浅谈电气火灾监控系统在大学公寓中的应用

摘要：公寓做为人员高度密集场所，使用的电器种类繁多，一旦发生电气火灾事故，其严重性和危害性远高于其它场所。文章对电气火灾监控系统在公寓电气火灾预防及报警方面的具体应用进行了详细地介绍。
关键词:公寓；电气线路火灾；电气火灾监控系统
0、引言
     公寓是人员高度密集的场所，是休息、学习、生活的重要地方。公寓火灾安全管理事关人身和财产安全，其安全状况关系到正常的生活秩序，关系到社会的稳定。近年来，随着社会的不断发展、科学技术的快速进步、人们生活水平的逐步改善，公寓的用电状况发生了巨大变化，公寓内使用的电器种类繁多，用电负荷剧增，造成电气火灾事故隐患增多，而公寓一旦发生电气火灾事故，其严重性和危害性远高于其它场所。因此通过高科技手段对公寓电气火灾做到早期预警、预报，使电气火灾的预防达到有的放矢，做到防患于未然，具有重大的现实和社会意义。公寓电气线路火灾的主要形式有： 短路火灾、过载火灾、漏电火灾、接触不良火灾、谐波火灾等。 
1、电气火灾监控系统介绍
1.1 系统特点的分析
      电气火灾监控系统是一种新型的以预防为特点的实时监控系统。传统的电气火灾自动报警系统主要是在火灾发生之后发出警告，有效的减少火灾造成的损失，电气火灾监控系统能够进行早期的预警，避免损失。因此，电气火灾监控系统的特点是作用于电气火灾发生前，探测配电系统的漏电电流、异常温度等相关异常参数，当达到设定限值时发出报警，在电气火灾形成前排除隐患或切断故障电路，可以显著降低发生电气火灾的机率。 
1.2 电气火灾监控系统的基本组成 
      根据国家标准 GB14287-2014《电气火灾监控系统》以及相关规范《电气火灾监控系统的设计方法》，电气火灾监控系统中主要包含报警监控主机、剩余电流式电气火灾监控探测器、温度探测器、传感器等。其中，报警监控主机放置在消防监控中心或值班室内，剩余电流式电气火灾监控探测器和传感器安装在现场配电柜、箱内。剩余电流式电气火灾监控探测器主要是由监控探测器和剩余电流互感器两个部分组成。测温式电气火灾监控探测器主要是由监控探测器和测温传感器两个部分组成。 
1.3 电气火灾监控系统的工作原理 
      电气火灾监控系统是基于监控探测器、运行于计算机的软件 / 硬件系统，通过对配电回路的漏电电流、过电流、温升等火灾危险参数实施监控和管理，实现对火灾的预防。在系统运行的过程中，其基本的原理是电气设备中电流以及温度等各种参数出现异常的变化时，终端探测器对相关的信息进行搜集然后传输到监控探测器，并且和报警的预设值进行对比，超出预设值就会发出预警限号，同时输送到相应的监控设备中，进一步的进行识别和判断，在确定火灾可能发生时，监控主机会发出相应的报警信号， 点亮报警指示灯，发出报警印象，同时在屏幕上对火灾信息进行全面的显示。当必要时还能联动切除被检测到剩余电流超标或温度异常的配电回路、同时也可以与火灾自动报警系统或配电监控系统等进行数据交换和共享。相关的工作人员能够根据显示的信息及时通知人员进行现场的检查和处理。 
1.3.1 剩余电流互感器工作原理 
       剩余电流是指流过剩余电流动作保护装置主回路电流瞬时值的矢量和。剩余电流互感器是剩余电流式电气火灾监控探测器的基本模块，当回路中的电流矢量和不为零时，互感器的二次侧产生电流信号，对该电流信号进行采集处理后就可得到该回路中的实际剩余电流值，考虑电气线路的不平衡   电流，线路和电气设备正常的自然泄漏电流，因此实际电气线路都存在正常的剩余电流，只有当检测的剩余电流达到报警设定值时才报警。 
1.3.2 测温式电气火灾监控探测器工作原理 
         铂电阻温度传感器是利用金属铂在温度变化时自身电阻值也随之改变的特性来测量温度的，适用于各种狭小空间高精度测温领域，可以对现场的温度进行连续测量，能够有效的防止电线、电缆发热导致的电气火灾。
2、电气火灾监控系统在公寓应用中的注意事项
2.1 确定公寓低压配电系统的接地型式及电气火灾监控系统的保护分级 
      低压配电系统的接地形式有 TN-S 型、TN-C 型、TNC-S 型、TT 型、IT 型。按照相关规范要求，在 TN-S 系统或局部 TN-C-S 系统及 TT 系统等场所对电气火灾监控系统进行安装。
在对电气火灾监控系统的等级进行确定的过程中，需要结合公寓低电压配电系统以及设备的具体情况进行选择，通常采用的是两级或者叁级保护。两级保护中分为首端和末端两种保护形式，三级保护中分为首端、中端以及末端保护。 
首端保护：通过首端保护能够对低电压配电系统中的进户线路以及主配电设备等进行有效的保护。由电气火灾监控系统完成。 
中端保护：采取中端保护能够对低电压配电系统中的末端线路以及相关的设备进行保护。通常是利用电气火灾监控系统对漏电的电流以及温度异常进行检测。 
末端保护：通过末端保护能够避免人身触电事故的发生，对火灾的防护进行有效的补充。在末端保护的过程中，通常使用无延时漏电断路器，不受电气火灾监控系统的监控。 
一般情况下，在公寓对剩余电流式电气火灾监控系统探测器进行设置的过程中，需要坚持下面的原则，在新建公寓中应采用叁级保护，在低压配电室的各馈出回路配置首端保护；楼层配电柜、区域配电柜等处配置中端保护；在终端配电箱处配置末端保护。 
2.2 分析配电系统图确定监控探测器的安装位置 
        供配电系统是电气火灾监控系统主要的监控对象，在对电气火灾监控系统进行设计时，应当立足于供配电系统图。研究分析公寓低压配电系统的相关图纸，可以了解公寓供配电系统的具体供配电方式、回路数、各区域的用电性质和功率、各配电柜内主要断路器的规格型号、电缆或铜排的截面尺寸及载流量等信息。因此，在对监控探测器进行安装的过程中，需要对公寓电气设备的情况进行详细的了解和调查，对配电设备的位置进行确定，根据相应的需求在相应的设备上安装监控探测器，并且对监控探测器的数量进行确定。 
2.3 电气火灾监控系统的信息检测与传感器安装原则 
       在电气火灾监控系统进行信息监测的过程中，主要采取监测漏电电流和检测温度两种方式。 
线路漏电电流的检测对于交流单相供电系统，只要两根电源线 L、N 穿过剩余电流互感器即可，对于交流三相供电系统，L1、L2、L3、N 线需同时穿过，此后要求中性线不许再接地，保护 PE 线不得穿过剩余电流互感器。 
温度检测是对配电设备有异常发热现象为基本原则进行检测的，在对重要的配电箱、柜内部以及连接部位进行温度监测时，应当采取测温式电气火灾探测器。如果被检测的对象是绝缘体，可以采用接触式措施，将探测器放置在被测对象的表面。在对配电箱柜的内部的温度进行监测时， 可以采取靠近发热部件，使用非接触式装置。 
2.4 固有自然泄漏电流估算及协调配合分级设置报警值 
      在对电气火灾监控系统的预警值进行设置的过程中，需要对配电系统中设备的自然漏电电流进行考虑，同时，预警值设置时应当大于自然漏电的电流值。 被保护电气线路和设备正常工作时的自然泄漏电流值，能够根据经验计算公式并参照线路和设备常用自然泄漏电流值基本确定下来，并以此数值为依据，初步设计报警电流值。*后确定实际的报警设定值还需要具体安装调试时在现场进行数据实测检验。在测试的过程中，如果实际测量的漏电电流值比正常的自然漏电电流大很多，需要进行相应的检查，是够存在不规范化的施工或者设备的质量不合格等情况。 
公寓中应用电气火灾监控系统的过程中，应当重视对报警值进行设置，在剩余电流式电气火灾监控系统的报警值进行设置的过程中，需要对其设置范围进行了解，按照国家相关的标准，报警值应当在设定值的 80% 到 100% 之间，因此，按照相关的要求，总进户电源处的剩余电流报警值应当设置在 400 到 800mA，在分支线路电源馈出线路上剩余电流报警值应当在 100 到 400mA。在电气火灾监控系统探测器报警值设置的过程中，其大小应当小于电气设备自然漏电电流的两倍，大于 1000mA。在两级或者多级的监测系统中，报警值具有更多的选择性，上级探测器的报警值应当是下级探测器报警值*大设定值的 1.5 倍，并且不能大于 1000mA。
3、安科瑞电气火灾监控系统
3.1概述
     Acre1-6000电气火灾监控系统，是根据国家现行规范标准由安科瑞电气股份有限公司研发的全数字化独立运行的系统，已通过国家消防电子产品质量监督检验中心的消防电子产品试验认证，并且均通过严格的EMC电磁兼容试验，保证了该系列产品在低压配电系统中的安全正常运行，现均已批量生产并在全国得到广泛地应用。该系统通过对剩余电流、过电流、过电压、温度和故障电弧等信号的采集与监视，实现对电气火灾的早期预防和报警，当必要时还能联动切除被检测到剩余电流、温度和故障电弧等超标的配电回路;并根据用户的需求，还可以满足与AcreIEMS企业微电网管理云平台或火灾自动报警系统等进行数据交换和共享。
3.2 应用场合
      适用于智能楼宇、医院、高层公寓、宾馆、饭店、商厦、工矿企业、国家重点消防单位以及石油化工、文教卫生、金融、电信等领域。
3.3 系统结构

 
3.4 系统功能
   1）监控设备能接收多台探测器的剩余电流、温度信息，报警时发出声、光报警信号，同时设备上红色“报警”指示灯亮，显示屏指示报警部位及报警类型，记录报警时间，声光报警一直保持，直至按设备的“复位”按钮或触摸屏的“复位”按键远程对探测器实现复位。对于声音报警信号也可以使用触摸屏“消声”按键手动消除。

 
   2）当被监测回路报警时，控制输出继电器闭合，用于控制被保护电路或其他设备，当报警消除后，控制输出继电器释放。

   3）通讯故障报警：当监控设备与所接的任一台探测器之间发生通讯故障或探测器本身发生故障时，监控画面中相应的探测器显示故障提示，同时设备上的黄色“故障”指示灯亮，并发出故障报警声音。电源故障报警：当主电源或备用电源发生故障时，监控设备也发出声光报警信号并显示故障信息，可进入相应的界面查看详细信息并可解除报警声响。
 
   4）当发生剩余电流、超温报警或通讯、电源故障时，将报警部位、故障信息、报警时间等信息存储在数据库中，当报警解除、排除故障时，同样予以记录。历史数据提供多种便捷、快速的查询方法。

3.5 配置方案
      



4、结束语
      随着社会的发展，科技的进步，必然有越来越多的用电设备进入公寓使用，而公寓做为人员高度聚集场所，设置电气火灾监控系统是避免电气火灾的有效手段，是火灾主动报警系统的预报警体系及有效的补充，可使电气火灾防患于未然，保障人身及财产安全，同时带来较好的社会效益和经济效益。
 
【参考文献】
[1]栾迪.电气火灾监控系统在公寓中的应用.
[2]GB50116-2013. 《火灾自动报警系统设计规范》[S]
[3]安科瑞消防应急照明和疏散指示系统/防火门监控系统/消防设备电源监控系统/电
气火灾监控系统选型手册. 2022.05版