電氣火災監控技術的性能分析及其在工程應用中的注意事項

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海 嘉定 201801

    摘要：剩余電流式電氣火災監控系統是電氣火災監控系統的一種主要形式，能夠準確監控電氣線路的漸變型故障，能發現電氣線路的火災隱患，及時提醒相關人員去消除這些隱患。在工程實踐中應適當采用分級保護，剩余電流保護裝置的位置設置應符合相關規范的要求，剩余電流互感器必須套住所有的相線和中性線，相線和中性線的穿線方向要一致，某一根線不能反穿，且某一根線不能在互感器上纏繞。

    0 引 言

    在每年發生的火災事故中，電氣火災占較大比例，對人身及財產造成巨大損失。因此如何利用各種科學手段有效防范電氣火災的發生，成為當務之急。其中電氣火災監控技術是防范電氣火災發生的有效手段。本文旨在以安科瑞電氣火災監控系統為例介紹電氣火災監控技術的性能和其在工程應用中的注意事項。

    1 電氣火災的成因

    電氣火災的成因主要是電氣線路或設備的短路、過負荷、接觸電阻大、漏電和開路，按火災發生在電力系統的位置不同，將電氣火災分為變配電所火災、電力線路火災和電氣設備火災。究其具體表現形式，分為突變型故障和漸變型故障，兩種故障導致的最后結果都是短路。突變型故障也稱為金屬性短路故障。傳統的過電流電器如斷路器或熔斷器對于突變型故障，直接動作于脫扣，效果明顯；但是對于接觸電阻過大、過負荷、漏電等漸變型故障，反應遲緩，演變成突變型故障，以致釀成火災。

    2 電氣火災監控技術的提出

    電氣故障通常是發生在接線端子間或者線路接頭處或泄漏電流處，故障表現形式是溫度升高或泄漏電流，均為隱形故障，如果不利用一定的技術探測手段，是無法知曉的，故障持續發生直到發展為電氣火災事故。

    通用的電工產品如過流過載保護電器用于執行操作和實施保護，能夠防止由線間金屬性短路故障和長時間過載發熱或接地電弧性短路故障（漏電）引發的電氣火災，但基本上屬于被動預防。特別是對于線間端子或線路發熱溫度緩慢升高，或泄漏電流緩慢增大而引發的金屬性短路或過載故障或接地電弧性故障，不能提早有效防范。因為傳統的電工保護產品都是在一定的參數下動作的，如果故障電流達不到保護開關的整定值，那么保護開關就不會動作。工程實踐中，如果設計、安裝錯誤或粗心大意，導致電工保護產品不匹配或施工質量差，則存在這種電氣故障的風險就比較大。而電氣火災監控技術則能夠對這種電氣故障隱患主動監控、預警。從電工角度看，屬于輔助性主動預防安全手段。

    3 電氣火災監控系統的組成及工作原理

    3.1 電氣火災監控系統的含義

    電氣火災監控系統是指當被保護線路中的被探測參數超過報警設定值時，能發出報警信號、控制信號并能指示報警部位的系統。

    3.2 電氣火災監控系統的基本組成

    Acrel-6000電氣火災監控系統由AKH-0.66L系列剩余電流互感器、ARCM-NTC溫度傳感器、ARCM系列監控探測器和Acrel-6000系列監控設備等構成。系統各設備之間均采用總線（雙絞線）進行連接，施工布線簡單方便。

    本文主要討論剩余電流式電氣火災監控系統，也稱漏電火災報警系統。它由Acrel-6000系列監控設備、ARCM系列監控探測器和AKH-0.66L系列剩余電流互感器等構成（如圖1所示）。

圖1 Acrel-6000/B（壁掛式）電氣火災監控系統

    3.3 剩余電流式電氣火災監控系統的工作原理

    一個電氣系統的輸入、輸出端電流值，當無任何損失時，其流入及流出的相量和為零，也就是無剩余電流；如果這個電氣系統有電流泄漏，這個系統的電流相量和就不為零，對外有了泄漏電流，系統中便產生了剩余電流。剩余電流是由AKH-0.66L系列剩余電流互感器檢測出的，AKH-0.66L系列剩余電流互感器將信息傳送到ARCM系列監控探測器里，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，同時也傳送到Acrel-6000系列監控設備中，再經監控設備進一步識別、判定，當確認可能會發生火災時，監控設備發出火災報警信號，點亮報警指示燈，發出報警聲響，同時在液晶顯示屏上顯示火災報警等信息。值班人員則根據以上顯示的信息，迅速到事故現場進行檢查處理，并將報警信息發送到集中控制臺。

    4　主要表計功能及選型方案

    主要表計功能及選型方案如圖2所示。

圖2 主要表計功能及選型方案

    5 剩余電流式電氣火災監控系統在工程應用中的注意事項

    5.1 電氣火災監控系統設置的必要性

    隨著國家現代化建設的快速發展和人民生活水平的不斷提高，用電量大為增加，相應的電氣火災事故的發生率則居高不下，造成的損失也是不可估量的，綜合考慮我國發生火災的趨勢，安裝電氣火災監控系統是非常迫切和必要的。雖然在國標《高層民用建筑設計防火規范》和《建筑設計防火規范》中，對是否安裝電氣火災監控系統是以“宜”安裝來表示的。關于“宜”字的把握，規范用詞說明指出：表示允許稍有選擇，在條件許可時首先應這樣做。可見“宜”原則上是首先要考慮設置的，沒有特殊情況，沒有經消防主管部門同意，是不能隨便選擇取消設置的。