淺析電氣火災監控系統的應用

任運業

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、幾種電氣火災監控系統的構成和設立意義。參照各規范，討論了宜設立電氣火災監控系統的場所。該系統的設立可大大減少電氣火災事故的發生，對保證人們的生命財產安全具有重要意義。

關鍵詞:電氣火災；電氣火災監控系統；火災報警系統

0.引言

隨著我國的現代化建設，電能給社會生產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安全。據統計，2007年電氣原因引起火災共46247起，占火災總數28.3%;2008年電氣原因引發火災40000起，占火災總數29.7%;2009年電氣原因引起的火災共39102起，占火災總數的30.2%;2010年電氣原因引起的火災共41237起，占火災總數的31.1%。從近幾年發生的電氣火災來看，無論在次數還是造成的損失上，都占已調查火災總數的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，且呈現居高不下、逐年增高的趨勢。

1.重、特大電氣火災數據統計分析

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，工廠發生火災的比例*大，商業建筑可能性次之，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*可能發生于電氣系統的以下部位：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，才能避免多數的電氣火災。

起火原因主要分為突發性故障和漸變性故障兩種，具體組成如圖3所示。

突發性故障引發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果。突變性故障主要由配電系統功能解決，電氣火災監控系統作為輔助性控制手段，輔助控制突變性故障引發電氣火災的可能。漸變性故障引發的電氣火災有過熱、接觸不良、過負荷、電氣故障、漏電。電氣火災監控系統主要應解決漸變性故障的監視，即減少電氣火災誘發因素，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容量及特性關系

1)自然泄漏的剩余電流與配電系統容量無直接相關性。

2)自然泄漏的剩余電流與配電系統特性直接相關。

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)剩余電流發展的狀態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，可得出以下結論：要預防電氣火災，*關鍵的問題是要了解監控系統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。

電氣火災監視與控制系統是實現對電氣系統剩余電流以及線路、設備過熱進行監控的解決方案。當剩余電流突然變大或相關線路設備溫）升超限的情況下，就會警示電氣系統可能出現問題，并發出警報，管理人員就可及早派出專業人員對系統標示出的區域進行巡檢排除隱患，避免電氣故障引發電氣火災。

3.電氣火災監視與控制系統

系統實現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：獨立式電氣系統、多線制電氣系統、總線式電氣系統，其組成及原理框圖如圖4至圖6所示。

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，是根據中心的消防電子產品試驗認證，并且均通過嚴格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產品在低壓配電系統中的安全正常運行，現均已批量生產并在全國得到廣泛地應用。該系統通過對剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監視，實現對電氣火災的早期預防和報警，當必要時還能聯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;并根據用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業微電網管理云平臺或火災自動報警系統等進行數據交換和共享。

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、國家重點消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領域。

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，報警時發出聲、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：當監控設備與所接的任一臺探測器之間發生通訊故障或探測器本身發生故障時，監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，并發出故障報警聲音。電源故障報警：當主電源或備用電源發生故障時，監控設備也發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據庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢方法。

4．5配置方案

5.結束語

電氣火災監控系統與火災自動報警控制系統定義的區別在于：火災自動報警系統著重于考慮火災已發生的報警及其處理；電氣火災監控系統著重于電氣火災發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，用電量大幅增加，電氣火災事故的發生居高不下，造成的損失也是不可估量的。綜合考察我國發生火災的趨勢，安裝電氣火災監控系統是非常迫切的、必要的。如果能把低壓配電系統中尚未造成火災發生的隱患，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、監控，就能大大地降低火災事故的發生，以保證人們的生命、財產安全。

參考文獻

[1] GB50054一2011低壓配電設計規范[S].

[2] JGJ16-2006 民用建筑電氣設計規范[S].

[3] 中國航空工業規劃設計研究院.工業與民用配電設計手冊[M].3版。北京:中國電力出版社，2005.

[4] GB50303-2002 建筑電氣工程施工質量驗收規范[S].

[5] GB50217-2007 電力工程電纜設計規[S].

[6] 余穎，顧偉國. 電氣火災監控系統的應用[S].

[7] 安科瑞消防應急照明和疏散指示系統/防火門監控系統/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

作者簡介

任運業，男，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與應用。