浅析电气火灾监控系统在医院的应用研究

王蒙蒙

摘要：文章结合医院建筑电气火灾的特点及其发生原因，对电气火灾监控系统在医院建筑设计中的具体应用进行研究，并通过实例分析，对其应用效果进行验证，为有关实践及研究提供参考，确保医院建筑电气的安全性。
 
关键词：电气火灾 漏电 剩余电流 早期预警 医院
 
       电气火灾作为一种重要的火灾类型，对建筑以及用户的安全存在较大的威胁；加强建筑电气火灾的有效预防与监控管理，是减少建筑电气火灾的发生并降低其危害影响的有效措施。医院作为为患者提供医疗服务的重要机构和场所，人员密集，社会关注度高，由于医院的服务对象为患者，这类群体由于疾病原因导致其行动缓慢，在火灾情况下的紧急疏散或自行疏散较慢。随着医院的发展，医疗设备的不断更新，医院对用电质量和安全性也提出了更高的要求，再加上医院建筑内部存放着各类重要的医疗仪器及设备，一旦发生火灾，转移的难度也较大，所产生的危害突出。此外，一些早期建设的医院，由于使用年限较为久远，医院内部的电气线路老化较为严重，再加上各类仪器设备的频繁使用，导致其火灾隐患较为突出，迫切需要加强对医院电气火灾的有效防控。
 
1电气火灾监控系统及其工作原理分析 
 
（1）系统的结构组成 
 
        国家标准 GB14287.1-2014《电气火灾监控系统》对电气火灾监控产品提出了强制性的要求。它包括 3 个部分：电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器和测温式电气火灾监控探测器。本文讨论的电气防火监控系统主要由电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器、测温式电气火灾监控探测器和远程监控等硬件设备组成，上述各硬件设备在电气防火监控系统运行中，与远程监控设备进行连接后，值班人员能够通过消防中心的多功能显示屏对所有监控点的运行状况进行了解；电气火灾监控系统中的远程监控设备本身还配备有较为庞大的数据库，能够对所有进行监控的配电系统及其数据信息进行存储管理，为有关人员的查询和分析工作提供支持。 
 
（2）工作原理 
 
        根据上述对电气火灾监控系统的组成及其各部分功能分析，在电气火灾监控系统工作运行中，对配电回路的漏电电流、电流、温度进行实时检测，当被保护线路中的被探测参数（剩余电流、电流、温度等电气火灾危险参数）发生变化，超出预设值时，现场发出报警信号并提示报警部位，并将报警信息传送至远程监控主机，报警显示和打印，值班人员通知人员去现场查看处置，实现电气火灾的早期预警，避免电气火灾的发生。电气火灾监控系统的火灾预报属于早期预警，是火灾自动报警系统的独立子系统，不同于火灾自动报警系统，它的特点在于电气火灾监控属于先期预报警。与传统火灾自动报警系统不同的是，电气火灾监控系统早期报警是为了主动预防损失，把过去对电气火灾的消极防范变为主动预防，即不论是新建医院还是扩建医院项目，尤其是已经安装了火灾自动报警系统的医院，仍需要安装电气火灾监控系统的主要原因。随着医院用电设备数量持续增加，用电负荷亦不断上升，电气事故也在逐年攀升，安装电气火灾监控系统是必要的，同时也是迫切的。 
 
2 医院电气火灾的特点与原因分析 
 
        医院电气火灾与一般火灾相比，具有较为突出的分布性、持续性和隐蔽性特征，这是由于医院建筑内部的电气线路分布本身较为广泛，并且其线路通常会敷设在较为隐蔽的部位，随着医院对电气设备的需求增加，导致其在长期持续运行状态下，极易因用电负荷增加，或者是电气线路老化等问题，引起电气火灾发生。此外，电气火灾发生初期，一般很难被及时发现，当火蔓延到设备及电缆表面时已形成较大火势，不易被控制。电气火灾发生的原因主要包含短路、漏电、过负荷、雷电、误操作、谐波电流、电气设备故障以及接触不良等；其中，过负荷以及漏电、短路等是导致电气火灾发生的主要的原因，并且在各类电气火灾中，以电缆线路故障导致的火灾情况较为突出。对于医院来讲，为确保对患者的医疗服务，医院内部的配电系统基本处于持续运行状态，具有用电量大并且用电时间长、设备复杂、用电负荷不够稳定等特征。此外，由于医院中运行使用的大型医疗设备（如 X光机、CT 机、MIR 机、DSA 机等）工作瞬间电流均比较大，因此，医院的电气火灾发生的原因更为复杂。电气火灾发生的主要原因如图 1 所示。 

图 1 电气火灾发生的原因
 
3 电气火灾监控系统设计应用的技术要求 
 
        结合上述对医院电气火灾的特点与原因，在进行电气火灾监控系统设计和应用中，需要满足以下基本功能与技术要求。 
        （1）能够对电气设备运行过程中的漏电电流值、配电箱中的温度值进行实时监测，如超过设定值及时报警提示，并可以对电气设备的运行及其线路连接进行控制，从而对电气设备与线路进行有效保护。 
        （2）具备相应的记忆、显示以及打印等功能。电气火灾监控系统在运行中，能够通过探测监控器对三相电源以及每相电流值以及漏电电流值、配电箱中的温度值实时监控显示，并且其系统能够对供电系统各支路运行状态，以及动态参数、操作内容进行保存，方便查询打印，必要时通过网络将报警信息以及部位传输到指定的手机上。 
        （3）具有良好的可操作性。电气火灾监控系统中的探测控制器应具有易操作的特征，能够使操作者方便对其控制参数进行设定，并通过控制器的显示屏方便对供电参数和运行状态进行了解。此外，其系统中主控制计算机的人机界面交互良好，能够为操作者进行供电系统运行观察，并通过不同颜色显示对其工作状态进行区别，便于掌握和操作应用。 
        （4）能够进行整定值调整支持。电气火灾监控系统的设计和应用中，由于其系统内部的探测控制器是采用微处理器控制，不仅具有较好的灵活性、运算速度快、可调节的范围较广等特征优势，而且能够在较为广泛的保护范围内对整定值进行合理选择与调整，以促进其工作在一个合理区域。 
        （5）具有电气设备试验、预警和断电操作等功能。电气火灾监控系统在实际应用中，为保证系统正常运行，需要通过系统中的主控制计算机定期进行试验信号，对其是否存在故障进行判断，一旦出现故障可报警提示同时可以切断故障部位，避免对整个电气防火监控系统的正常运行造成影响。 
 
4 电气火灾监控系统在医院的应用 
 
       根据某医院内部的电气线路分布与供电系统情况， 电气火灾监控系统对全医院的各楼层总开关回路进行监控，具体方案是电气火灾监控主机安装在医院的消防中心，并在各楼层的配电间低压配电系统末级配电柜的进线端，安装剩余电流式电气火灾监控探测器，监控该部位到终端用户的线路和设备；同时在各配电箱中安装相应的测温式电气火灾监控探测器，对配电箱内的温度情况进行监控和分析，被监控参数如剩余电流、电流、温度发生异常变化时，超出预设值现场发出声光报警信号，并通过线路将报警信号发送至电气火灾监控主机，值班人员根据以上显示信息，迅速通知电工赶到事故现场检查处理。电气火灾监控系统设备投入运行以来，帮助发现了多处电气安全隐患，及时发现和排除多起电气故障，大大提高了医院电气设备运行安全性和可靠性，避免了电气故障对医院正常运行的影响，为医院的消防管理提供了科学的依据。
 
5安科瑞电气火灾监控系统
 
（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。
 
（2） 应用场合
        适用于智能楼宇、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 ）系统结构

 
（4 ）系统功能
       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。

 
       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。
       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。

 
        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。

 
 
（5） 配置方案


 
 
6 结语 
 
        现阶段的电气火灾监控系统技术并不十分完善，误报、漏报情况时有发生，相信在移动互联网快速发展的今天，电气火灾监控系统可以利用物联网、云平台、大数据技术，向智能信息化、数字网络化、系统功能一体化、可视化系统等方向发展。对电气火灾监控系统在医院的应用进行研究，结合医院建筑电气线路特点，采用电气防火监控系统，加强对医院电气火灾原因的监测分析，及时进行电气火灾隐患消除，对确保医院建筑电气的正常运行，具有十分积极的意义。 
 
参考文献
【1】卢敏华 电气火灾监控系统在医院的应用研究
【2】安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.5版