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韓歡慶
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801
摘要：主要介紹了電氣火災的主要原因、幾種電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成和設立意義。參照各規(guī)范，討論了宜設立電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的場所。該系統(tǒng)的設立可大大減少電氣火災事故的發(fā)生，對保證人們的生命財產(chǎn)安全具有重要意義。
關鍵詞:電氣火災；電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)；火災報警系統(tǒng)
0.引言
隨著我國的現(xiàn)代化建設，電能給社會生產(chǎn)和人們生活帶來方便的同時，也在不同程度上帶來了火災隱患。當今，我國用電量劇增，電力電纜老化或到達使用壽命，以及各種不規(guī)范施工造成線路和裝置的絕緣性能下降，再加上原始設計載荷能力限制，造成我國電氣火災形勢格外嚴峻，嚴重威脅著人們的生命和財產(chǎn)安全。據(jù)統(tǒng)計，2007年電氣原因引起火災共46247起，占火災總數(shù)28.3%;2008年電氣原因引發(fā)火災40000起，占火災總數(shù)29.7%;2009年電氣原因引起的火災共39102起，占火災總數(shù)的30.2%;2010年電氣原因引起的火災共41237起，占火災總數(shù)的31.1%。從近幾年發(fā)生的電氣火災來看，無論在次數(shù)還是造成的損失上，都占已調(diào)查火災總數(shù)的30%左右，處于各種火災原因的**。由此可見，電氣火災在當前已成為各種火災中的主要災害源，且呈現(xiàn)居高不下、逐年增高的趨勢。
1.重、特大電氣火災數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
1.1電氣火災場所分布
電氣火災場所分布圖如圖1所示。由圖1分析可知，工廠發(fā)生火災的比例*大，商業(yè)建筑可能性次之，住宅、賓館、寫字樓及其他場所概率基本在10%左右。因此，應將工廠、商業(yè)建筑、住宅作為電氣火災的重點設防對象。
1.2電氣火災起火部位
電氣火災起火部位分布圖如圖2所示。由圖2分析可知，電氣火災*可能發(fā)生于電氣系統(tǒng)的以下部位：電氣線路、用電設備、電氣設備及其他部位。
電氣線路主要由載流導體、絕緣材料組成。電氣設備組要有能量轉(zhuǎn)換設備、接通及斷開電路的電器、控制及保護電路的電器、接地裝置等。
由以上分析可知，電氣線路年久老化、不規(guī)范施工等*容易導致電氣火災；用電設備導致的電氣火災概率次之。電氣設備變電所、變電房，且一般有專人管理，火災概率僅占10%左右。電氣火災中的防火重點主要集中在電氣線路和用電設備兩大方面，尤其要以電氣線路防范為主，同時以加強用電設備的安全使用管理為輔，才能避免多數(shù)的電氣火災。
起火原因主要分為突發(fā)性故障和漸變性故障兩種，具體組成如圖3所示。
突發(fā)性故障引發(fā)的電氣火災有短路和雷擊，其中52%的短路中相間短路占26%,金屬接地性短路占26%,金屬接地性短路是漏電的結(jié)果。突變性故障主要由配電系統(tǒng)功能解決，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)作為輔助性控制手段，輔助控制突變性故障引發(fā)電氣火災的可能。漸變性故障引發(fā)的電氣火災有過熱、接觸不良、過負荷、電氣故障、漏電。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)主要應解決漸變性故障的監(jiān)視，即減少電氣火災誘發(fā)因素，建立預警及控制。
2.電氣火災起因分析
2.1剩余電流與配電系統(tǒng)容量及特性關系
1)自然泄漏的剩余電流與配電系統(tǒng)容量無直接相關性。
2)自然泄漏的剩余電流與配電系統(tǒng)特性直接相關。
3)在時間進程中，隨著絕緣材料老化，自然泄漏的剩余電流有進一步擴大的趨勢。
4)在日后變化中，剩余電流還與用電設備的擴展密切相關。
5)剩余電流發(fā)展的狀態(tài)就是接地性短路故障。
平均分布式剩余電流非真正的火災隱患，點熱積聚效應式剩余電流才是真正的火災隱患。
2.2電氣線路及設備長期過負荷及過熱影響因素
電氣線路及設備長期過負荷及過熱影響因素如下：
1)設計線路的載流量取值偏大。
2)原則上線路長期標定過流電流受斷路器中熱脫扣限制。
3)中性線的過熱。
4)電氣設備的過熱溫升。
通過對電氣火災的兩大起因分析，可得出以下結(jié)論：要預防電氣火災，*關鍵的問題是要了解監(jiān)控系統(tǒng)中的剩余電流的大小，以及電氣線路和設備的過熱溫升情況。
電氣火災監(jiān)視與控制系統(tǒng)是實現(xiàn)對電氣系統(tǒng)剩余電流以及線路、設備過熱進行監(jiān)控的解決方案。當剩余電流突然變大或相關線路設備溫）升超限的情況下，就會警示電氣系統(tǒng)可能出現(xiàn)問題，并發(fā)出警報，管理人員就可及早派出專業(yè)人員對系統(tǒng)標示出的區(qū)域進行巡檢排除隱患，避免電氣故障引發(fā)電氣火災。
3.電氣火災監(jiān)視與控制系統(tǒng)
系統(tǒng)實現(xiàn)的六大目標功能為剩余電流、線路溫升、電動機及大型用電設備溫升、配電箱(柜)溫升、中性線斷線和脫扣控制。
下面例舉幾種不同形式的系統(tǒng)：獨立式電氣系統(tǒng)、多線制電氣系統(tǒng)、總線式電氣系統(tǒng)，其組成及原理框圖
4.安科瑞電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)
4．1概述
Acre1-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)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)對電氣火災的早期預防和報警，當必要時還能聯(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)管理云平臺或火災自動報警系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)交換和共享。
4．2應用場合
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、電信等領域。
4．3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4．4系統(tǒng)功能
1)監(jiān)控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發(fā)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(xiàn)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(jiān)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(jiān)控設備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時，監(jiān)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(fā)出故障報警聲音。電源故障報警：當主電源或備用電源發(fā)生故障時，監(jiān)控設備也發(fā)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(fā)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(shù)據(jù)庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。
4．5配置方案
應用場合 | 型號 | 功能 | |
消防控制室 | Acrel-6000/B | 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。 | |
Acrel-6000/Q | 適用于大型組網(wǎng)，壁掛式監(jiān)控主機數(shù)量較多且需集中查看的場所，主要監(jiān)測壁掛主機信息。 | ||
一、二級 低壓配電 | ARCM200L-Z2 | 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(jiān)測，4路溫度監(jiān)測，2路繼電器輸出，4路開關量輸入，事件記錄，內(nèi)置時鐘，點陣式LCD顯示，2路獨立RS485/Modbus通訊 | |
ARCM200L-J8 | 8路剩余電流監(jiān)測，2路繼電器輸出，4路開關量輸入，事件記錄，內(nèi)置時鐘，點陣式LCD顯示，1路RS485/Modbus通訊 | ||
ARCM300-J1 | 1路剩余電流監(jiān)測，4路溫度監(jiān)測，1路繼電器輸出，事件記錄，LCD顯示，1路RS485/Modbus通訊 | ||
AAFD-□ | 檢測末端線路的故障電弧，485通訊，導軌式安裝。 | ||
ASCP200-□ | 短路限流保護、過載保護、內(nèi)部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測，1路RS485通訊，1路GPRS或NB無線通訊，額定電流為0-40A可設。 | ||
短路限流保護、過載保護、內(nèi)部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測，1路RS485通訊，1路NB或4G無線通訊，額定電流為0-63A可設。 | |||
配套附件 | AKH-0.66 | 測量型互感器，采集交流電流信號 | |
AKH-0.66/L | 剩余電流互感器，采集剩余電流信號 | ||
ARCM-NTC | 溫度傳感器，采集線纜或配電箱體溫度 |
5.結(jié)束語
電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)與火災自動報警控制系統(tǒng)定義的區(qū)別在于：火災自動報警系統(tǒng)著重于考慮火災已發(fā)生的報警及其處理；電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)著重于電氣火災發(fā)生前期的隱患先兆預警。前者是針對廣泛的火災類別；后者僅是針對電氣系統(tǒng)的表述。針對電氣火災不斷上升的趨勢，采取有效的應對措施。隨著祖國現(xiàn)代化建設的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，用電量大幅增加，電氣火災事故的發(fā)生居高不下，造成的損失也是不可估量的。綜合考察我國發(fā)生火災的趨勢，安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是非常迫切的、必要的。如果能把低壓配電系統(tǒng)中尚未造成火災發(fā)生的隱患，事先有效地通過對漏電、溫度的異常變化以及它們可能引起的火災進行預報、監(jiān)控，就能大大地降低火災事故的發(fā)生，以保證人們的生命、財產(chǎn)安全。
參考文獻
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作者簡介
韓歡慶，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為用電安全管理的研發(fā)與應用
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