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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(zāi)的主要原因、幾種電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成和設(shè)立意義。參照各規(guī)范,討論了宜設(shè)立電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的場(chǎng)所。該系統(tǒng)的設(shè)立可大大減少電氣火災(zāi)事故的發(fā)生,對(duì)保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。
關(guān)鍵詞:電氣火災(zāi);電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng);火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)
0.引言
隨著我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè),電能給社會(huì)生產(chǎn)和人們生活帶來方便的同時(shí),也在不同程度上帶來了火災(zāi)隱患。當(dāng)今,我國(guó)用電量劇增,電力電纜老化或到達(dá)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(shè)計(jì)載荷能力限制,造成我國(guó)電氣火災(zāi)形勢(shì)格外嚴(yán)峻,嚴(yán)重威脅著人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。據(jù)統(tǒng)計(jì),2007年電氣原因引起火災(zāi)共46247起,占火災(zāi)總數(shù)28.3%;2008年電氣原因引發(fā)火災(zāi)40000起,占火災(zāi)總數(shù)29.7%;2009年電氣原因引起的火災(zāi)共39102起,占火災(zāi)總數(shù)的30.2%;2010年電氣原因引起的火災(zāi)共41237起,占火災(zāi)總數(shù)的31.1%。從近幾年發(fā)生的電氣火災(zāi)來看,無論在次數(shù)還是造成的損失上,都占已調(diào)查火災(zāi)總數(shù)的30%左右,處于各種火災(zāi)原因的**。由此可見,電氣火災(zāi)在當(dāng)前已成為各種火災(zāi)中的主要災(zāi)害源,且呈現(xiàn)居高不下、逐年增高的趨勢(shì)。
1.重、特大電氣火災(zāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
1.1電氣火災(zāi)場(chǎng)所分布
電氣火災(zāi)場(chǎng)所分布圖如圖1所示。由圖1分析可知,工廠發(fā)生火災(zāi)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(chǎng)所概率基本在10%左右。因此,應(yīng)將工廠、商業(yè)建筑、住宅作為電氣火災(zāi)的重點(diǎn)設(shè)防對(duì)象。
1.2電氣火災(zāi)起火部位
電氣火災(zāi)起火部位分布圖如圖2所示。由圖2分析可知,電氣火災(zāi)*可能發(fā)生于電氣系統(tǒng)的以下部位:電氣線路、用電設(shè)備、電氣設(shè)備及其他部位。
電氣線路主要由載流導(dǎo)體、絕緣材料組成。電氣設(shè)備組要有能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、接通及斷開電路的電器、控制及保護(hù)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(dǎo)致電氣火災(zāi);用電設(shè)備導(dǎo)致的電氣火災(zāi)概率次之。電氣設(shè)備變電所、變電房,且一般有專人管理,火災(zāi)概率僅占10%左右。電氣火災(zāi)中的防火重點(diǎn)主要集中在電氣線路和用電設(shè)備兩大方面,尤其要以電氣線路防范為主,同時(shí)以加強(qiáng)用電設(shè)備的安全使用管理為輔,才能避免多數(shù)的電氣火災(zāi)。
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(zāi)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(zāi)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(zāi)的可能。漸變性故障引發(fā)的電氣火災(zāi)有過熱、接觸不良、過負(fù)荷、電氣故障、漏電。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要應(yīng)解決漸變性故障的監(jiān)視,即減少電氣火災(zāi)誘發(fā)因素,建立預(yù)警及控制。
2.電氣火災(zāi)起因分析
2.1剩余電流與配電系統(tǒng)容量及特性關(guān)系
1)自然泄漏的剩余電流與配電系統(tǒng)容量無直接相關(guān)性。
2)自然泄漏的剩余電流與配電系統(tǒng)特性直接相關(guān)。
3)在時(shí)間進(jìn)程中,隨著絕緣材料老化,自然泄漏的剩余電流有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢(shì)。
4)在日后變化中,剩余電流還與用電設(shè)備的擴(kuò)展密切相關(guān)。
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(zāi)隱患,點(diǎn)熱積聚效應(yīng)式剩余電流才是真正的火災(zāi)隱患。
2.2電氣線路及設(shè)備長(zhǎng)期過負(fù)荷及過熱影響因素
電氣線路及設(shè)備長(zhǎng)期過負(fù)荷及過熱影響因素如下:
1)設(shè)計(jì)線路的載流量取值偏大。
2)原則上線路長(zhǎng)期標(biāo)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(shè)備的過熱溫升。
通過對(duì)電氣火災(zāi)的兩大起因分析,可得出以下結(jié)論:要預(yù)防電氣火災(zāi),*關(guān)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(shè)備的過熱溫升情況。
電氣火災(zāi)監(jiān)視與控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)剩余電流以及線路、設(shè)備過熱進(jìn)行監(jiān)控的解決方案。當(dāng)剩余電流突然變大或相關(guān)線路設(shè)備溫)升超限的情況下,就會(huì)警示電氣系統(tǒng)可能出現(xiàn)問題,并發(fā)出警報(bào),管理人員就可及早派出專業(yè)人員對(duì)系統(tǒng)標(biāo)示出的區(qū)域進(jìn)行巡檢排除隱患,避免電氣故障引發(fā)電氣火災(zāi)。
3.電氣火災(zāi)監(jiān)視與控制系統(tǒng)
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的六大目標(biāo)功能為剩余電流、線路溫升、電動(dòng)機(jī)及大型用電設(shè)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(dú)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(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)中心的消防電子產(chǎn)品試驗(yàn)認(rèn)證,并且均通過嚴(yán)格的EMC電磁兼容試驗(yàn),保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運(yùn)行,現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國(guó)得到廣泛地應(yīng)用。該系統(tǒng)通過對(duì)剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號(hào)的采集與監(jiān)視,實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報(bào)警,當(dāng)必要時(shí)還能聯(lián)動(dòng)切除被檢測(cè)到剩余電流、溫度和故障電弧等超標(biāo)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(tái)或火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。
4.2應(yīng)用場(chǎng)合
適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國(guó)家重點(diǎn)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系統(tǒng)功能
1)監(jiān)控設(shè)備能接收多臺(tái)探測(cè)器的剩余電流、溫度信息,報(bào)警時(shí)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào),同時(shí)設(shè)備上紅色“報(bào)警"指示燈亮,顯示屏指示報(bào)警部位及報(bào)警類型,記錄報(bào)警時(shí)間,聲光報(bào)警一直保持,直至按設(shè)備的“復(fù)位"按鈕或觸摸屏的“復(fù)位"按鍵遠(yuǎn)程對(duì)探測(cè)器實(shí)現(xiàn)復(fù)位。對(duì)于聲音報(bào)警信號(hào)也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動(dòng)消除。
2)當(dāng)被監(jiān)測(cè)回路報(bào)警時(shí),控制輸出繼電器閉合,用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備,當(dāng)報(bào)警消除后,控制輸出繼電器釋放。
3)通訊故障報(bào)警:當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺(tái)探測(cè)器之間發(fā)生通訊故障或探測(cè)器本身發(fā)生故障時(shí),監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測(cè)器顯示故障提示,同時(shí)設(shè)備上的黃色“故障"指示燈亮,并發(fā)出故障報(bào)警聲音。電源故障報(bào)警:當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí),監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并顯示故障信息,可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報(bào)警聲響。
4)當(dāng)發(fā)生剩余電流、超溫報(bào)警或通訊、電源故障時(shí),將報(bào)警部位、故障信息、報(bào)警時(shí)間等信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中,當(dāng)報(bào)警解除、排除故障時(shí),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(yīng)用場(chǎng)合 | 型號(hào) | 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(gè)探測(cè)器,可適用于壁掛安裝的場(chǎng)所。 | |
Acrel-6000/Q | 適用于大型組網(wǎng),壁掛式監(jiān)控主機(jī)數(shù)量較多且需集中查看的場(chǎng)所,主要監(jiān)測(cè)壁掛主機(jī)信息。 | ||
一、二級(jí) 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(jì)量,單回路剩余電流監(jiān)測(cè),4路溫度監(jiān)測(cè),2路繼電器輸出,4路開關(guān)量輸入,事件記錄,內(nèi)置時(shí)鐘,點(diǎn)陣式LCD顯示,2路獨(dú)立RS485/Modbus通訊 | |
ARCM200L-J8 | 8路剩余電流監(jiān)測(cè),2路繼電器輸出,4路開關(guān)量輸入,事件記錄,內(nèi)置時(shí)鐘,點(diǎn)陣式LCD顯示,1路RS485/Modbus通訊 | ||
ARCM300-J1 | 1路剩余電流監(jiān)測(cè),4路溫度監(jiān)測(cè),1路繼電器輸出,事件記錄,LCD顯示,1路RS485/Modbus通訊 | ||
AAFD-□ | 檢測(cè)末端線路的故障電弧,485通訊,導(dǎo)軌式安裝。 | ||
ASCP200-□ | 短路限流保護(hù)、過載保護(hù)、內(nèi)部超溫限流保護(hù)、過欠壓保護(hù)、漏電監(jiān)測(cè)、線纜溫度監(jiān)測(cè),1路RS485通訊,1路GPRS或NB無線通訊,額定電流為0-40A可設(shè)。 | ||
短路限流保護(hù)、過載保護(hù)、內(nèi)部超溫限流保護(hù)、過欠壓保護(hù)、漏電監(jiān)測(cè)、線纜溫度監(jiān)測(cè),1路RS485通訊,1路NB或4G無線通訊,額定電流為0-63A可設(shè)。 | |||
配套附件 | AKH-0.66 | 測(cè)量型互感器,采集交流電流信號(hào) | |
AKH-0.66/L | 剩余電流互感器,采集剩余電流信號(hào) | ||
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(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)定義的區(qū)別在于:火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)著重于考慮火災(zāi)已發(fā)生的報(bào)警及其處理;電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)著重于電氣火災(zāi)發(fā)生前期的隱患先兆預(yù)警。前者是針對(duì)廣泛的火災(zāi)類別;后者僅是針對(duì)電氣系統(tǒng)的表述。針對(duì)電氣火災(zāi)不斷上升的趨勢(shì),采取有效的應(yīng)對(duì)措施。隨著祖國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)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(zāi)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(guó)發(fā)生火災(zāi)的趨勢(shì),安裝電氣火災(zāi)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(zāi)發(fā)生的隱患,事先有效地通過對(duì)漏電、溫度的異常變化以及它們可能引起的火災(zāi)進(jìn)行預(yù)報(bào)、監(jiān)控,就能大大地降低火災(zāi)事故的發(fā)生,以保證人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全。
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作者簡(jiǎn)介
韓歡慶,女,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)橛秒姲踩芾淼难邪l(fā)與應(yīng)用