王海芹

安科瑞電氣股份有限公司   上海嘉定   201801

1　電氣火災的防控形勢

    隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、人類(lèi)社會(huì )的進(jìn)步和我城市化進(jìn)程的不斷加快，電能的生產(chǎn)和使用量逐年遞增，已成為主要的能源。隨著(zhù)人們對安全用電常識了解的逐漸深入，由于不規范用電引發(fā)的人身傷害事故逐年遞減，而由電氣故障引發(fā)的火災數卻在增加，重特大火災和群死群傷的惡性火災事故時(shí)有發(fā)生，這與我火災總數呈逐年遞減的趨勢形成了鮮明的對比。據部門(mén)統計，2008~2012年全*消防部門(mén)共統計67.5萬(wàn)起火災，在查明原因的約62.3萬(wàn)起火災中，電氣火災約20.8萬(wàn)起，占33.37%。如2010年吉林市商業(yè)大廈、2011年長(cháng)沙市西娜灣賓館、2011年北京市大興區舊宮鎮出租房、2012年天津市薊縣萊德商廈等電氣火災的發(fā)生給人民群眾生命財產(chǎn)安全帶來(lái)了嚴重威脅。面對如此嚴峻的電氣火災形勢，如何盡早排除火災隱患，大限度地避免和減少電氣火災的發(fā)生，已成為消防行業(yè)火災預防工作的、難點(diǎn)和社會(huì )關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。

2　電氣火災發(fā)生的原因分析

    電氣火災主要由于電氣線(xiàn)路或設備短路、過(guò)電流、接觸不良、漏電等電氣故障引發(fā)。引發(fā)電氣火災的電氣故障從其表現形式上看分為：突變型故障和漸變型故障。突變型故障也稱(chēng)為金屬性短路故障；過(guò)電流、接觸不良、漏電等電氣故障一般先是表現為漸變型故障，漸變型故障未得到及時(shí)，終將演變?yōu)橥蛔冃凸收?。漸變型故障發(fā)生后，將以不可逆的態(tài)勢向突變型故障發(fā)展，在這個(gè)過(guò)程中直接表現為電能的非正常釋放，即泄漏電流的增大、接線(xiàn)端子等處溫度的升高以及故障電弧的產(chǎn)生，這些因素終均會(huì )導致故障點(diǎn)溫度的升高，尤其是故障電弧產(chǎn)生的上千℃的高溫足可以引燃周?chē)目扇嘉?，從而引發(fā)火災。

3　電氣火災監控系統

    電氣火災監控系統是指當被保護線(xiàn)路中的被探測參數超過(guò)報警設定值時(shí)，能發(fā)出報警信號、控制信號并能指示報警部位的系統。電氣火災監控系統是一種電氣火災預防的手段，是作用于電氣火災發(fā)生前的一種實(shí)時(shí)監控系統，與作用于火災發(fā)生后的“火災自動(dòng)報警系統”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”電氣火災監控系統是由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電氣火災監控系統軟件及ARCM系列電氣火災監控探測器組成。它是一種應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監控產(chǎn)品，具有超早期、高智能、小型化、多功能、高可靠性、簡(jiǎn)單實(shí)用等特點(diǎn)。該裝置是結合多年來(lái)該公司在外工業(yè)領(lǐng)域及民用建筑領(lǐng)域得系統集成項目中所積累下的大量寶貴經(jīng)驗研制而成的。該監控設備采用工業(yè)計算機進(jìn)行設計研制，具有良好的可靠性，同時(shí)化了人機交互功能，使整個(gè)系統易于安裝、調試及維護，主機采用總線(xiàn)制數據傳輸方式，配接剩余電流式電氣火災監控探測器，組成大容量電氣火災監控系統，適用于高層建筑和各種工業(yè)場(chǎng)所的早期電氣火災實(shí)時(shí)監控及預防。

3.1系統的基本組成及工作原理

   1）基本組成

    Acrel-6000電氣火災監控系統采用分層分布、開(kāi)放式結構設計，由站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通訊層和現場(chǎng)設備層組成。各電氣火災監控探測器通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線(xiàn)型連接接入通訊服務(wù)器，然后通過(guò)五類(lèi)線(xiàn)TCP/TP協(xié)議進(jìn)入工業(yè)交換機，然后通過(guò)光纜到達監控主機。

    a）現場(chǎng)設備層主要是連接網(wǎng)絡(luò )中用于電參量采集測量的各類(lèi)型的儀表和保護裝置等，也是構建該監控系統必要的基本組成元素。監控設備能接收來(lái)自電氣火災監控探測器的報警信號，發(fā)出聲光報警信號和控制信號，指示報警部位，記錄并保存報警信息，是系統的管理中心。不僅肩負著(zhù)采集數據的重任，同時(shí)也是執行后臺控制命令的終端元件。監控設備具有主、備電源自動(dòng)切換功能，保證系統的穩定性。

    b）通訊控制層主要是由通訊服務(wù)器、接口轉換器件及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )等組成。該層是數據信息交換的橋梁，不同的接口轉換器件提供了RS485及以太網(wǎng)等各種接口，組網(wǎng)方式靈活，支持點(diǎn)對點(diǎn)的通訊、現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、以太網(wǎng)等類(lèi)型的組態(tài)網(wǎng)絡(luò )。通訊服務(wù)器主要用于直接對現場(chǎng)儀器儀表轉達上位機的各種控制命令，并負責對現場(chǎng)儀器儀表回送的數據信息進(jìn)行采集、分類(lèi)和存儲等工作，如電壓/電流等電參量、輸入開(kāi)關(guān)量狀態(tài)、修改儀表內部參數或各種控制繼電器斷開(kāi)/閉合的操作命令等.

    c）管理測控層是針對監控網(wǎng)絡(luò )的管理人員，該層直接面向用戶(hù)。該層也是系統的上層部分，主要是由電氣火災監控系統軟件和必要的硬件設備如計算機、打印機、UPS等。其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過(guò)數據傳輸協(xié)議讀取前置機采集的現場(chǎng)各類(lèi)數據信息，自動(dòng)經(jīng)過(guò)計算處理，以圖形、數顯、聲音等方式反映現場(chǎng)的運行狀況，并可接受管理人員的操作命令，實(shí)時(shí)發(fā)送并檢測操作的執行狀況，以保證供用電單位的正常工作。

    2）工作原理

　  其基本原理是，當電氣設備中的電流、溫度等參數發(fā)生異?；蛲蛔儠r(shí)，終端探測頭(如剩余電流互感器、溫度傳感器等)利用電磁場(chǎng)感應原理、溫度效應的變化對該信息進(jìn)行采集，并輸送到監控探測器里，經(jīng)放大、A/D轉換、CPU對變化的幅值進(jìn)行分析、判斷，并與報警設定值進(jìn)行比較，一旦超出設定值則發(fā)出報警信號，同時(shí)也輸送到監控設備中，再經(jīng)監控設備進(jìn)一步識別、判定，當確認可能會(huì )發(fā)生火災時(shí)，監控主機發(fā)出火災報警信號，點(diǎn)亮報警指示燈，發(fā)出報警音響，同時(shí)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(chǎng)進(jìn)行檢查處理，并將報警信息發(fā)送到集中控制臺。

3.2系統的設計及典型組網(wǎng)方案示意圖

    ａ）大型建筑群組網(wǎng)方案

    大型建筑群，樓層高，多棟樓體分散。采用Acrel-6000/Q電氣火災監控設備+ACREL6000/B電氣火災監控設備+電氣火災監控探測器三層結構組網(wǎng)模式，便于區域化管理，采用RS-485網(wǎng)絡(luò )通信，以太網(wǎng)通信，以太網(wǎng)通信，滿(mǎn)足了通信實(shí)時(shí)性高的要求。

    b）大型單體建筑組網(wǎng)方案

    大型單體建筑，采用Acrel-6000/Q電氣火災監控設備+電氣火災監控探測器兩層建構組網(wǎng)模式，檢測管理功能，性?xún)r(jià)比高，采用RS-485網(wǎng)絡(luò )，通信介質(zhì)采用屏蔽雙絞線(xiàn)，滿(mǎn)足了通信實(shí)時(shí)性高的要求。

    c）中型建筑組網(wǎng)方案

    中型單體建筑，采用Acrel-6000/B電氣火災監控設備+電氣火災監控探測器兩層結構組網(wǎng)模式，造價(jià)經(jīng)濟，性?xún)r(jià)比高，采用RS-485網(wǎng)絡(luò )，滿(mǎn)足了通信實(shí)時(shí)性高的要求。

   d）小型建筑電氣火災監控系統

   小型建筑，采用Acrel-6000/B電氣火災監控設備進(jìn)行監控，造價(jià)經(jīng)濟，性?xún)r(jià)比高。

4　合理設置電氣火災監控系統，有效預防電氣火災

    工程實(shí)踐結果表明，電氣火災監控系統的合理應用在一定程度上減少了電氣火災的發(fā)生幾率，但是目前在電氣火災監控系統的工程應用環(huán)節尚存在一定的誤區。

4.1避免剩余電流監控探測器功能的擴大化

    通過(guò)對電氣火災發(fā)生原因的分析可以看出，由于漏電產(chǎn)生的火災在電氣火災總數中所占的比例并不是很高，且工程實(shí)踐表明新建電氣系統的漏電主要是由于電氣設備介電強度不夠、選用的電線(xiàn)電纜的絕緣性能不達標、電氣線(xiàn)路施工錯誤或不規范造成的，故在工程中設置剩余電流式電氣火災監控探測器，在很大程度上可以發(fā)現、處理電氣系統設施過(guò)程存在的問(wèn)題。照理說(shuō)電氣火氣監控系統調控完畢并正常運行，電氣系統施工過(guò)程中存在的問(wèn)題也就基本解決完了，一些火災隱患也就隨之了，但就我目前電氣系統的施工水平和現狀而言，上述這些問(wèn)題在短時(shí)間往往很難有效解決，所以從保障電氣系統施工質(zhì)量的角度考利設置剩余電流式電氣火災監控探測器又有一定的必要性。因此建議在新建的工程項目中，應本著(zhù)在低壓配電系統段設置的原則，盡量減少剩余電流式電氣火災監控探測器的使用數量。同時(shí)將主要精力放在如何確保提高選用電氣設備介電強度、從而從根本上該類(lèi)電氣火災隱患。

    通過(guò)對電氣火災事故的分析，漏電引發(fā)的電氣火災多發(fā)于投入使用多年的老建筑中，隨著(zhù)使用年限的增加，建筑中使用電線(xiàn)電纜的絕緣性能已經(jīng)下降，漏電引發(fā)火災的幾率大大增加，對于這樣的建筑可以適當增加剩余電流式電氣火災監控探測器的設置數量，從而有效地監測電氣系統的漏電故障。

4.2應加強電弧式電氣火災監控探測器的工程應用

    通過(guò)對電氣火災終的火災成因分析可見(jiàn)，不論哪種電氣故障引發(fā)的火災，終均是由于電氣設備或線(xiàn)路的故障電弧所產(chǎn)生的能量引燃周?chē)扇嘉锒?。因此要想有效降低電氣火災的發(fā)生幾率，行之有效的手段就是電弧式電氣火災監控探測器的有效應用。然而，由于故障電弧的識別有一定的技術(shù)難度，目前我尚無(wú)相對成熟的產(chǎn)品。相信在不遠的將來(lái)，隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步該類(lèi)產(chǎn)品的工程應用將大大我電氣火災防控的現狀。

4.3電氣火災監控系統的使用不應影響正常的生產(chǎn)、生活

    電氣火災監控系統，是火災自動(dòng)報警系統的獨立子系統，屬于火災預報警系統，即電氣火災監控系統的報警信號只是表明存在可能引發(fā)電氣火災的安全隱患，并不表明電氣火災的發(fā)生。因此，電氣火災監控系統不應像火災自動(dòng)報警系統一樣，在確認報警信息后，聯(lián)動(dòng)控制切斷供電電源，影響正常的生產(chǎn)、生活，而應是警示相關(guān)人員及時(shí)對電氣系統進(jìn)行檢查，排除電氣故障，火災隱患。

5　主要表計功能及選型方案

參考文獻：

[1]電氣火災監控系統和電氣火災預防.高鍇.建筑電氣，2013.11

[2]安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品選型手冊2013.1版.

作者簡(jiǎn)介：

王海芹，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為電氣火災監控及消防設備電源監控的設計，:   :