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随着我国经济的快速发展,电气火灾起数逐年增多。公安部办公厅《2017 年全国火灾情况》表明,2017 年我国发生电气火灾 9.2 万起,占火灾总数的 34.2%。其中,电气线路问题占电气火灾总数的 62.6% ,电器设备故障占30.5%。我国电气火灾已连续多年高居各类火灾之首,而发达国家电气火灾占比不足 10%。国家已根据社会现状及电气火灾防控要求,多次修订消防标准、规范,大力推广电气火灾监控系统的应用。

1 电气火灾的致灾因素


电气火灾的致灾因素很多,如电气短路、绝缘体破损、设备故障等,具体表现为:


(1)长时间过热。载流接触不良或过负荷,导致线路、接线处等部位长时间发热,一旦处理不及时,积热极易引燃周围可燃物,造成火灾事故。


(2)短时间大量发热。雷击、短路会引起通电电流急剧升高,瞬间散发大量热量,烧毁电气线路,引发火灾。


(3)电弧放电。时时彩开群软件线路因断裂或绝缘体老化而产生故障电弧,故障电弧击穿空气形成电火花,造成局部高温,通常可达 2 000 ℃以上),能够瞬间引燃绝大多数可燃物。


2 电气火灾监控系统

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2.1 相关标准规范


为遏制电气火灾高发态势,我国相继修订相关标准规范,进一步提升社会面电气火灾防控水平。2012 年,国家实行强制性产品认证制度,要求所有厂家的电气火灾监控产品必须经过消防产品合格评定中心强制检验合格后方可销售,有效提高了厂家电气火灾监控产品生产能力、维保能力和市场准入能力。2013 年,GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》规定了电气火灾监控系统的组成和选择原则,明确了相关设置要求。2014 年,GB 14287-2014《电气火灾监控系统》修订增加了监控设备接收和显示剩余电流值和温度值、抗大电流冲击、电源瞬变、电磁环境抗扰度等技术指标,并强制厂家重新检验认证,规范产 品市场秩序。另外,JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》、GB 50016-2014《建筑设计防火规范》、GB 50166-


2016《火灾自动报警系统施工及验收规范》等规范也相继对电气火灾监控提出具体要求。可见,电气火灾监控系统的应用是社会发展的必然趋势。


2.2 系统组成


电气火灾监控系统主要由电气火灾监控设备、剩余电流式监控探测器、测温式监控探测器、故障电弧式监控探测器组成。

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(1)电气火灾监控设备。能够获取监控探测器传输的报警信号;经分析处理,判断是否发出声、光报警信号,也可发出断电等控制信号,保护配电线路;还可以显示报警类型和位置,记录、存档、打印报警信息,监测受控回路工作状态,是整个监控系统的主机设备。


(2)剩余电流式监控探测器。时时彩开群软件能够监测配电线路中剩余电流,判定是否发出报警信号。


(3)测温式监控探测器。能够监测配电柜、线路的实时温度,防止温度过高引发火灾。


(4)故障电弧式监控探测器。电气线路绝缘老化破损、电气连接松动、空气潮湿时,易引起空气击穿所导致的气体游离放电现象。故障电弧式监控探测器通过探测被保护线路中的故障电弧,可防止电气火灾的发生。


2.3 工作原理


依据 Kirchhoff 定律,在任一瞬间,通过电路中任意封闭面的电流代数和为零。因此,对地剩余电流等于穿过剩余电流检测元件主电路的电流代数和,即 Id=IL1+IL2+IL3-IN。其中,Id 为线路在 A 点的对地剩余电流值,IL1、IL2、IL3为相线电流值,IN 为中性线电流值,S 为任意封闭面。剩余电流检测原理,如图 1 所示


电气火灾监控系统的工作原理,如图 2 所示。监控探测器实时测量各线路的电流值并传送至现场处理设备,现场处理设备经过运算得出监控点剩余电流值,并判断是否超出标准值。集中监控设备通过二总线获得各监控点剩余电流值,经分析判断发出控制信号。


2.4 功能介绍


(1)监控功能。当受控回路发生异常,监控设备能够即时监控并指示故障回路报警类型和位置,具备查询、记录功能,能够打印历史记录。


(2)保护功能。可自主设定过电流安全值、漏电电流标准值等,一旦相关数值超出安全范围,发出报警,提醒工作人员检修,实现过流保护、过压保护、漏电保护等功能。


(3)自检功能。实现电源检查、连接检查、端口检查、报警检查等故障排查功能,确保系统正常稳定运行。


(4)断电功能。测量监控点处的温度,一旦温度超出安全范围将发出报警信号,甚至进行断电保护。


2.5 分级保护


根据现场情况和使用需要,剩余电流动作保护装置一般安装在配电线路电源总进线、分支干线或用电设备处,通过调整各级线路中电流标准值、漏电电流动作值与响应时间,实现两级或三级保护。上级剩余电流动作装置动作时间应比下级动作时间长 0。2 s,但时间差不应过大。


目前使用较多的保护方式是三级保护,相对更加安全可靠。第一级是电源总进线保护。电源总进线是配电线路起始端,一旦断电后果严重,因而第一级漏电保护装置不应设置断电功能,其剩余电流探测器的动作电流应设置在 0.5~1.0 A 范围。当电源总进线中电流超过正常漏电电流的两倍时,探测器发出报警信号。第二级是干线保护。电源总进线由干线连接到各分支线,其剩余电流探测器的动作电流应设置在 0.3~0.5 A。因为干线连接线路


较多,断电影响很大,同样不应设置断电功能。第三级是分支线路与用电设备保护。干线通过各分支线与用电设备相连接,因各分支线和用电设备与人直接接触,故要防止触电事故发生。第三级剩余电流探测器的动作电流应低于 0.3 A,响应时间应小于 0.1 s,探测器应设置切断保护功能。一些重要电气线路必须持续供电,其剩余电流探测器只应具备报警功能,以兼顾用电安全与用电需求。


测温式动作保护装置同样采用三级保护。测温器一般直接安装在被监测元件上,如果被监测元件有绝缘外皮,测温器应安装在绝缘材料内的元件表面上。若监测配电柜内部温度,测温器应紧靠发热部位安装。


3 电气火灾监控系统的应用


3.1 设计依据


设计电气火灾监控系统的相关规范及条文依据:


时时彩开群软件(1)GB 50016-2014 第 10.2.7 条中要求,以下场所宜设置电气火灾监控系统:建筑高度大于 50 m 的乙、丙类厂房和丙类仓库,室外消防用水量大于 30 L/s 的厂房(仓库);一类高层民用建筑;座位数超过 1 500 个的电影院、剧场,座位数超过 3 000 个的体育馆,任一层建筑面积大于3 000 m2 的商店或展览建筑,省(市)级及以上的广播电视、电信、财贸金融建筑,室外消防用水量大于 25 L/s 的其他公共建筑;国家级文物保护单位的重点砖木或木结构的古建筑等场所的非消防用电负荷。


(2)JGJ 16-2008 第 13.12.1 条规定:特级建筑物的供电系统应安装剩余电流动作报警装置,一级建筑物的供电系统宜安装剩余电流动作报警装置,住宅建筑除外。


(3)GB 50116-2013 提出,电气火灾监控系统安装使用不应破坏配电线路日常运行,不宜设置断电保护功能。城市商业综合体是指已建成投入使用的建筑面积在50 000 m(含)以上的集购物、住宿、展览、餐饮、文娱、交通 2枢纽等两种或两种以上功能于一体的建筑。依据国家标准 GB 50016-2014 中第 10.2.7 条,大多数城市商业综合体宜设置电气火灾监控系统。


3.2 安装要求


选用、安装电气火灾监控系统时,首先应明确建筑性质和火灾危险性,以此确定安装电气火灾监控探测器的种类及安装位置。不同的配电系统和用电设备,其使用情况和重要性不同,要视情况安装在电源总进线、干线、分支线路或用电设备上。剩余电流式电气火灾监控探测器应尽可能安装在第一级配电柜的出线端面板,当配电线路漏电电流超过 0.5 A 时,宜安装在其下一级配电柜(箱)。安装测温式电气火灾监控探测器时,应尽量靠近发热部位,如线缆接头、开关、端子等部位,对于低压(1 kV 以下)供电线路宜直接将探测器安装在被探测部位表面,对于高压(1kV 以上)供电线路宜安装红外测温式监控探测器或光纤测温式探测器。高度超过 12 m 的大空间场所的顶部较高,发生火灾时不易被发现,应在配电箱内安装故障电弧式电气火灾监控探测器,保证对线路故障的有效监测,且被监测线路的长度不宜过长,当长度大于 100 m 时应安装多个探测器。电气火灾监控设备应尽可能设置在消防控制室内,对于未设置消防控制室场所的,监控设备必须设置在有人员值班处。


当无消防控制室场所需要安装的探测器不足 9 个时,不适合安装电气火灾监控系统。这种情况可以选择安装独立式电气火灾监控探测器,但其报警、故障信息信号应能传送到消防控制柜或人员值班处。


3.3 应用实例


某城市商业综合体建筑面积约为 82000 m2,地上 4层,地下 2 层,由两个 10 kV 变电所进行供电,配电线路采用双母线分段运行。室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统、防排烟系统、消防电梯、疏散照明等为一级负荷;其他为二级、三级负荷;低压配电电源为交 流三相五线 220/380 V。使用的电气火灾监控系统型号为 RWA-BZ 壁挂式,总控制器为 AVR 微控制器,通信方式为 CAN 总线通信,通信距离不大于 10 m,监控报警项目包括剩余电流故障(漏电)、温度故障等,报警响应时间不大于 30 s,报警声压级不小于 70 db/m,环境温度一般为-20~40 ℃ ,相对湿度为 10%~90% ,海拔高度不超过3 000 m。该系统具有报警、系统状态指示预警、报表打印、远程控制、历史记录等功能,探测器在监测到漏电电流过高、线路短路、温度过高等异常情况时,发出报警信号,显示故障单元属性(部位、类型),并记录相关信息。该系统拥有完整的 CCCF 认证,经过严格的电磁兼容试验,电磁辐射、大电流冲击、静电、电涌等影响很小,能够确保稳定、可靠运行。


2017 年以来,国家集中开展为期 3 年 的电气火灾综合治理,推广电气火灾监控系统。在社会单位物防、技防水平不断提高的同时,也暴露出大多数城市商业综合体在建设之初未设计、安装电气火灾监控系统,而且其电气火灾隐患分布比较分散的问题。因此,建议城市商业综合体采用对原有配电线路影响很小的集散系统,安装简便灵活,可视情况增减监控点。


城市商业综合体安装电气火灾监控系统已是社会发展必然趋势,是对火灾自动报警系统的有力补充。设计单位应认真研读相关规范,充分考虑现场的实际情况,把握设置原则和系统结构,不断完善系统功能,保障建筑的使用安全。在设备选型时,要充分考虑设备的稳定性、可靠性,选择拥有完整 CCCF 认证的电气火灾监控系统。

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