摘要：電能在人們的日常生產(chǎn)和生活中起著重要的作用。為防止和減少電氣火災(zāi)事故的發(fā)生，設(shè)計了有效的電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)。電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)可通過各種信號采集和處理方法有效檢測配電線路漏電風(fēng)險，提醒工作人員及時修復(fù)配電線路，消除火災(zāi)隱患，減少人員和財產(chǎn)損失。

關(guān)鍵詞：電氣火災(zāi)監(jiān)測：剩余電流；電流傳感器

引言

電氣火災(zāi)的主要原因有過載、短路、雷電、漏電、諧波電流、誤操作、接觸不良、電路設(shè)計負(fù)荷與使用負(fù)荷不匹配、設(shè)備本身因素等，其中漏電引起的電氣火災(zāi)占很大一部分。為了有效監(jiān)測漏電流，需要設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到漏電流達到預(yù)警值時立即報警，避免漏電流引起的電氣火災(zāi)。

1電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的組成概述

《電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計、施工及驗收規(guī)范》（DBJ202012）中對電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的定義是：當(dāng)被保護線路中的檢測參數(shù)超過報警設(shè)定值時，能夠發(fā)出報警信號、控制信號并指示報警部位的系統(tǒng)。電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)主要由電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)主機、電氣火災(zāi)監(jiān)測器和電氣火災(zāi)傳感器三部分組成。電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)主機負(fù)責(zé)接收和記錄電氣火災(zāi)監(jiān)測器上傳的報警信號，發(fā)布報警信息，提醒值班人員檢查2。電氣火災(zāi)監(jiān)測器負(fù)責(zé)接收電氣火災(zāi)探測器的信號并進行現(xiàn)場報警，并將收集到的信號和報警信息上傳至電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)主機3。電氣火災(zāi)傳感器負(fù)責(zé)收集監(jiān)測電路的剩余電流、溫度、故障電弧和過電流信號，并通過系統(tǒng)總線將信號上傳至電氣火災(zāi)監(jiān)測器。電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)主要通過電氣火災(zāi)傳感器收集監(jiān)測電路的信號。根據(jù)收集信號類型的不同，可分為剩余電流電氣火災(zāi)傳感器、溫度測量電氣火災(zāi)傳感器、故障電弧探測器和電流傳感器。

根據(jù)圖1，A，B，C，N這四根電纜同時垂直通過同一剩余電流互感器。正常情況下，A，B，C三相電流的矢量與N相電流大小相反。此時PE線中的電流為0，即漏電流為0。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，B，C，剩余電流互感器中的感應(yīng)電流相互抵消，流過剩余電流互感器的電流為0。A是配電線路中某些原因造成的，B,當(dāng)C某相或中性線中的電流泄漏到大地時，A、BC三相電流的矢量等于N相電流的大小。此時，流過剩余電流互感器的電流矢量不為0，即剩余電流不為0。根據(jù)這一原理，可以通過剩余電流互感器中的電流大小間接分析配電線路中的漏電情況。我國低壓配電系統(tǒng)中有不同的接地系統(tǒng)。受檢測原理的限制，剩余電流式電氣火災(zāi)傳感器不適用于所有情況5。設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)探測器時，應(yīng)根據(jù)不同的配電系統(tǒng)進行區(qū)別對待。適用于剩余電流電氣火災(zāi)傳感器的接地系統(tǒng)如圖2所示。

由于電路中的漏電流會導(dǎo)致溫度升高，當(dāng)溫度達到一定程度時會引起火災(zāi)，因此可以通過監(jiān)測電路中的溫度來防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。溫度測量電氣火災(zāi)傳感器可以通過其內(nèi)部熱敏元件測量電路溫度，并將信號上傳到電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)。溫度測量電氣火災(zāi)傳感器監(jiān)測的主要部件是設(shè)備外殼、電纜配電柜（箱）體等。溫度監(jiān)測采用直接接觸方式，覆蓋A，B，C，N四相故障電弧主要由電氣設(shè)備老化、線路連接松動、線路絕緣層損壞等因素引起，通常伴有大量熱量，容易引起火災(zāi)。故障電弧探測器通過實時監(jiān)測電路中電壓和電流波形的變化來監(jiān)測故障電弧的發(fā)生。在實際應(yīng)用中，配電線路或多或少存在固有泄漏。由于固有泄漏的存在會直接影響報警的準(zhǔn)確性，當(dāng)固有泄漏達到一定程度時，甚至?xí)鹣到y(tǒng)的誤報警，因此可以盡可能設(shè)置測量點在末端或根據(jù)計算調(diào)整泄漏電流的報警閥值，以消除固有泄漏的影響。

2電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計方案及實現(xiàn)

2.1電氣火災(zāi)探測器位置設(shè)計

電氣火災(zāi)探測器可設(shè)置在低壓柜接線、地板配電箱、終端配電箱等位置，實際設(shè)計有以下方案（1）只安裝在配電室低壓柜接線位置，成本*低，但漏電流時，方案只能確定主電路漏電，不能定位漏電故障或高溫風(fēng)險（2）只安裝在地板配電箱位置，可定位地板漏電故障、高溫風(fēng)險。該方案比第一個方案更準(zhǔn)確，但無法確定哪個支路漏電，也無法檢測配電室與豎井之間的漏電情況。3)只安裝在終端配電箱內(nèi)，可定位支路漏電故障、高溫隱患。該方案的精度高于前兩種方案，但無法檢測配電室與豎井、豎井與支路之間的漏電情況。（4）配電室低壓柜、樓層配電箱、末端配電箱均設(shè)置電氣火災(zāi)探測器，形成分級保護。該方案覆蓋全面，可定位火災(zāi)隱患位置，但成本過高。在實際設(shè)計過程中，一般靈活選擇前三種方案進行組合，從而達到成本與測量精度的良好平衡。

2.2電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主機位置設(shè)計

由于電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)也是火災(zāi)報警系統(tǒng)的一部分，電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)主機可安裝在消防控制室7。電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)主機將報警信息和故障信息上傳至消防控制室圖形顯示裝置或火災(zāi)報警控制器，消防控制室24小時值班，便于第一次發(fā)現(xiàn)報警信息，及時處理故障。

此外，由于電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)主要監(jiān)測配電線路泄漏，電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的探測器和傳感器一般由開關(guān)柜制造商提供，電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)主機也可安裝在變電站，由變電站值班人員管理。

2.3電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)報警閥值設(shè)計

根據(jù)國家規(guī)范，電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的報警值應(yīng)連續(xù)可調(diào)。在實際設(shè)計中，剩余電流的動作報警閥值一般設(shè)置在300ma，溫度報警值一般設(shè)置在電纜*高耐溫性的70%~80%。

2.4電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)報警閥值設(shè)計

根據(jù)國家規(guī)范，電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的報警值應(yīng)連續(xù)可調(diào)。在實際設(shè)計中，剩余電流的動作報警閥值一般設(shè)置在300ma，溫度報警值一般設(shè)置在電纜*高耐溫性的70%~80%。

2.5電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)

電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)可實現(xiàn)集中管理和可視化監(jiān)測，對分散在建筑物內(nèi)的監(jiān)測器和探測器進行19-13的遙控和遙控。當(dāng)現(xiàn)場配電線路中的探測參數(shù)超過報警閩值時，電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)會發(fā)出報警信號和控制信號，并在主機報警界面上指示報警部位，如圖3所示。同時，系統(tǒng)會自動保存報警信息，以便后續(xù)分析總結(jié)。

3安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

（1）概述

Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)是安科瑞電氣有限公司根據(jù)國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的全數(shù)字獨立運行系統(tǒng)，已通過國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心消防電子產(chǎn)品試驗認(rèn)證，并通過嚴(yán)格的EMC電磁兼容性試驗，確保該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運行，已批量生產(chǎn)，在全國得到廣泛應(yīng)用。系統(tǒng)通過收集和監(jiān)控剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧，實現(xiàn)電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報警，必要時聯(lián)動切除剩余電流、溫度、故障電弧等配電電路；根據(jù)用戶需求，也可滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和共享。

（2）應(yīng)用場合

適用于智能建筑、高層公寓、酒店、酒店、商業(yè)建筑、工礦企業(yè)、國家重點消防單位、石化、文化、教育、衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。

（3）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（4）配置方案

4結(jié)語

電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)通過各種探測器實現(xiàn)配電線路的實時監(jiān)測，提前發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)隱患，有效避免電氣火災(zāi)的發(fā)生，保護人身和財產(chǎn)的安全。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越多，使電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)越來越智能化。

參考文獻

【1】吳穹，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[電視技術(shù)，2022，46（6）:181-183.

【2】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.5版.

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