等異常狀態(tài)進(jìn)行信息的捕捉，異常信息的采集主要是基于電磁感應、溫度效應等原理，也正是因為基于這些科學(xué)原理而進(jìn)行工作，才使得建筑電氣火災監控系統的運行具有科學(xué)性與準確性。信息捕捉采集后，會(huì )經(jīng)A/D轉換、CPU等進(jìn)行幅值分析并與報警值比較，超出報警值的信息會(huì )被傳輸至監控設備，再由監控設備進(jìn)行是否能夠發(fā)生火災的識別判定，確認會(huì )發(fā)生火災后啟動(dòng)警報，點(diǎn)亮指示燈并發(fā)出報警聲，并將具體信息進(jìn)行屏幕顯示，以便于相關(guān)人員對故障預警位置進(jìn)行先期處置。特別需要注意的一點(diǎn)是，當警報響起、指示燈亮起時(shí)，證明存在可能發(fā)生火災的可能，而不是火災已經(jīng)發(fā)生，這就起到了預判風(fēng)險，并給躲避防范化解風(fēng)險預留了充足的時(shí)間，在這段時(shí)間內一方面要組織逃生疏散，另一方面要及時(shí)對火災隱患進(jìn)行排查，對存在的問(wèn)題進(jìn)行處理。

    建筑電氣防火火災監控的是能夠引發(fā)建筑火災的各類(lèi)故障原因，主要涉及電氣線(xiàn)路、設備以及供配電設備等。具體來(lái)說(shuō)，建筑電氣防火火災監控的包括漏電、短路、斷路、超負荷、接觸電阻過(guò)大五項內容，這五項內容都是在建筑電氣設備配備安裝及使用過(guò)程中易發(fā)生的故障問(wèn)題。

具體分析如下：

2.1漏電

    漏電所造成的熱作用與電火花是引發(fā)建筑電氣火災的重要原因，一般情況下帶電導體絕緣破壞、電氣工程安裝不良、電氣設備裝備不良、電線(xiàn)腐蝕嚴重等都會(huì )造成漏電，漏電時(shí)所產(chǎn)生的電位導體間不正常電流是建筑電氣防火火災監控的。漏電現象的存在與發(fā)生危害巨大，不僅能夠引發(fā)火災，更為重要的是漏電本身具備危險性，會(huì )傷及人員，而且漏電的發(fā)生會(huì )導致建筑電氣設備整體的癱瘓問(wèn)題，使功能無(wú)法實(shí)現。

2.2短路

    短路時(shí)，建筑電氣防火火災監控系統能夠捕捉到因電阻減小而突然的電流信息，因電流突然會(huì )使發(fā)熱量超過(guò)線(xiàn)路工作的正常值，從而引發(fā)火花、電弧導致絕緣層燃燒，嚴重者會(huì )熔化金屬引燃可燃物造成火災。在建筑電氣防火火災監控當中，短路故障占到60的比例，這一比例相對較高，這一比例也在一定程度上證明了短路故障存在的普遍性，為此通過(guò)建筑電氣防火火災監控系統對短路故障的發(fā)生進(jìn)行及時(shí)發(fā)現十分必要。

2.3斷路

    導線(xiàn)在斷開(kāi)或脫落的過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生火花，或造成回路發(fā)熱，這些都是引發(fā)建筑電氣火災的原因。多數斷路故障的發(fā)生，都伴有人為因素，為此對于斷路故障，不僅僅是要通過(guò)建筑電氣防火火災監控系統進(jìn)行故障的分析，更為重要的是對導致斷路故障發(fā)生的原因進(jìn)行排查，以確保斷路故障不再發(fā)生，從而從根本上提高斷路故障控制效率。

2.4超負荷

    導線(xiàn)在超負荷狀態(tài)下會(huì )使絕緣層加速老化，從而在到達一定程度后引燃絕緣層，引燃導線(xiàn)會(huì )引燃附近可燃物造成火災。為此，建筑電氣在使用的過(guò)程中一定要按照規范，科學(xué)使用，避免出現超負荷運行的情況，超負荷不僅會(huì )造成設備故障，嚴重者會(huì )引發(fā)火災。

2.5接觸電阻過(guò)大

    接觸電阻過(guò)大會(huì )使電氣線(xiàn)路局部范圍內產(chǎn)生大量熱量，致使絕緣層燃燒，引燃可燃物，造成火災。

3.1電氣火災監控在建筑防火中應用的作用

    電氣火災監控在建筑防火中應用的作用是對剩余電流進(jìn)行監測，所謂剩余電流是包括故障接地、對地電容、諧波分量、對地泄露等為主的電器式線(xiàn)路絕緣損傷泄露電。當短路發(fā)生時(shí)，有效的保護措施是由保護電器切斷電源，但是在未安裝電氣火災監控時(shí)，故障電流值發(fā)生但達不到過(guò)電流保護裝置時(shí)電源不會(huì )切斷，由此就會(huì )因為金屬性或者電弧性的短路故障引發(fā)火災。而安裝火災監控后，剩余電流保護裝置會(huì )在故障發(fā)生時(shí)就切斷電源，從而起到預報警作用，避免發(fā)生建筑電氣火災?？梢哉f(shuō)，電氣火災監控在建筑防火中的應用，是基于更加先進(jìn)與的理論基礎，可以切實(shí)提高火災監測的效率，并且能夠有更加超期的火災預判與隱患排查功能，這不僅是技術(shù)方面的進(jìn)步，更是理念的進(jìn)步。

3.2火災監控在建筑電氣防火中應用的注意事項

    火災監控在建筑電氣防火中的應用主要涉及三個(gè)方面，一是監控配電柜安裝，二是監控設備安裝，三是監控安裝布線(xiàn)，具體在每一項應用當中都有需要注意的部分，分析如下：

3.2.1電氣火災監控配電柜安裝

    作為電氣火災監控設備的主要安裝位置，配電柜本身空間有限，為此在選擇探測器、互感器等火災監控設備及安裝時(shí)要合理安排空間的使用，對配電柜面板進(jìn)行合理布局，必要時(shí)需要先進(jìn)性預裝模擬，確定好位置及布局后在進(jìn)行正式安裝。

    在進(jìn)行配電柜柜內安裝時(shí)，要注意不能對探測器的報警燈、聲音等進(jìn)行遮蔽阻擋，如果探測器采用嵌入式的安裝方法，則要在堅持操作適用原則的基礎上進(jìn)行安裝?，F階段，多采用預留孔的工藝方式將探測器與互感器同時(shí)固定在配電柜內，保持配電柜內部結構完整的情況下兼顧美觀(guān)與方便，使得二者在操作的過(guò)程中互不干擾，能夠保證正常運行。

3.2.2電氣火災監控設備安裝

    為保證探測器工作的持續性與穩定化，應將探測器電源由進(jìn)線(xiàn)端取出。另外要保證零線(xiàn)與相線(xiàn)的取樣來(lái)源一致，比如零線(xiàn)取自剩余電流互感器上游位置，那么相線(xiàn)也應該由剩余電流互感器上游位置取出。在配電柜布局因空間影響受*，探測器工作電源和取樣可以來(lái)自于剩余電流互感器下游，并將剩余電流互感器安排在斷路器的進(jìn)線(xiàn)端位置，具體情況要具體分析，以選擇為合理的安裝方式。探測器的數量確定，應根據建筑電氣的分級保護設計分布情況而定，針對于、二級和末級配電設備的位置情況，進(jìn)行探測器的分配，探測器的分配要注意保持合理密度及覆蓋性，避免出現不必要布置的情況，造成成本的增加與資源的浪費，甚至是功能發(fā)揮方面的互相干擾。在電源的選擇上，主機電源以控制消防供電為主，其他探測器以現場(chǎng)供電為主?；馂谋O控的報警信號應設置在指揮內，而電源的接入位置應設置在斷路器上端。

3.2.3電氣火災監控安裝布線(xiàn)

    電氣火災監控在建筑電氣防火中應用時(shí)，對于設備安裝布線(xiàn)的要求較高，合理的進(jìn)行安裝布線(xiàn)能夠有效提升電氣火災監控設備布局的合理性，提高使用效率。通常情況下，對于新建建筑可將探測器安裝于專(zhuān)設配電柜當中，安裝時(shí)要盡量遠離導電母線(xiàn)，確保剩余電流互感器牢固套靠在電源母線(xiàn)之上，采用導線(xiàn)屏蔽的方式進(jìn)行探測器與互感器之間的連線(xiàn)。在進(jìn)行火災監控安裝布線(xiàn)時(shí)，要特別注意對零線(xiàn)和保護地線(xiàn)進(jìn)行區分，剩余電流保護和報警裝置線(xiàn)路的安裝中相線(xiàn)與零線(xiàn)穿過(guò)剩余電流互感器時(shí)要保持同時(shí)同向，保護地線(xiàn)不必穿過(guò)。穿過(guò)剩余電流互感器的下游線(xiàn)路要保持獨立狀態(tài)，不能出現與上游線(xiàn)路的共零狀態(tài)，更不能與電器相連，避免出現零線(xiàn)和保護地線(xiàn)重復接地，只有這樣才能避免出現故障問(wèn)題，影響到正常功能的發(fā)揮。對于通訊線(xiàn)規格的控制要嚴格，主要使用截面大于1.5mm2的雙絞線(xiàn)，這也是現階段市場(chǎng)內主流的通訊線(xiàn)規格，在質(zhì)量標準、規范等方面相對過(guò)硬。另外，如果通訊線(xiàn)應用的場(chǎng)所存在強干擾，則應該使用具有屏蔽功能的雙絞線(xiàn)，并將雙絞線(xiàn)屏蔽層良好接地。

    安科瑞電氣推出的電氣火災監控云系統采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器和電氣火災探測器、故障電弧探測器和電氣防火限流式保護器，對引發(fā)電氣火災的主要因素（導線(xiàn)溫度、電流、剩余電流、故障電弧等）進(jìn)行不間斷的數據與統計分析，并將發(fā)現的各種隱患信息及時(shí)推送給學(xué)校管理人員，指導學(xué)校實(shí)現時(shí)間的排查和治理，達到潛在電氣火災隱患，實(shí)現“防患于未然"的目的。

    用戶(hù)可以利用PC、手機、平板電腦等多種終端實(shí)現對平臺的訪(fǎng)問(wèn)，查詢(xún)包括系統信息、實(shí)時(shí)數據、報記錄等在內的各種信息，使用方便。利用該系統為用戶(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備水平，防范重大惡性火災財產(chǎn)損失、尤其是重大惡性人員傷亡責任事故的發(fā)生。

本系統的整體結構如圖所示：

 

4.1硬件配置：

平臺服務(wù)器：建議按照我方提供配置標準購買(mǎi)，或者客戶(hù)自己租用阿里云資源。

推薦硬件配置：（如申請阿里云可忽略）

 

現場(chǎng)硬件配置

方案一：100A以下回路，開(kāi)口式互感器

方案二：100A以下回路，普通互感器，會(huì )增加施工量

方案三：100A以下回路，普通電流互感器，探測器和無(wú)線(xiàn)模塊分開(kāi)，可適用多回路

配置針對1個(gè)回路，剩余電流互感器根據現場(chǎng)回路電流大小選擇。

4.2運行條件

1）瀏覽器運行設備：

臺以上版本）。

2）瀏覽器端運行環(huán)境：

Windows系統下使用火狐、360（速模式）等瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)。

4.3主要技術(shù)指標 

數據上傳頻率：2分鐘

通信方式：RS485、2G/3G/4G

并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)量：>=10000

歷史數據存儲：>=3年

 

    現階段，隨著(zhù)建筑電氣功能的不斷豐富，對于相應的做好防護工作的要求大幅度提升。建筑電氣防火是建筑防護工作的重要組成部分，這是由于建筑電氣火災高危害性決定的。通過(guò)將火災監控在建筑電氣防火中進(jìn)行應用，能夠有效構筑起以預警機制為核心的建筑電氣防火體系，從而避免傳統火災自動(dòng)報警系統的弊端，進(jìn)一步提升建筑電氣使用的系數。

 

 

[1]黃云祥.電氣火災監控在建筑防火中的應用分析[J].

[2]倫春庭.試論火災監控在建筑電氣防火中的應用[J].城市建設理論研究（電子版）,2015,(6):758.

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[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版U]