淺談電氣火災監控系統在南海某銀行生產機房的應用
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易允恒
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801
摘要：對電氣火災監控系統的概念和原理進行了簡介，闡述了電氣火災監控系統的組成結構和設置原則，分析了電氣火災監控系統與火災報警系統的區別與聯系，以規范電氣火災監控系統的設置和使用。
關鍵詞:電氣火災監控系統；剩余電流；火宅自動報警
引言
目前，在我國發生的火災事故中，電氣火災占了較大的比例，因此，對此類火災進行探測報警顯得尤為重要。國家也制定了一些相關的標準規范，如GB50016—2006建筑設計防火規范、GB50045—2005高層民用建筑設計防火規范、JGJ16—2008民用建筑電氣設計規范等，對建筑物電氣火災監控系統的設置都作出了規定。
一、電氣火災監控系統的概念及原理簡介
1.電氣火災監控系統的概念
GB14287-2005電氣火災監控系統第二部分中又規定，電氣火災監控探測器以探測參數區分有“剩余電流式電氣火災監控探測器”和“測溫式電氣火災監控探測器”兩種。
可見，剩余電流和溫度是電氣火災防范的重點，也就是電氣火災監控系統所要監測的對象。
- 剩余電流式電氣火災監控系統原理
剩余電流監控系統的檢測元件是探測配電線路剩余電流的互感器，相線(La,Lb,Lc)和中性線N同時、同向穿過它的一次繞組。當剩余電流Ia=0時，互感器二次繞組沒有感應電壓。當配電線路發生接地故障時，剩余電流不再等于零，此時在電流互感器二次繞組產生感應電壓U和感應電流。這些信號被送至剩余電流監控探測器，經放大、A/D轉換、CPU對變化的幅值進行分析、判斷，并與報警設定值進行比較，一旦超出設定值則發出報警信號。
- 測溫式電氣火災監控系統原理
在國標《電氣火災監控系統》中包含了“測溫式電氣火災監控探測器”。它的檢測元件是一段長約數米的測溫線，將測溫線纏繞在需要監測的物體上，如銅芯導線、插接母線、配電箱等。當被監視部位溫度達到報警設定值時，探測器應在40s內發出報警信號。這個報警溫度是可調的，一般在55℃~140℃之間。測溫式電氣火災監控探測器和剩余電流式電氣火災監控探測器共用一臺監控主機，組成一個完整的系統。
二、剩余電流式電氣火災監控系統組成
剩余電流式電氣火災監控系統如圖1所示。系統主要由剩余電流互感器、剩余電流式電氣火災監控探測器、剩余電流式電氣火災監控主機以及系統總線組成。剩余電流互感器采用矩形窗口設計，方便電纜或銅排穿線。在不同等級的電流回路上，對剩余電流互感器的電性能要求是相同的，只是窗口尺寸不同。對于改造工程，適合選用開口型的電流互感器(由兩半扣合),這樣可以盡量不觸動原來配電箱(柜)的內部導線和器件布置。需要注意的是，穿過檢測元化______電流互感器的只能是三根相線和一根中性線，保護線(PE線)和保護中性線(PEN線)是不能穿過互感器的。剩余電流互感器根據框架電流可分為100A,225A,400A等幾種，它的額定漏電動作電流也是可調的，分300mA,500mA,800mA等。互感器通過RW3×1.0電纜連接到探測器上。
探測器的作用是接收、分析互感器傳送來的信號，并在有漏電發生時進行報警。
電氣火災監控主機通過總線與探測器連接，通過現場總線向探測器發出巡檢命令，接收探測器的狀態信息(報警、故障、供電電路失電、剩余電流數值),當主機監測到常信息時，進行聲光報警并顯示相應信息和信息類型。電氣火災監控主機還可通過RS485通訊口將信息傳給圖形顯示系統，圖形顯示各種信息，并將信息數據儲存在其數據庫中，以備日后查詢。電氣火災監控主機應放置在消防控制室或有人員24h值班的場所。電氣火災監控主機可以通過通訊總線連接到火災自動報警控制器上，電氣火災監控成為火災自動報警系統的一個組成部分。
目前有些電氣火災探測器能夠同時監測剩余電流和溫度，以JHA/DT-T4型綜合式電氣火災探測器為例，它同時可監測8路剩余電流信號和2路溫度信號，并且測溫線的溫度有2m～8m幾種。這種具備綜合功能的產品，在設計和使用上都比較方便和經濟。
三、電氣火災監控的分級保護原則
1電氣火災監控系統的定義
根據用電負載及線路情況，通常把低壓配電線路分為電源總進線、干線、分支線及所連接的用電設備三級，線路較簡單的可分為二級。由于每一級的正常泄露電流都不一樣，另外每一級故障時切斷電源所造成的影響也不一樣，所以需要選擇不同額定動作電流、不同動作特性的探測器。
以采用三級保護方式的民用建筑配電線路為例，其分級保護示意圖如圖2所示。
第三級(末級)是分支線及其用電設備。這里的用電設備是指照明裝置、空調、計算機及其他電器等。這一級的保護目的主要是防止人身觸電。通常選用額定剩余動作電流小于300mA,動作時間小于0.1s的剩余電流探測器，而且探測器應能夠發出信號切斷受控點的電源。
第二級是干線漏電火災的保護。這里所謂干線是指它的始端至各分支線之間的一段較長的線路。這一級探測器的額定剩余動作電流應選為正常泄露電流的2倍，一般約在300mA～500mA。由于干線供電電源被切斷的影響較大，這一級剩余電流探測器一般只用來報警，不用來聯動切斷受控點的電源。
第二級大一些，一般選取為0.5A~1A。這個值也應為電源總進線正常泄露電流的2倍左右。
重要線路，包括消防、安防、應急電源、通道照明線路及不容許停電的重要場所，根據規范規定，安裝純報警式剩余電流探測器，報警但不切斷電源(不控制脫扣),既保證了用電安全又保證了供電的不間斷性。
測溫式電氣火災監控探測器一般設置在第二級，監測包括線纜在內的低壓配電裝置中關鍵部位的溫度，采用接觸式布置法。當被檢測對象為絕緣體時，宜將探測器的溫度傳感器直接設置在被探測對象的表面。當被檢測對象為配電柜內部的溫度變化時，宜靠近發熱部件，采用非接觸式布置。
- 電氣火災監控系統與火災自動報警系統的區別與聯系
雖然主要目的都是為了防范火災，但電氣火災監控系統和火災自動報警系統還是有區別的。火災報警系統是對火災初期的煙，溫的探測，通過消防報警和聯動控制系統把火滅在陰燃和初期階段；電氣火災監控系統是對電氣火災的預警，在被監控的電氣線路發生火災之前，就能有效地檢測到異常情況，從而防止電氣火災的發生。
這兩個系統之間并不是彼此孤立的，電氣火災監控系統完全可以成為火災自動報警系統的一個子系統。隨著建筑電氣系統的不斷完善與進步，新產品的不斷推陳出新，電氣火災報警系統與火災報警系統可以統一為一個大的報警系統，這樣既可以完善火災報警系統的功能，也可以減少工程的投資。
五、安科瑞電氣火災監控系統
1概述
Acre1-6000電氣火災監控系統，是根據中心的消防電子產品試驗認證，并且均通過嚴格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產品在低壓配電系統中的安全正常運行，現均已批量生產并在全國得到廣泛地應用。該系統通過對剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監視，實現對電氣火災的早期預防和報警，當必要時還能聯動切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標的配電回路;并根據用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業微電網管理云平臺或火災自動報警系統等進行數據交換和共享。
2應用場合
適用于智能樓宇、醫院、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業、國家重點消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領域。
3系統結構
4系統功能
（1）監控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發出聲、光報警信號，同時設備上紅色“報警”指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按設備的“復位”按鈕或觸摸屏的“復位”按鍵遠程對探測器實現復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動消除。
（2）當被監測回路報警時，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設備，當報警消除后，控制輸出繼電器釋放。
（3）通訊故障報警：當監控設備與所接的任一臺探測器之間發生通訊故障或探測器本身發生故障時，監控畫面中相應的探測器顯示故障提示，同時設備上的黃色“故障”指示燈亮，并發出故障報警聲音。電源故障報警：當主電源或備用電源發生故障時，監控設備也發出聲光報警信號并顯示故障信息，可進入相應的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。
（4）當發生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時，將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數據庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢方法。
5配置方案
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應用場合 |
型號 |
產品照片 |
功能 |
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消防控制室 |
Acrel-6000/B |
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適用于1~4條通信總線*多可連接256個探測器，可適用于壁掛安裝的場所。 |
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Acrel-6000/Q |
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適用于大型組網，壁掛式監控主機數量較多且需集中查看的場所，主要監測壁掛主機信息。 |
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一、二級 低壓配電 |
ARCM200L-Z2 |
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三相(I、U、kW、Kvar、kWh、Kvarh、Hz、cos中)，視在電能、四象限電能計量，單回路剩余電流監測，4路溫度監測，2路繼電器輸出，4路開關量輸入，事件記錄，內置時鐘，點陣式LCD顯示，2路RS485/Modbus通訊 |
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ARCM200L-J8 |
8路剩余電流監測，2路繼電器輸出，4路開關量輸入，事件記錄，內置時鐘，點陣式LCD顯示，1路RS485/Modbus通訊 |
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ARCM300-J1 |
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1路剩余電流監測，4路溫度監測，1路繼電器輸出，事件記錄，LCD顯示，1路RS485/Modbus通訊 |
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AAFD-□ |
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檢測末端線路的故障電弧，485通訊，導軌式安裝。 |
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ASCP200-□ |
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短路限流保護、過載保護、內部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監測、線纜溫度監測，1路RS485通訊，1路GPRS或NB無線通訊，額定電流為0-40A可設。 |
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短路限流保護、過載保護、內部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監測、線纜溫度監測，1路RS485通訊，1路NB或4G無線通訊，額定電流為0-63A可設。 |
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配套附件 |
AKH-0.66 |
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測量型互感器，采集交流電流信號 |
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AKH-0.66/L |
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剩余電流互感器，采集剩余電流信號 |
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ARCM-NTC |
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溫度傳感器，采集線纜或配電箱體溫度 |
六、結束語
電氣火災監控系統是一種新技術、新產品，相對于傳統火災自動報警系統的廣泛應用，電氣火災監控系統在目前應用得還不是很廣泛。但通過實際使用情況來看，它對電氣火災有著高效的探測和報警功能。國家有關部門也在準備把這一系統寫入GB50116火災自動報警系統設計規范，使得在設計和使用這個系統時加規范。
【參考文獻】
- 王斌曉.民用建筑中的電氣火災監控系統.中冶華天工程技術有限公司.
- 劉鴻國.電氣火災預防檢測技術[M].北京：中國電力出版社，2006.
- GB14287-2005,電氣火災監控系統[S].
- 安科瑞消防應急照明和疏散指示系統/防火門監控系統/消防設備電源監控系統/電氣火災監控系統選型手冊.2022.05版
[5]李永生.民用建筑中的電氣火災監控系統
