淺析電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及注意事項
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隨著我們國家愛國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的日益提高，我國在工業(yè)用電以及家庭用電方面逐年增加，以2010年為例我國全社會用電量達到41923億kWh，同比增長14.56%。各種電氣設(shè)備不斷增加并已應(yīng)用普及到社會的各個領(lǐng)域，在給人們的生活生產(chǎn)帶來極大便利的同時也留下了更多的安全隱患。據(jù)2008-2010年度《中國消防年鑒》統(tǒng)計，2007-2009年我國共發(fā)生火災(zāi)429738起，其中電氣火災(zāi)125947起占火災(zāi)總數(shù)的29.3%，為引發(fā)火災(zāi)的最主要原因。多年來一直占據(jù)首位，居高不下，造成了巨大的財產(chǎn)損失。為遏制電氣火災(zāi)發(fā)生，有關(guān)部門相繼制定、修改了相關(guān)國家標準規(guī)范，強調(diào)了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在防止因接地故障而引起的電氣火災(zāi)的防護作用。例如《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50045-2005）第9.5.1條，《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2006）第11.2.7條中都規(guī)定了宜設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的場所。在《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》（GB 14287-2005）中規(guī)定了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的組成及設(shè)計要求。
2 電氣火災(zāi)原因淺析
電氣火災(zāi)發(fā)生的原因很多，短路、絕緣老化、過流、接地故障、接觸不良、家電或電熱設(shè)備引燃可燃物等等。從本質(zhì)上講，在所有電氣火災(zāi)起因中最終都是引起短路造成的，而短路火災(zāi)中90%是由于漸變型故障引起的短路。漸變型故障是有發(fā)展過程的，在這個過程中所表現(xiàn)出的能力釋放，直接地表現(xiàn)為溫度或電弧，實質(zhì)上是漏電流增大。過流負荷、接觸不良、家電或電熱設(shè)備等這些故障的發(fā)展過程中，同樣也伴隨著漏電電流的增加。因為漏電電流比較小，常不足以使過流保護設(shè)備（斷路器、熔斷器）動作，幾百毫安的漏電電弧產(chǎn)生的局部高溫達2000℃以上，足以引燃周圍的可燃物發(fā)生火災(zāi)，其隱蔽性常常最終導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。
這類電氣火災(zāi)的引發(fā)是由于非正常的的漏電流（即使是很小的值）所引發(fā)的，為隱蔽性故障，如果不利用一定的技術(shù)探測手段是無法知曉的，故障的持續(xù)發(fā)生最終可能會導(dǎo)致電氣火災(zāi)事故。故需要有專門檢測線路中剩余電流（又稱泄露電流或漏電流）的裝置，用來測量在無施加電壓的情況下，電氣中帶相互絕緣的金屬零件之間,或帶電零件與接地零件之間,通過其周圍介質(zhì)或絕緣表面所形成的電流，從而實現(xiàn)該類電氣火災(zāi)的提前預(yù)警，達到消除火災(zāi)隱患的目的。
3 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)
電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是指當被保護線路中的被探測參數(shù)超過報警設(shè)定值時，能發(fā)出報警信號、控制信號并能指示報警部位的系統(tǒng)。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是一種電氣火災(zāi)預(yù)防的手段，是作用于電氣火災(zāi)發(fā)生前的一種實時監(jiān)控系統(tǒng)，與作用于火災(zāi)發(fā)生后的“火災(zāi)自動報警系統(tǒng)”在承擔任務(wù)、功能和采取的技術(shù)手段等方面均是不同的，兩者不能混淆和取代。
“ARCM”電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是由上海安科瑞電氣股份有限公司自主研發(fā)和生產(chǎn)的，包括Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)軟件及ARCM系列電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器組成。它是一種應(yīng)用于民用建筑和工業(yè)建筑雙重領(lǐng)域的新一代電氣火災(zāi)監(jiān)控產(chǎn)品，具有超早期、高智能、小型化、多功能、高可靠性、簡單實用等特點。該裝置是結(jié)合多年來該公司在國內(nèi)外工業(yè)領(lǐng)域及民用建筑領(lǐng)域得系統(tǒng)集成項目中所積累下的大量寶貴經(jīng)驗研制而成的。該監(jiān)控設(shè)備采用工業(yè)計算機進行設(shè)計研制，具有良好的可靠性，同時優(yōu)化了人機交互功能，使整個系統(tǒng)易于安裝、調(diào)試及維護，主機采用總線制數(shù)據(jù)傳輸方式，配接剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，組成大容量電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，適用于高層建筑和各種工業(yè)場所的早期電氣火災(zāi)實時監(jiān)控及預(yù)防。
3.1 監(jiān)控系統(tǒng)基本原理
電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是集監(jiān)測、報警、控制、集中管理于一體，總線上一般接監(jiān)控探測器或監(jiān)控單元，與主機進行通訊，傳送全部數(shù)據(jù)采集信息。主機采集接收的數(shù)據(jù)，監(jiān)測被探測電氣線路三相電流、剩余電流、溫度、電壓等參數(shù)的變化，以及反饋當前回路狀態(tài)等信息。當被測線路發(fā)生異常時，電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器通過互感器、溫度傳感器等工具采集信號并處理，當監(jiān)測值超過設(shè)定閾值并且達到觸發(fā)時間時發(fā)出報警信號，同時將報警信號上傳至監(jiān)控設(shè)備中，經(jīng)進一步識別判定，監(jiān)控主機發(fā)出火災(zāi)報警信號，報警指示燈亮，報警聲音帶卡，并在顯示屏上提示報警信息，指定報警位置，值班人員迅速進行檢查處理，將報警信息發(fā)送至集中控制臺，同時也可由值班人員通過監(jiān)控設(shè)備控制切斷故障回路電源，聯(lián)動其他消防設(shè)備，從而達到預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。
3.2 監(jiān)控系統(tǒng)基本組成
《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》（GB14287）中給出了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)的定義及基本組成。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是當被保護線路中的被探測參數(shù)超過報警設(shè)定值時，能發(fā)出報警信號、控制信號并能指示報警部位的系統(tǒng)，它由電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器組成。
上海安科瑞電氣股份有限公司生產(chǎn)研發(fā)的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要包括：Acrel6000電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備和ARCM系列電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器兩大部分組成。根據(jù)工程項目的大小不同，給出了適用于各類不同的系統(tǒng)解決方案，以達到更優(yōu)、更好的目標。一般我們分為：小型單體建筑；大型單體建筑；大型群體建筑。圖1中給出了各類型項目的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
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