安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：致電氣火災的原因是多方面的，主要成因包括漏電、絕緣層老化、短路、電火花密集、接地發(fā)生故障、電氣設備自然、接觸不良和電流超負荷等。文章分析電氣火災的成因，并探索電氣火災監控系統的設計方案與注意事項。

關(guān)鍵詞：電氣火災監控系統；設計方案；注意事項

0.引言

近年來(lái)，電氣火災事故屢見(jiàn)不鮮，導致發(fā)生火災的原因有漏電、絕緣層老化、短路、電火花密集、接地發(fā)生故障、電氣設備自燃、接觸不良和電流超負荷等，這里將簡(jiǎn)單分析這些原因，從借助CAN總線(xiàn)完善電氣火災監控系統，致力于研發(fā)ARCM電氣火災監控系統等三個(gè)方面，論述電氣火災監控系統的設計方案，并探討該系統的注意事項。

1.電氣火災的原因分析

1.1 漏電

漏電也叫跑電，很多電氣設備在運行過(guò)程中都存在漏電問(wèn)題，一般都是因為絕緣層失效電流就會(huì )逸出電線(xiàn)或者電器外面。如果逸出的電流過(guò)多就很容易誘發(fā)火災。

1.2 絕緣層老化

絕緣層是一種能阻止或者延緩電流與電熱通過(guò)的物質(zhì)，可以隔開(kāi)電路的不同帶電部分，并把電流局限在其他導路里。隨著(zhù)時(shí)間的推移和電流通過(guò)量的增加，絕緣層會(huì )逐漸老化，當絕緣層出現破損，就會(huì )有電流外流，產(chǎn)生火花并引發(fā)火災事故。

1.3 短路

電路中電位不同的兩點(diǎn)直接連接或者被電阻很小的導線(xiàn)連接的狀況稱(chēng)為短路。發(fā)生短路時(shí)，電流很大，有時(shí)還會(huì )噴濺出火花，不僅會(huì )造成電氣設備損壞，而且很可能會(huì )誘發(fā)火災，嚴重威脅公民的生命財產(chǎn)安全。

1.4 電火花密集

如果輸電線(xiàn)路的兩端會(huì )放出電能，必然會(huì )產(chǎn)生電火花，一般情況下，輸電線(xiàn)路的兩端放出的電能量很大，導致密集的電火花互相疊加，形成高溫電弧，不僅會(huì )燒毀線(xiàn)路中的絕緣層，而且會(huì )誘發(fā)火災和爆炸事故。

1.5 接地發(fā)生故障

接地發(fā)生故障又叫接地故障(faultearthing),是指導體和大地發(fā)生意外連接，主要有五種故障現象，*一種是單相接地故障(也叫一相接地故障),這種故障電流通過(guò)電弧或者供電組接地，故障相的電壓異常降低，而非故障相的電壓反而持續升高，一旦這兩種電壓超過(guò)相電壓就容易誘發(fā)火災；*二種是A相接地故障，此時(shí)，故障相的電壓為0,而非故障相的電壓等同于線(xiàn)電壓；*三種故障是電壓互感器的高壓側發(fā)生熔斷件熔斷或者一相斷線(xiàn)；*四種故障是帶有容性或者鐵磁感性的元件因為感性參數不匹配而產(chǎn)生劇烈的鐵磁諧振；*五種故障叫做空載母線(xiàn)虛假接地現象，此時(shí)的電流不能利用大地回路，很容易損壞電氣設備，引發(fā)安全事故。

1.6 電氣設備自燃

如果電氣設備內部零件老化、通電時(shí)間過(guò)長(cháng)、散熱系統不流暢或者發(fā)生漏電以及周?chē)幸兹嘉锲返染蜁?huì )誘發(fā)電氣設備自燃。

1.7 接觸不良

接觸不良主要是指線(xiàn)路接觸不良，阻礙了電流的正常流通，一旦受阻的電流強度過(guò)大就會(huì )形成短路，誘發(fā)火災。

1.8 電流超負荷

對于流通的電流量，電線(xiàn)都是有一定的承受能力的。如果實(shí)際通過(guò)的電流超出了電線(xiàn)所能承受的范圍，就會(huì )造成超負荷的故障。如果流經(jīng)的電流超出了電線(xiàn)的承受能力，過(guò)高的熱量必然會(huì )燒毀線(xiàn)路中的絕緣層，引發(fā)火災事故。

2.電氣火災監控系統的設計方案

2.1 借助CAN總線(xiàn)完善電氣火災監控系統

電氣火災監控系統具備監測功能、報警功能、控制功能和集中管理功能，CAN總線(xiàn)是ControllerAreaNetwork簡(jiǎn)稱(chēng)，屬于國際現場(chǎng)總線(xiàn)和局域電網(wǎng)標準總線(xiàn)。電氣火災監控系統組合較為復雜，主要部件包括主機、監控探測器、傳感器、互感器和自動(dòng)報警器等。為了進(jìn)一步完善電氣火災監控系統，應借助CAN總線(xiàn)原理，將監控探測器安裝在總線(xiàn)上，注意保持主機和監控探測器的正常通訊，用監控探測器將電氣運行狀況的數據信息傳送給主機，主要數據信息包括電氣線(xiàn)路的三相電流、剩余電流、溫度和電壓等參數。一旦發(fā)現電氣運行狀況異常，傳感器會(huì )立刻把異常參數信息經(jīng)過(guò)互感器傳輸給主機和自動(dòng)報警器，*后由自動(dòng)報警器發(fā)出報警信號，自動(dòng)打開(kāi)報警指示燈。工作人員可以根據主機顯示屏的信息尋找故障點(diǎn)，并做好預防電氣火災的準備。其次，要借助CAN總線(xiàn)的5C技術(shù)，即CONTROL(自動(dòng)控制技術(shù))、COMPUTER(計算機技術(shù))、CHANGE(自動(dòng)轉換技術(shù))、CRT(自動(dòng)顯示技術(shù))、COMMU-NICATION(自動(dòng)通信技術(shù)),這樣可以推動(dòng)電氣火災監控系統走向自動(dòng)化、智能化和數字化。

2.2 致力于研發(fā)ARCM電氣火災監控系統

ARCM電氣火災監控系統*早是由上海安科瑞電氣股份有限公司所研發(fā)的，該系統的主要組成部分包括ARCM系列電氣火災監控探測器和Acrel-6000電氣火災監控系統軟件，可以用于民用建筑和辦公建筑，是我國*早的智能化電氣火災監控系統。為了進(jìn)一步提高電氣火災監控系統的技術(shù)質(zhì)量，理應致力于研發(fā)ARCM電氣火災監控系統，優(yōu)化系統結構，依據建筑物的具體規模和形狀來(lái)設計大小規模不同的ARCM電氣火災監控系統，增加該系統的功能，例如線(xiàn)路保護功能、集中管理功能、數據分析功能和故障處理功能等，為ARCM電氣火災監控系統安裝人工智能裝備和光纜技術(shù)設備，這樣有助于提高ARCM電氣火災監控系統的智能化與自動(dòng)化技術(shù)含量。

3.注意事項

在安裝電氣火災監控系統時(shí)，首先要注意配電系統的接地形式，其中的TN系統有一點(diǎn)接地，外露的電氣裝置可以連接導體，并通過(guò)保護線(xiàn)來(lái)連接該地點(diǎn)。TN-S系統的中性線(xiàn)(N線(xiàn))和保護線(xiàn)(PE線(xiàn))是分開(kāi)的，TN-C系統與TN-C-S系統的中性線(xiàn)(N線(xiàn))和保護線(xiàn)(PE線(xiàn))是合一的。其次，要安裝好剩余電流互感器，分清電網(wǎng)中的相線(xiàn)，不能將PE線(xiàn)穿過(guò)互感器，相線(xiàn)應該和N線(xiàn)一同穿過(guò)電流互感器。此外，要合理設置電氣火災監控探測器的參數，可以借助COMPUTER(計算機技術(shù))來(lái)配置參數，將漏電的電流值控制在500mA以?xún)?。另一方面，要加強對電氣火災監控系統的維修，定期檢驗該系統是否存在故障，如果存在故障應立刻進(jìn)行維修。

4.安科瑞電氣火災監控系統

4.1 概述

Acre1-6000電氣火災監控系統，是根據國家現行規范標準由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數字化獨立運行的系統，已通過(guò)國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗中心的消防電子產(chǎn)品試驗認證，并且均通過(guò)嚴格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統中的安全正常運行，現均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應用。該系統通過(guò)對剩余電流、過(guò)電流、過(guò)電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監視，實(shí)現對電氣火災的早期預防和報警，當必要時(shí)還能聯(lián)動(dòng)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;并根據用戶(hù)的需求，還可以滿(mǎn)足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災自動(dòng)報警系統等進(jìn)行數據交換和共享。

4.2 應用場(chǎng)合

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

4.3 系統結構

4．4系統功能

1）監控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時(shí)發(fā)出聲、光報警信號，同時(shí)設備上紅色“報警"指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類(lèi)型，記錄報警時(shí)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(shí)現復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動(dòng)消除。

2）當被監測回路報警時(shí)，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(shí)，監控畫(huà)面中相應的探測器顯示故障提示，同時(shí)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(shí)，監控設備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)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(shí)，將報警部位、故障信息、報警時(shí)間等信息存儲在數據庫中，當報警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢(xún)方法。

4．5 配置方案

5.結束語(yǔ)

綜上所述，導致電氣火災的原因主要包括漏電、絕緣層老化、短路、電火花密集、接地發(fā)生故障、電氣設備自燃、接觸不良和電流超負荷等。為了避免電氣設備起火，維護公民的生命財產(chǎn)安全，則需要設計電氣火災監控系統，可以借助CAN總線(xiàn)完善電氣火災監控系統，推動(dòng)該系統走向自動(dòng)化、智能化和數字化；致力于研發(fā)ARCM電氣火災監控系統，提高該系統的智能化與自動(dòng)化技術(shù)含量。另一方面，要注意電氣火災監控系統的接地形式，安裝好剩余電流互感器，合理設置電氣火災監控探測器的參數，并加強對電氣火災監控系統的維修。

【參考文獻】

[1]孫士尉，張鐵壁，謝國旗，等.基于CAN總線(xiàn)的高層建筑電氣火災監控系統[J].儀表技術(shù)與傳感器，2011(05).

[2]劉明光.基于ZigBee無(wú)線(xiàn)技術(shù)的電氣火災監控系統應用設計[J].電力電子與電力傳動(dòng)，2010(03).

[3]羅學(xué)玲.電氣火災監控系統在軌道交通工程應用的分析[J].鐵道標準設計，2012(03).

[4]吳瀟俊，黃世澤，郭其一，等.基于可通信控制與保護開(kāi)關(guān)的智能配電系設計[J].低壓電器，2013(11).

[5]王文拓.電氣火災監控系統的設計及注意事項

[6]安科瑞消防應急照明和疏散指示系統/防火門(mén)監控系統/消防設備電源監控系統/電氣火災監控系統選型手冊.2022.05版

作者簡(jiǎn)介：韓歡慶，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為用電安全管理的研發(fā)與應用