電氣火災監(jiān)控技術(shù)的性能分析及其在工程應(yīng)用中的注意事項

      溫剛

      安科瑞電氣股份有限公司   上海 嘉定   201801

      摘要  剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的一種主要形式,能夠準確監(jiān)控電氣線路的漸變型故障,能發(fā)現(xiàn)電氣線路的火災隱患,及時提醒相關(guān)人員去*這些隱患。在工程實踐中應(yīng)適當采用分級保護,剩余電流保護裝置的位置設(shè)置應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范的要求,剩余電流互感器**套住所有的相線和中性線,相線和中性線的穿線方向要一致,某一根線不能反穿,且某一根線不能在互感器上纏繞。

      關(guān)鍵詞  剩余電流;漸變型故障;突變型故障;剩余電流保護裝置;分級保護

      0  引 言

          在每年發(fā)生的火災事故中,電氣火災占較大比例,對人身及財產(chǎn)造成**損失。因此如何利用各種科學手段有效防范電氣火災的發(fā)生,成為當務(wù)之急。其中電氣火災監(jiān)控技術(shù)是防范電氣火災發(fā)生的有效手段。本文旨在以安科瑞電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)為例介紹電氣火災監(jiān)控技術(shù)的性能和其在工程應(yīng)用中的注意事項。

      1  電氣火災的成因

          電氣火災的成因主要是電氣線路或設(shè)備的短路、過負荷、接觸電阻大、漏電和開路,按火災發(fā)生在電力系統(tǒng)的位置不同,將電氣火災分為變配電所火災、電力線路火災和電氣設(shè)備火災。究其具體表現(xiàn)形式,分為突變型故障和漸變型故障,兩種故障導致的最后結(jié)果都是短路。突變型故障也稱為金屬性短路故障。傳統(tǒng)的過電流電器如斷路器或熔斷器對于突變型故障,直接動作于脫扣,效果明顯;但是對于接觸電阻過大、過負荷、漏電等漸變型故障,反應(yīng)遲緩,演變成突變型故障,以致釀成火災。

      2  電氣火災監(jiān)控技術(shù)的提出

          電氣故障通常是發(fā)生在接線端子間或者線路接頭處或泄漏電流處,故障表現(xiàn)形式是溫度升高或泄漏電流,均為隱形故障,如果不利用一定的技術(shù)探測手段,是無法知曉的,故障持續(xù)發(fā)生直到發(fā)展為電氣火災事故。

          通用的電工產(chǎn)品如過流過載保護電器用于執(zhí)行操作和實施保護,能夠防止由線間金屬性短路故障和長時間過載發(fā)熱或接地電弧性短路故障(漏電)引發(fā)的電氣火災,但基本上屬于被動預防。特別是對于線間端子或線路發(fā)熱溫度緩慢升高,或泄漏電流緩慢增大而引發(fā)的金屬性短路或過載故障或接地電弧性故障,不能提早有效防范。因為傳統(tǒng)的電工保護產(chǎn)品都是在一定的參數(shù)下動作的,如果故障電流達不到保護開關(guān)的整定值,那么保護開關(guān)就不會動作。工程實踐中,如果設(shè)計、安裝錯誤或粗心大意,導致電工保護產(chǎn)品不匹配或施工質(zhì)量差,則存在這種電氣故障的風險就比較大。而電氣火災監(jiān)控技術(shù)則能夠?qū)@種電氣故障隱患主動監(jiān)控、預警。從電工角度看,屬于輔助性主動預防*手段。

      3  電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的組成及工作原理

      3.1 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的含義

          電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是指當被保護線路中的被探測參數(shù)**過報警設(shè)定值時,能發(fā)出報警信號、控制信號并能指示報警部位的系統(tǒng)。

      3.2 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成

          Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)由AKH-0.66L系列剩余電流互感器、ARCM-NTC溫度傳感器、ARCM系列監(jiān)控探測器和Acrel-6000系列監(jiān)控設(shè)備等構(gòu)成。系統(tǒng)各設(shè)備之間均采用總線(雙絞線)進行連接,施工布線簡單方便。

          本文主要討論剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng),也稱漏電火災報警系統(tǒng)。它由Acrel-6000系列監(jiān)控設(shè)備、ARCM系列監(jiān)控探測器和AKH-0.66L系列剩余電流互感器等構(gòu)成(如圖1所示)。

      圖1 Acrel-6000/B(壁掛式)電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

      3.3 剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理

          一個電氣系統(tǒng)的輸入、輸出端電流值,當無任何損失時,其流入及流出的相量和為零,也就是無剩余電流;如果這個電氣系統(tǒng)有電流泄漏,這個系統(tǒng)的電流相量和就不為零,對外有了泄漏電流,系統(tǒng)中便產(chǎn)生了剩余電流。剩余電流是由AKH-0.66L系列剩余電流互感器檢測出的,AKH-0.66L系列剩余電流互感器將信息傳送到ARCM系列監(jiān)控探測器里,經(jīng)放大、A/D轉(zhuǎn)換、CPU對變化的幅值進行分析、判斷,并與報警設(shè)定值進行比較,一旦**出設(shè)定值則發(fā)出報警信號,同時也傳送到Acrel-6000系列監(jiān)控設(shè)備中,再經(jīng)監(jiān)控設(shè)備進一步識別、判定,當確認可能會發(fā)生火災時,監(jiān)控設(shè)備發(fā)出火災報警信號,點亮報警指示燈,發(fā)出報警聲響,同時在液晶顯示屏上顯示火災報警等信息。值班人員則根據(jù)以上顯示的信息,迅速到事故現(xiàn)場進行檢查處理,并將報警信息發(fā)送到集中控制臺。

      4 主要表計功能及選型方案

          主要表計功能及選型方案如圖2所示。

      圖2 主要表計功能及選型方案

      5  剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在工程應(yīng)用中的注意事項

      5.1 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置的必要性

          隨著地區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)的**發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,用電量大為增加,相應(yīng)的電氣火災事故的發(fā)生率則居高不下,造成的損失也是不可估量的,綜合考慮我國發(fā)生火災的趨勢,安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是非常迫切和必要的。雖然在標準《高層民用建筑設(shè)計*規(guī)范》和《建筑設(shè)計*規(guī)范》中,對是否安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是以“宜”安裝來表示的。關(guān)于“宜”字的把握,規(guī)范用詞說明指出:表示允許稍有選擇,在條件許可時**應(yīng)這樣做。可見“宜”原則上是**要考慮設(shè)置的,沒有特殊情況,沒有經(jīng)消防主管部門同意,是不能隨便選擇取消設(shè)置的。

      5.2 剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)不能用漏電報警器和漏電開關(guān)替代

          電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)是疊加在配電系統(tǒng)之上,注重于漸變型故障可能引發(fā)電氣火災因素的監(jiān)測、預警及控制。傳統(tǒng)的電氣保護裝置如斷路器、熔斷器、漏電開關(guān)在突變型故障可能引發(fā)的電氣火災控制中,起直接作用。

          剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是一個聯(lián)網(wǎng)的整體裝置,是一個完整的系統(tǒng),而不是以往分散設(shè)置的單個電氣火災監(jiān)控探測器或傳統(tǒng)漏電開關(guān)可以勝任的?!陡邔用裼媒ㄖO(shè)計*規(guī)范》條文說明中,也特別強調(diào)“這些設(shè)備要采用地區(qū)消防電子產(chǎn)品*中心檢測合格的產(chǎn)品,以確保質(zhì)量*”,可見并非是使用普通漏電開關(guān)就可以的。

      5.3 火災自動報警系統(tǒng)不能代替剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

          剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測引起電氣火災的剩余電流這個物理量,以預防為主,用于火災發(fā)生前的監(jiān)測,主要是避免火災引起的損失。而火災自動報警系統(tǒng)主要用于火災發(fā)生后對火災現(xiàn)場的煙,火焰溫度和光輻射等量進行監(jiān)測,主要是減少火災引起的損失。也就是說剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是著重于電氣火災發(fā)生前期的隱患先兆預警;而火災自動報警系統(tǒng)則是著重于火災已發(fā)生的報警及其處理。兩個系統(tǒng)各司其職,沒有功能交集,因此火災自動報警系統(tǒng)不能替代剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)。

      5.4 剩余電流保護裝置(RCD)的安裝

          ARCM系列監(jiān)控探測器主要安裝于建筑、工業(yè)等低壓配電TN、TT系統(tǒng)。其剩余電流保護功能適用于TN-C-S系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)及局部TT系統(tǒng),但不適用于TN-C系統(tǒng)(除非將其改成TN-S系統(tǒng)或局部TT系統(tǒng))。剩余電流保護裝置(RCD)在不同的系統(tǒng)接地形式中應(yīng)正確接線。單相、三相三線和三相四線供電系統(tǒng)中的正確接線方式,如圖3所示。

      圖3 剩余電流保護裝置(RCD)的接線方式

          AKH-0.66L系列剩余電流互感器一般設(shè)計安裝于樓層電源總進線端,ARCM系列監(jiān)控探測器設(shè)計安裝于配電箱或控制箱(柜)的箱門上,有利于值班人員觀察各種數(shù)據(jù)信息。系統(tǒng)終端控制臺應(yīng)安裝值班室、消防中心,有利于值班人員監(jiān)督并及時發(fā)現(xiàn)隱患。

          AKH-0.66L系列剩余電流互感器可安裝在斷路器的進線端或出線端。安裝時,**嚴格區(qū)分N線和PE線,N線應(yīng)通過剩余電流互感器。通過剩余電流互感器的N線不得作為PE線,不得重復接地或接設(shè)備外露可接近導體。PE線不得介入電氣火災監(jiān)控裝置。裝設(shè)了ARCM系列監(jiān)控探測器的支路,其中性線只能作為本回路的中性線,禁止與其它回路的中性線相連,其它線路或設(shè)備也不能借用已采用剩余電流保護裝置后的線路或設(shè)備的中性線。相線和中性線N穿線時,方向要一致禁止相線或中性線反穿;也禁止相線和中性線在剩余電流互感器上纏繞;也不能只套住PE線。

          安裝完畢后應(yīng)由**技術(shù)人員設(shè)定參數(shù)符合現(xiàn)場實際要求,同時要進行操作實驗,**剩余電流保護裝置的正常運行。

      5.5 剩余電流保護裝置的位置設(shè)置原則

          電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)符合《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》GB13955。為了避免大面積停電,應(yīng)采用分級保護,即電源端或分支線路上的剩余電流保護裝置應(yīng)與末端的剩余電流保護裝置的動作特性應(yīng)當協(xié)調(diào)配合,從而實現(xiàn)具有動作選擇性的分級保護。

          一般情況下,在電源進線端或分支主回路上,應(yīng)選用低靈敏度延時型的剩余電流保護裝置。而在末端,剩余電流動作值要小于30mA,額定動作時間要小于0.1S,主要用于防人身觸電保護。建筑各樓層總進線處可安裝一臺或若干臺探測器,但應(yīng)根據(jù)正常泄漏電流大小,正確設(shè)定動作參數(shù)。一般總進線處的剩余電流為200mA~500mA。重要負荷:包括消防、安防、應(yīng)急電源、通道照明線路及不允許斷電的場所,根據(jù)GB13955的規(guī)定,應(yīng)將探測器設(shè)置為報警方式保護;在采集漏電電流、過電流等信號,**過報警值時,只發(fā)出聲光報警信號,不切斷電源,同時將采集的信號通過總線方式,傳送到控制中心,可設(shè)置手動斷電模式,既**了用電*,又**了供電的不間斷性。

      6  結(jié) 語

          目前電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用已引起國內(nèi)科研、設(shè)計、生產(chǎn)和管理部門的高度重視。為了使電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)能夠正常運行,達到火災前期及時預報警的目的,應(yīng)嚴格按照標準執(zhí)行,在性能設(shè)計和工程應(yīng)用中**嚴格把關(guān),避免出現(xiàn)不必要的問題,從而影響系統(tǒng)功能的穩(wěn)定運行。

      參考文獻

      [1] *消防局.中國消防年鑒(2008、2009).北京:中國人事出版社,2008、2009.

      [2] DB34/T855-2008,《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計、施工及驗收規(guī)范》

      [3] 安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品選型手冊2013.1版.

      作者簡介:

      溫剛,男,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為電氣*


    安科瑞電氣股份有限公司專注于電流互感器,電力儀器儀表,電能表,電力監(jiān)控系統(tǒng)等

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