電氣火災(zāi)監(jiān)控在建筑防火中的應(yīng)用分析

　　劉丹
 

　　安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
 

　　摘要：隨著經(jīng)濟(jì)社會的進(jìn)步發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)更多地建筑功能，滿足不同的使用需要，建筑電氣設(shè)計與安裝呈現(xiàn)復(fù)雜化趨勢，與此同時，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(dāng)中，建立建設(shè)完善的火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是十分具有必要性的措施，通過火災(zāi)監(jiān)控能夠提升建筑電氣防火的效率，降低建筑電氣火災(zāi)事故的影響。本文主要分析討論火災(zāi)監(jiān)控在建筑電氣防火中的應(yīng)用的相關(guān)問題，希望對提高火災(zāi)監(jiān)控在建筑電氣防火中的應(yīng)用水平有所幫助。
 

　　關(guān)鍵詞：火災(zāi)監(jiān)控；建筑電氣；防火；電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；剩余電流傳感器；火災(zāi)預(yù)警
 

　　0 引言
 

　　電氣火災(zāi)在各類發(fā)生的建筑災(zāi)害中占比，主要是由于電氣使用不當(dāng)，線路短路故障引起，由電氣火災(zāi)造成的財產(chǎn)損失及人員傷亡嚴(yán)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(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)十分必要。
 

　　1 建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控工作原理
 

　　現(xiàn)階段，建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備的工藝成熟度較高，產(chǎn)品的質(zhì)量相對穩(wěn)定，這在一定程度上提高了電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備與不同建筑類型的適用性與匹配度，特別是在經(jīng)濟(jì)社會進(jìn)步發(fā)展的當(dāng)下，城市化進(jìn)程加速的過程中，建筑電氣火災(zāi)監(jiān)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(zāi)帶來的財產(chǎn)損失與人員傷亡，也是從構(gòu)建和諧社會角度出發(fā)而進(jìn)行的考量。建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控屬于預(yù)報警系統(tǒng)的主要功能包括實(shí)時監(jiān)控、區(qū)域監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、預(yù)報警等，不同功能共同作用意在避免電氣火災(zāi)的發(fā)生，從而避免火災(zāi)發(fā)生造成的重大損失及人員傷亡。
 

　　在具體應(yīng)用當(dāng)中，一套完善的建筑電氣防火火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)由監(jiān)控設(shè)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(xiàn)建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控的良好運(yùn)轉(zhuǎn)。在具體工作時，剩余電流互感器與溫度傳感器會對建筑電氣設(shè)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(yīng)、溫度效應(yīng)等原理，也正是因?yàn)榛谶@些科學(xué)原理而進(jìn)行工作，才使得建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行具有科學(xué)性與準(zhǔn)確性。信息捕捉采集后，會經(jīng)A/D轉(zhuǎn)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被傳輸至監(jiān)控設(shè)備，再由監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行是否能夠發(fā)生火災(zāi)的識別判定，確認(rèn)會發(fā)生火災(zāi)后啟動警報，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(yù)警位置進(jìn)行先期處置。特別需要注意的一點(diǎn)是，當(dāng)警報響起、指示燈亮起時，證明存在可能發(fā)生火災(zāi)的可能，而不是火災(zāi)已經(jīng)發(fā)生，這就起到了預(yù)判風(fēng)險，并給躲避防范化解風(fēng)險預(yù)留了充足的時間，在這段時間內(nèi)一方面要組織逃生疏散，另一方面要及時對火災(zāi)隱患進(jìn)行排查，對存在的問題進(jìn)行處理。
 

　　2 建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控
 

　　建筑電氣防火火災(zāi)監(jiān)控的是能夠引發(fā)建筑火災(zāi)的各類故障原因，主要涉及電氣線路、設(shè)備以及供配電設(shè)備等。具體來說，建筑電氣防火火災(zāi)監(jiān)控的包括漏電、短路、斷路、超負(fù)荷、接觸電阻過大五項(xiàng)內(nèi)容，這五項(xiàng)內(nèi)容都是在建筑電氣設(shè)備配備安裝及使用過程中易發(fā)生的故障問題。
 

　　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(zāi)的重要原因，一般情況下帶電導(dǎo)體絕緣破壞、電氣工程安裝不良、電氣設(shè)備裝備不良、電線腐蝕嚴(yán)重等都會造成漏電，漏電時所產(chǎn)生的電位導(dǎo)體間不正常電流是建筑電氣防火火災(zāi)監(jiān)控的。漏電現(xiàn)象的存在與發(fā)生危害巨大，不僅能夠引發(fā)火災(zāi)，更為重要的是漏電本身具備危險性，會傷及人員，而且漏電的發(fā)生會導(dǎo)致建筑電氣設(shè)備整體的癱瘓問題，使功能無法實(shí)現(xiàn)。
 

　　2.2短路
 

　　短路時，建筑電氣防火火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能夠捕捉到因電阻減小而突然的電流信息，因電流突然會使發(fā)熱量超過線路工作的正常值，從而引發(fā)火花、電弧導(dǎo)致絕緣層燃燒，嚴(yán)重者會熔化金屬引燃可燃物造成火災(zāi)。在建筑電氣防火火災(zāi)監(jiān)控當(dāng)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，為此通過建筑電氣防火火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)對短路故障的發(fā)生進(jìn)行及時發(fā)現(xiàn)十分必要。
 

　　2.3斷路
 

　　導(dǎo)線在斷開或脫落的過程中會產(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(zāi)的原因。多數(shù)斷路故障的發(fā)生，都伴有人為因素，為此對于斷路故障，不僅僅是要通過建筑電氣防火火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行故障的分析，更為重要的是對導(dǎo)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(fù)荷
 

　　導(dǎo)線在超負(fù)荷狀態(tài)下會使絕緣層加速老化，從而在到達(dá)一定程度后引燃絕緣層，引燃導(dǎo)線會引燃附近可燃物造成火災(zāi)。為此，建筑電氣在使用的過程中一定要按照規(guī)范，科學(xué)使用，避免出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行的情況，超負(fù)荷不僅會造成設(shè)備故障，嚴(yán)重者會引發(fā)火災(zāi)。
 

　　2.5接觸電阻過大
 

　　接觸電阻過大會使電氣線路局部范圍內(nèi)產(chǎn)生大量熱量，致使絕緣層燃燒，引燃可燃物，造成火災(zāi)。
 

　　3 電氣火災(zāi)監(jiān)控在建筑防火中的應(yīng)用
 

　　3.1電氣火災(zāi)監(jiān)控在建筑防火中應(yīng)用的作用
 

　　電氣火災(zāi)監(jiān)控在建筑防火中應(yīng)用的作用是對剩余電流進(jìn)行監(jiān)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路絕緣損傷泄露電。當(dāng)短路發(fā)生時，的保護(hù)措施是由保護(hù)電器切斷電源，但是在未安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控時，故障電流值發(fā)生但達(dá)不到過電流保護(hù)裝置時電源不會切斷，由此就會因?yàn)榻饘傩曰蛘唠娀⌒缘亩搪饭收弦l(fā)火災(zāi)。而安裝火災(zāi)監(jiān)控后，剩余電流保護(hù)裝置會在故障發(fā)生時就切斷電源，從而起到預(yù)報警作用，避免發(fā)生建筑電氣火災(zāi)。可以說，電氣火災(zāi)監(jiān)控在建筑防火中的應(yīng)用，是基于更加先進(jìn)與的理論基礎(chǔ)，可以切實(shí)提高火災(zāi)監(jiān)測的效率，并且能夠有更加超期的火災(zāi)預(yù)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(zāi)監(jiān)控在建筑電氣防火中應(yīng)用的注意事項(xiàng)
 

　　火災(zāi)監(jiān)控在建筑電氣防火中的應(yīng)用主要涉及三個方面，一是監(jiān)控配電柜安裝，二是監(jiān)控設(shè)備安裝，三是監(jiān)控安裝布線，具體在每一項(xiàng)應(yīng)用當(dāng)中都有需要注意的部分，分析如下：
 

　　3.2.1電氣火災(zāi)監(jiān)控配電柜安裝
 

　　作為電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)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(zāi)監(jiān)控設(shè)備及安裝時要合理安排空間的使用，對配電柜面板進(jìn)行合理布局，必要時需要先進(jìn)性預(yù)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(nèi)安裝時，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(chǔ)上進(jìn)行安裝。現(xiàn)階段，多采用預(yù)留孔的工藝方式將探測器與互感器同時固定在配電柜內(nèi)，保持配電柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整的情況下兼顧美觀與方便，使得二者在操作的過程中互不干擾，能夠保證正常運(yùn)行。
 

　　3.2.2電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備安裝
 

　　為保證探測器工作的持續(xù)性與穩(wěn)定化，應(yīng)將探測器電源由進(jìn)線端取出。另外要保證零線與相線的取樣來源一致，比如零線取自剩余電流互感器上游位置，那么相線也應(yīng)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(shù)量確定，應(yīng)根據(jù)建筑電氣的分級保護(hù)設(shè)計分布情況而定，針對于、二級和末級配電設(shè)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(xiàn)不必要布置的情況，造成成本的增加與資源的浪費(fèi)，甚至是功能發(fā)揮方面的互相干擾。在電源的選擇上，主機(jī)電源以控制消防供電為主，其他探測器以現(xiàn)場供電為主。火災(zāi)監(jiān)控的報警信號應(yīng)設(shè)置在指揮內(nèi)，而電源的接入位置應(yīng)設(shè)置在斷路器上端。
 

　　3.2.3電氣火災(zāi)監(jiān)控安裝布線
 

　　電氣火災(zāi)監(jiān)控在建筑電氣防火中應(yīng)用時，對于設(shè)備安裝布線的要求較高，合理的進(jìn)行安裝布線能夠提升電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)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設(shè)配電柜當(dāng)中，安裝時要盡量遠(yuǎn)離導(dǎo)電母線，確保剩余電流互感器牢固套靠在電源母線之上，采用導(dǎo)線屏蔽的方式進(jìn)行探測器與互感器之間的連線。在進(jìn)行火災(zāi)監(jiān)控安裝布線時，要特別注意對零線和保護(hù)地線進(jìn)行區(qū)分，剩余電流保護(hù)和報警裝置線路的安裝中相線與零線穿過剩余電流互感器時要保持同時同向，保護(hù)地線不必穿過。穿過剩余電流互感器的下游線路要保持獨(dú)立狀態(tài)，不能出現(xiàn)與上游線路的共零狀態(tài)，更不能與電器相連，避免出現(xiàn)零線和保護(hù)地線重復(fù)接地，只有這樣才能避免出現(xiàn)故障問題，影響到正常功能的發(fā)揮。對于通訊線規(guī)格的控制要嚴(yán)格，主要使用截面大于1.5mm2的雙絞線，這也是現(xiàn)階段市場內(nèi)主流的通訊線規(guī)格，在質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等方面相對過硬。另外，如果通訊線應(yīng)用的場所存在強(qiáng)干擾，則應(yīng)該使用具有屏蔽功能的雙絞線，并將雙絞線屏蔽層良好接地。
 

　　4 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)探測器、故障電弧探測器和電氣防火限流式保護(hù)器，對引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素(導(dǎo)線溫度、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)計分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時推送給學(xué)校管理人員，指導(dǎo)學(xué)校實(shí)現(xiàn)時間的排查和治理，達(dá)到潛在電氣火災(zāi)隱患，實(shí)現(xiàn)“防患于未然”的目的。
 

　　用戶可以利用PC、手機(jī)、平板電腦等多種終端實(shí)現(xiàn)對平臺的訪問，查詢包括系統(tǒng)信息、實(shí)時數(shù)據(jù)、報記錄等在內(nèi)的各種信息，使用方便。利用該系統(tǒng)為用戶提供的低成本服務(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)財產(chǎn)損失、尤其是重大惡性人員傷亡責(zé)任事故的發(fā)生。
 

　　本系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)購買，或者客戶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(xiàn)場硬件配置
 

　　方案一：100A以下回路，開口式互感器
 

方案二：100A以下回路，普通互感器，會增加施工量
 

方案三：100A以下回路，普通電流互感器，探測器和無線模塊分開，可適用多回路
 

配置針對1個回路，剩余電流互感器根據(jù)現(xiàn)場回路電流大小選擇。
 

　　4.2運(yùn)行條件
 

　　1)瀏覽器運(yùn)行設(shè)備：
 

　　臺以上版本)。
 

　　2)瀏覽器端運(yùn)行環(huán)境：
 

　　Windows系統(tǒng)下使用、火狐、360(速模式)等瀏覽器訪問。
 

　　4.3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)訪問量：>=10000
 

　　歷史數(shù)據(jù)存儲：>=3年
 

　　5 結(jié)束語
 

　　現(xiàn)階段，隨著建筑電氣功能的不斷豐富，對于相應(yīng)的做好防護(hù)工作的要求大幅度提升。建筑電氣防火是建筑防護(hù)工作的重要組成部分，這是由于建筑電氣火災(zāi)高危害性決定的。通過將火災(zāi)監(jiān)控在建筑電氣防火中進(jìn)行應(yīng)用，能夠構(gòu)筑起以預(yù)警機(jī)制為核心的建筑電氣防火體系，從而避免傳統(tǒng)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的弊端，進(jìn)一步提升建筑電氣使用的系數(shù)。
 

　　參考文獻(xiàn)：
 

　　[1]黃云祥.電氣火災(zāi)監(jiān)控在建筑防火中的應(yīng)用分析[J].
 

　　[2]倫春庭.試論火災(zāi)監(jiān)控在建筑電氣防火中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2015,(6):758.
 

　　[3]朱何永,徐偉軍.芻議火災(zāi)監(jiān)控在建筑電氣防火中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2015,(20):1470.
 

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

　　作者簡介：
 

　　劉丹，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)狀問題和防控對策。