涂志燕

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

摘要：煤礦高層公寓做為人員高度密集場所，使用的電器種類繁多，一旦發(fā)生電氣火災(zāi)事故， 其嚴重性和危害性遠高于其它場所。文章通過對煤礦公寓電氣線路火災(zāi)主要形式的分析，對電氣火災(zāi)監(jiān) 控系統(tǒng)在煤礦公寓電氣火災(zāi)預(yù)防及報警方面的具體應(yīng)用進行了詳細地介紹。

關(guān)鍵詞:煤礦公寓；電氣線路火災(zāi)；電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

0 引言

        煤礦公寓是人員高度密集的場所，是職工休息、學(xué)習(xí)、生活的重要地方。公寓火災(zāi)安全管理事關(guān)職工人身和財產(chǎn)安全，其安全狀況關(guān)系到煤礦正常的生產(chǎn)和生活秩序；關(guān)系到煤礦和社會的穩(wěn)定。近年來，隨著社會的不斷發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的快速進步、人們生活水平的逐步改善，煤礦公寓的用電狀況發(fā)生了巨大變化，公寓內(nèi)使用的電器種類繁多，用電負荷劇增，造成電氣火災(zāi)事故隱患增多，而公寓一旦發(fā)生電氣火災(zāi)事故，其嚴重性和危害性遠高于其它場所。因此通過高科技手段對公寓電氣火災(zāi)做到早期預(yù)警、預(yù)報，使電氣火災(zāi)的預(yù)防達到有的放矢，做到防患于未然，具有重大的現(xiàn)實和社會意義。

1.煤礦公寓電氣線路火災(zāi)的主要形式

1.1.短路火災(zāi)

        電氣線路中的裸導(dǎo)體或絕緣導(dǎo)線的絕緣保護層破損后由于各種原因造成相線與相線、相線與零線、相線與保護線的連接，在回路中引起電流瞬間驟然變大的現(xiàn)象叫短路。短路時在短路點產(chǎn)生強烈的火花和電弧，同時由于系統(tǒng)阻抗突然減小、電流突然變大，在極短的時間內(nèi)會產(chǎn)生很大的熱量，大大超過了線路正常工作時的發(fā)熱量，這個熱量不僅能使絕緣層燃燒，而且能使金屬熔化，引起鄰近的易燃、可燃物質(zhì)燃燒，從而造成火災(zāi)。

1.2.過載火災(zāi)

        電流通過導(dǎo)線流動時，會使導(dǎo)線發(fā)熱，溫度升高。在電氣線路中，允許連續(xù)通過而不至于使導(dǎo)線過熱的電流量稱為安全載流量，當(dāng)導(dǎo)線中出現(xiàn)流過的電流超過安全載流量的現(xiàn)象時就叫過載。一般導(dǎo)線允許工作溫度為65度，如果導(dǎo)線流過的電流超過了安全載流量，容易引起導(dǎo)線的溫度不斷升高，會使導(dǎo)線絕緣層加速老化，甚至損壞；當(dāng)嚴重過載時，甚至?xí)饘?dǎo)線的絕緣層發(fā)生燃燒，并能引燃導(dǎo)線附近的可燃物，甚至進一步引發(fā)短路，從而造成火災(zāi)事故。

1.3.漏電火災(zāi)

        在電力系統(tǒng)中因為某種原因造成帶電導(dǎo)體的絕緣損壞，絕緣電阻顯著下降時，發(fā)生在不同電位導(dǎo)體之間，如導(dǎo)線之間，導(dǎo)線與大地之間有非正常電流流過的現(xiàn)象叫漏電。漏電可使導(dǎo)體局部帶電，會給人們造成嚴重的或致命的觸電危害；同時當(dāng)漏電發(fā)生時，漏泄的電流如遇電阻較大的部位時，會產(chǎn)生局部高溫，致使附近的可燃物著火，從而引起火災(zāi)；此外，在漏電點產(chǎn)生的漏電火花，電弧、過熱高溫等同樣也會引起火災(zāi)。

1.4.接觸不良火災(zāi)

        導(dǎo)體相互連接時，連接的地方都有接頭，在接頭的接觸面上形成的電阻稱為接觸電阻。接頭的接觸形式大體分為點接觸，線接觸和面接觸，一方面由于接觸面的凹凸不平或接觸面接觸壓力不夠，金屬導(dǎo)體間的實際接觸面減小，接觸面附近有效的導(dǎo)電截面大大縮小，因而導(dǎo)致接觸電阻的變大，另一方面金屬導(dǎo)體接觸面在空氣中可能形成一層導(dǎo)電性能很差的氧化膜附著于表面，也可以使接觸電阻變大，線路接通電源之后，電流通過導(dǎo)線、接頭和設(shè)備就會發(fā)熱，這是正常現(xiàn)象。如果接頭做得好，接觸電阻不大，連接點的發(fā)熱量就小，可以保持正常溫度。如果接頭接得不好，造成接觸部位的接觸電阻變大，在一定電流下，就會在此處產(chǎn)生大量的熱量，形成高溫。因此，接觸電阻較大的連接位置就會強烈發(fā)熱，使溫度急劇升高使金屬導(dǎo)體變色甚至熔化或引起導(dǎo)線絕緣層的燃燒，以致造成附近的可燃物質(zhì)燃燒引起火災(zāi)。

1.5.諧波火災(zāi)

        在理想的電力系統(tǒng)中，電流和電壓都是純粹的正弦波。所謂諧波，即在交流電網(wǎng)中，由于大量非線性電氣設(shè)備如節(jié)能燈、熒光燈、計算機、鎮(zhèn)流器、UPS電源等的投入運行，其電壓電流波形不全是正弦波波形，而是不同程度發(fā)生了畸變。在三相負荷平衡的低壓配電系統(tǒng)中，當(dāng)每相所載電流相等時，中性線中沒有電流；當(dāng)三相負荷不均衡時，經(jīng)過矢量合成以后的電流才流過中性線，一般都小于相線上電流。利用這一特點，中性線導(dǎo)線截面一般比相線減少一半或與相線相同，以利節(jié)約材料。當(dāng)相線中含有三次諧波時，諧波電流將在中性線上疊加，而非相互抵消，嚴重時諧波電流甚至超過相線電流，以3倍于相線的電流通過中性線，使中性線電流大大超過其安全電流值，當(dāng)負載不平衡時，中性線過載會更嚴重。這種狀態(tài)下就有可能造成導(dǎo)線過熱引起線路周圍可燃物起火或中性線熔斷，形成中性點偏移，造成各相電壓不平衡，燒壞線路中接人的電器設(shè)備進而引發(fā)火災(zāi)。

2.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)介紹

2.1.系統(tǒng)特點

        電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是一種新型的以預(yù)防為特點的實時監(jiān)控系統(tǒng)。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)不同的是，傳統(tǒng)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)是在火災(zāi)發(fā)生后為了減少損失，而電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)早期報警是為了避免損失，所以其特點是作用于電氣火災(zāi)發(fā)生前，探測配電系統(tǒng)的漏電電流、異常溫度等相關(guān)異常參數(shù)，當(dāng)達到設(shè)定限值時發(fā)出報警，在電氣火災(zāi)形成前排除隱患或切斷故障電路，可以顯著降低發(fā)生電氣火災(zāi)的機率。

2.2.基本組成

        根據(jù)國家標準GBl4287—2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》以及相關(guān)規(guī)范《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方法》，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要由報警監(jiān)控主機、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器、溫度探測器、傳感器組成。其中，報警監(jiān)控主機放置在消防監(jiān)控中心或值班室內(nèi)，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器和傳感器安裝在現(xiàn)場配電柜、箱內(nèi)。其中，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器又由監(jiān)控探測器和剩余電流互感器所組成。測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器由監(jiān)控探測器和測溫傳感器所組成。

2.3.工作原理

        電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是基于監(jiān)控探測器、運行于計算機的軟件／硬件系統(tǒng)，通過對配電回路的漏電電流、過電流、溫升等火災(zāi)危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理，從而達到預(yù)防發(fā)生電氣火災(zāi)的目的。其基本原理是，當(dāng)電氣設(shè)備中的電流、溫度等參數(shù)發(fā)生異常或突變時，終端探測器利用電磁感應(yīng)原理、溫度效應(yīng)的變化對該信息進行采集輸送到監(jiān)控探測器，并與報警設(shè)定值進行比較，一旦超出設(shè)定值則發(fā)出報警信號，同時也輸送到監(jiān)控設(shè)備中，再經(jīng)監(jiān)控設(shè)備進一步識別、判定，當(dāng)確認可能會發(fā)生火災(zāi)時，監(jiān)控主機發(fā)出火災(zāi)報警信號，點亮報警指示燈，發(fā)出報警音響，同時在顯示屏上顯示火災(zāi)報警地址等信息。當(dāng)必要時還能聯(lián)動切除被檢測到剩余電流超標或溫度異常的配電回路、同時也可以與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)或配電監(jiān)控系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)交換和共享。值班人員則根據(jù)以上顯示的信息，通知專業(yè)人員迅速到事故現(xiàn)場進行檢查處理。

3.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦公寓應(yīng)用中的注意事項

3.1.確定煤礦公寓低壓配電系統(tǒng)的接地型式及電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的保護分級

        低壓配電系統(tǒng)的接地形式有TN—S型、TN—C型、TN—C—S型、TT型、IT型。按照相關(guān)規(guī)范要求，電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器適合安裝在TN—S系統(tǒng)或局部TN—C—S系統(tǒng)及，TT系統(tǒng)的場所。

        根據(jù)煤礦公寓低壓配電系統(tǒng)的設(shè)置和具體設(shè)備的配電情況，電氣火災(zāi)監(jiān)控報警系統(tǒng)可采用叁級或兩級保護，叁級保護分為末端保護、中端保護和首端保護；兩級保護分為末端保護和首端保護。

        末端保護：末端保護的主要目的是防止人身觸電事故，是對火災(zāi)防護的補充。末端保護通常采用無延時漏電斷路器，不納人電氣火災(zāi)監(jiān)控報警系統(tǒng)的集中監(jiān)視和控制。

        中端保護：中端保護主要是對低壓配電系統(tǒng)中末端線路和末端線路上的設(shè)備進行保護。通常采用電氣火災(zāi)報警系統(tǒng)檢測漏電電流及異常溫度。

        首端保護：首端保護是對低壓配電系統(tǒng)中進戶線路、主配電饋出線路及設(shè)備進行保護。本級保護同樣由電氣火災(zāi)監(jiān)控報警系統(tǒng)實現(xiàn)。

        通常在煤礦公寓設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的原則是，在新建高層煤礦公寓中應(yīng)采用叁級保護，在低壓配電室的各饋出回路配置首端保護；樓層配電柜、區(qū)域配電柜等處配置中端保護；在終端配電箱處配置末端保護。

3.2.固有自然泄漏電流估算及協(xié)調(diào)配合分級設(shè)置報警值

        電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的報警設(shè)定值應(yīng)綜合考慮配電系統(tǒng)及用電設(shè)備的自然泄漏電流，同時遵照剩余電流報警設(shè)定值要大于被測回路自然泄漏電流值的原則。被保護電氣線路和設(shè)備正常工作時的自然泄漏電流值，能夠根據(jù)經(jīng)驗計算公式并參照線路和設(shè)備常用自然泄漏電流值基本確定下來，并以此數(shù)值為依據(jù)，初步設(shè)計報警電流值。最后確定實際的報警設(shè)定值，還需要具體安裝調(diào)試時在現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)實測檢驗。如果發(fā)現(xiàn)實測泄漏電流比設(shè)計估算的正常自然泄漏電流大很多，需要注意是否有不規(guī)范錯誤施工或設(shè)備質(zhì)量不合格等情況發(fā)生。

        剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的報警值設(shè)置范圍，按照國家標準的規(guī)定，應(yīng)在20mA--1000mA之間，報警值應(yīng)在設(shè)定值的80％一100％之間。因此按照要求，一般將總進戶電源處的剩余電流動作值設(shè)定為400--800mA，分支電源饋出線路上的剩余電流動作值設(shè)定為100--400mA。電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的報警設(shè)定值，應(yīng)不小于被保護電氣線路和設(shè)備的自然泄漏電流最大值的2倍，且不大于1000mA。在兩級或多級監(jiān)控探測系統(tǒng)中，報警電流設(shè)定值應(yīng)設(shè)計為具有選擇性，即上級探測器的報警電流設(shè)定值至少是下級探測器中最大的報警電流設(shè)定值的1．5倍，但不應(yīng)大于1000mA。

4.安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

4.1.概述

        Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)國家現(xiàn)行規(guī)范標準由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨立運行的系統(tǒng)，已通過國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的消防電子產(chǎn)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(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運行，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應(yīng)用。該系統(tǒng)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(jiān)視，實現(xiàn)對電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報警，當(dāng)必要時還能聯(lián)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(jù)用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災(zāi)自動報警系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)交換和共享。

4.2.應(yīng)用場合

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家重點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。

4.3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4.配置方案

應(yīng)用場合

5.結(jié)束語

        隨著社會的發(fā)展，科技的進步，必然有越來越多的用電設(shè)備進入煤礦公寓使用，而煤礦公寓做為人員高度聚集場所，設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是避免電氣火災(zāi)的有效手段，是火災(zāi)主動報警系統(tǒng)的預(yù)報警體系及有效的補充，可使電氣火災(zāi)防患于未然，保障職工的人身及財產(chǎn)安全，同時帶來較好的社會效益和經(jīng)濟效益。

作者簡介：涂志燕，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事數(shù)據(jù)中心相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)及應(yīng)用。