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为了预防和减少电气火灾,应在线监测220/380V供电线路的绝缘状态,可以使用电气火灾监控系统进行漏电检测并实施报警。电气线路或电气设备一旦漏电并超过额定值时,报警器立即发出声光报警信号并显示漏电电流大小。从发生接地电弧到引起火灾以至火势蔓延,需要一段时间,这有足够时间去检查并排除故障提前预报,能有效地避免电气火灾的发生。报警但不切断电源,可以避免电源开关跳闸引起整个建筑物的停电,既保证了用电安全又保证了供电的不间断性。
为了保证人民生命财产安全,严格执行GB13955-2005《剩余电流动作保护装置安装和运行》规定的防范措施,在建筑物的电源进线处及干线上安装电气火灾监控系统是十分必要的。
2电气火灾监控系统原理
2.1原理方框图
监控系统是由电流互感器、监控探测器、报警器或控制器构成的电气火灾实时监测并实施报警或切断电源的装置,其系统组成方框图如图1所示。
电流互感器为传感器件,由它提取的漏电信号,经放大、AC/DC变换、A/D变换、CPU处理后,送至输出级。输出信号经总线输往监控设备。监控设备接收的漏电信息经CPU处理后,送往报警器、显示器、信号输出级。报警器由报警指示灯、蜂鸣器组成,显示器由三位数码管(LED)组成,用以显示漏电电流大小,信号输出级输出各种报警及控制信号,用于附加报警及切断电源等。监控设备还有信号存储及打印功能,供随时查询。
另一种监控系统由电流互感器、漏电探测报警器构成,探测报警器集探测报警于一体,称为电气火灾监控探测报警器或漏电探测报警器,其原理与第一种监控系统是相同的。系统组成方框图如图2所示。这种探测报警器安装使用极其方便,是被广泛采用的监测装置。
2.2监控系统的三种组成方式
①电气火灾监控系统由电流互感器、漏电探测器、漏电报警器组成。探测器、报警器以有线方式连接如图3所示。
②电气火灾监控系统由电流互感器、漏电探测报警器组成,探测报警器由第一种的探测器与报警器组合而成。为了实现远程报警,可以再增加远程报警盒如图4所示,探测报警器与远程报警盒以有线方式连接。
③电气火灾监控系统由电流互感器、监控探测器与监控设备组成,监控探测器与监控设备以总线方式连接如图5所示。漏电及故障等信息由监控探测器通过总线传至监控设备。
3电气火灾监控系统安装方式
3.1低压配电系统总剩余电流检测
如果想监测本单位用电系统的总体绝缘状态,可以检测系统的总剩余电流,前提是单位需有独立的变电系统。电流互感器安装于变压器接地线中以提供剩余电流,探测器、报警器可以选用分体式或一体化结构,如图6所示。
此种剩余电流检测要求供电系统的接地形式为TN-S系统。
3.2干线剩余电流检测
干线指低压配电线路的主要支路,此种安装方式比较简单,电流互感器安装于干线线路中,检测的信号是互感器以后线路及负载产生的剩余电流,如图7所示。
3.3多路干线剩余电流检测
以8路检测为例:8个电流互感器分别装于配电盘的各输出干线上如图8(a)、(b)所示。
4电气火灾监控系统安装注意事项
4.1分级保护
为了缩小发生人身电击事故和接地故障切断电源时引起的停电范围,通常在供电线路的不同地点安装三级(或两种)不同容量的剩余电流保护装置,以形成分级保护。根据用电负载及线路情况,一般分两级或三级保护。适用于城镇和农村第一级和第二级保护,其具体安装图在GB13955-2005中已有明确规定。
4.2安装注意事项
4.2.1系统剩余电流检测
在系统接地型式为TN-C-S系统中,变压器低压侧出线为PEN线对地是绝缘的。
PEN经接线端子分成N线与PE线后,N线不再接地。这时,电流互感器必须安装在PEN线分成PE线、N线后的PE线的中间段上,如图6。
4.2.2干线剩余电流检测
对220V供电系统,电流互感器只要套住二根电源线即可,要求其中的N线不得再重复接地。
对于380V配电系统,电流互感器必须同时套住L1、L2、L3、N线,PE线不得穿过互感器,同时N线此后不得再接地。
在接地型式为TN-C系统中,必须将其改造为TN-C-S、TN-S或局部TT系统后,才可以安装使用报警式剩余电流保护装置。
4.2.3互感器的安装
随着我国人民生活水平的不断提高,用电量不断增加,给人们带来方便的同时,也构成了严重的威胁,因电线短路、过负荷及电气设备故障等电气原因引起的火灾不断见诸新闻,因此如何预防电气引发火灾提上日程,一些发达国家开始强制安装电气火灾监控系统,起到了立竿见影的效果,其电气火灾占总火灾的比例由30%下降到2%。由此可见,电气火灾监控报警系统的应用可以有效预防电气火灾的发生,保护人民生命财产安全。
电气火灾监控报警系统由系统监控软件、电气火灾监控设备、电气火灾探测器和传感器共同组成。应用于0.4KV低压配电系统中,用来监测IT、TN-S及TT系统中的剩余电流、温度等重要参数。如果被监测值超过告警值,可发出声光报警与保护信号,同时切断问题所在回路的断路器,以消除电气火灾隐患。该系统还可以接收消防系统的联动信号,进行消防联动控制。
一、电气火灾系统的结构
电气火灾监控系统具有非常灵活的组网结构,可根据建筑物的规模、类型、等级、监测对象的不同,提供不同的解决方案。每种方案都经过精心的研发和测试,可靠、稳定、快速是这些方案的核心,能为用户带来准确、全面的电气火灾监控体验。
电气火灾监控系统有以下四纵典型应用结构:群体建筑电气火灾监控系统、大型单体建筑电气火灾监控系统、中小型单体建筑电气火灾监控系统、通用型电气火灾监控系统。优秀的电气火灾监控系统具有以下优点:声光报警、电话报警、短信报警,打印报警灯功能,满足客户的不同需求;报警响应时间小于10秒,及时精准的预防火灾发生。
1、群体建筑电气火灾监控系统
大型建筑群楼宇众多,分部零散,监测点数多,可采用柜体式(或琴台式)电气火灾监控设备作为主监控层,壁挂式监控设备作为区域监控层,电气火灾监控器作为末端探测层的拓扑结构。主监控设备通过以太网和各区域壁挂式监控设备进行通讯,壁挂式通讯设备通过RS485和末端探测器相连,对某区域的全部探测器进行监控、设置、数据查询等,并将海量数据上传至主监控设备。适用于建筑规模大,监测点多且分部复杂的场合,最多可监测8192个电气火灾探测器的状态。
2、大型建筑电气火灾监控系统
大型单体建筑的电气火灾监控系统,监测点数较多、数据量大。可采用琴台式(或柜体式)为监控设备,电气火灾监控探测器作为探测层的拓扑结构。监控设备通过RS485总线直接和末端探测器相连,对某区域的全部探测器进行监控、设置、数据查询等操作。适用于建筑规模大,监测点多且集中的场合,最多可监测4096个电气灾探测器的状态。
3、中小型建筑电气火灾监控系统
中小型单体建筑的电气火灾监控系统,其监测点数不多,系统结构简单,要求有较高的性价比。可采用壁挂式监控设备+电气火灾探测器的拓扑结构。壁挂式监控设备通过RS485总线直接和末端探测器相连,对所有探测器进行监控管理、数据查询、参数设置等操作。壁挂式监控设备体积小、安装方便,适用于中小规模建筑,监测点数不多的场合,最多可监测256个电气火灾探测器的工作状态。
4、通用型建筑电气火灾监控系统
通用型电气火灾监控系统设备层采用RS485现场总线进行数据传输,通讯层以上采用以太网通讯。系统结构灵活,可同时接入电气火灾监控系统和变配电监控系统,通过通讯或有源节点的方式和消防系统联动,实现多种监控系统的无缝连接,适用于多种场合。 通用型电气火灾监控系统可同时接入电气火灾健康探测器和电力监控仪表,在全面掌握电气火灾参数的同时,也对电能使用情况进行监测管理,实现电气火灾和电力参数的集中监控,节约成本,提高可靠性。
二、电气火灾监控报警系统的组成和基本功能
1、组成:由电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器、测温式电气火灾监控探测器和计算机组成。计算机通过多种通讯方式和多台电气火灾监控设备相连,一台监控设备通过总线与多台探测器相连。
监控探测器与剩余电流探测器、温度探测器、电流探测器共同构成电气火灾监控系统的前置部分。监控探测器主要是对配电回路的剩余电流、温度、三相工作电流进行有效监控并将数据实时上传至电气火灾监控设备。当受监控的某一回路的剩余电流或工作电流超过事先设置的预报警值时发出声光报警信号,并根据用户设定可以在规定时间内切断受监控回路的供电电源,同时总线将报警信号传至电气火灾监控设备。
2、系统的基本功能
实时监控:在电气火灾监控设备、计算机上,能够显示指定点的剩余电流值和三相工作电流值,并能够采用时间历程曲线的方式显示出这些电流值的大小和变化趋势。
剩余电流、过电流、温度保护功能:探测回路超过设定值,发出声光报警,并根据设定是否切断电源,预设报警整定值连续可调,动作时间整定值连续可调。
隐患报警功能、区域选择性保护功能、显示和存储、现场总线通信、具有很好的扩展性。
三、电气火灾监控报警系统设计注意事项
在开始设计工作之前应首先进行系统设计,选择保护对象和保护对象火灾危险等级,以确定受控点总数和具体探测器的数量;根据受控点总数和监控主机设备安装位置,确定电气火灾监控设备的选型,系统综合布线,完成系统图。第二步进行配电系统设计,探测器要安装在配电箱内,在综合考虑配电箱内电器开关元件的排布位置及探测器选型后,电气火灾监控系统应于配电箱的配电系统一同设计。监控探测器和剩余电流式探测器均为超薄型小体积壁挂式安装,可以在配电箱内安装;如保护等级需要设计,选用遥控切断电源的功能,应选用带分励脱扣的断路器并注明分励脱扣的电压值。探测器的安装布线应与配电箱设计一体,全面考虑布线规定、位置要求等因素后完成每个配单盘图纸设计。
保护分级:规范要求对低压配电系统采用二级或三级保护,为了对配电系统进行有效监控,在故障发生后准确判断出故障线路详细地址并及时发现隐患部位,同时减少因故障停电造成的影响,应根据配电级数的分级和线路发生火灾的危险性来确定电气火灾监控系统的保护级数。一般采用两级,但对于低压配电级数多而危险性大的部位应设第三级保护。第一级保护的电气火灾探测器应设置在低压配电室低压开关柜的各个支路输出供电线路上;第二级应设置在配电下一级分配电柜(或楼层的分总箱)各个支路输出供电线路上;第三级应设置在负载配电箱的输入或输出端上,根据用户的经济及承受能力只设置在输入端时每路中有一个受控点,而在输出端上各个支路输出则要有很多受控点。
根据以上分级和低压配电系统的实际情况,将各级点数汇总确定探测总点数。电气火灾监控设备的位置:应放在消防控制室内,或有人24小时值守的场所。设备的供电应使用消防电源。根据总点数和位置来选择设备的类型如壁挂式、琴台式、立柜式。
结语
火灾猛于虎,为了防患于未然,提倡大家大范围推广使用电电气火灾监控报警系统,来有效避免人民的生命财产损失。
电气火灾一般是指由于电气线路、用电设备、器具以及供配电设备出现故障性释放的热能;如高温、电弧、电火花以及非故障性释放的能量;如电热器具的炽热表面,在具备燃烧条件下引燃本体或其他可燃物而造成的火灾,也包括由雷电和静电引起的火灾。
据2008 ~2010年度《中国消防年鉴》统计 :2007 ~2009 年我国共发生火灾429 738 起,其中电气火灾125 947起,占火灾总数的29.3%,为引发火灾的最主要原因。
电气火灾监控系统是指当被保护线路中的被探测参数超过报警设定值时,能发出报警信号及控制信号,并能指示报警部位的系统。电气火灾监控系统是一种预防电气火灾的手段,是作用于电气火灾发生前的一种实时监控系统。
1电气火灾隐患的主要成因
电气火灾形成主要分为过热型和放电型两种, 实际中火灾隐患主要由过热型引起。过热型是电气线路和设备发热部位产生异常高温, 如超过允许温度和温升, 将会加速绝缘老化或直接引燃周围的可燃物。电型是电气线路和设备产生的故障火花和电弧引燃周围的可燃物。
2 电气火灾监控系统设计概况
2.1摸清建筑物的基本情况
建筑物的基本情况主要包括建筑物的性质、规模、功能及平刨面情况;竖井的布置;结构形式和装饰材料等。在电气火灾监控系统中主要考虑建筑中电力系统的核心部位如电缆井和一些比较贵重的,一旦发生火灾损失巨大的电气机房等。
2.2摸清相关消防设施情况及要求
围绕电气火灾监控系统的功能设置,主要考虑建筑设备供、配电系统,照明与电力电源的控制及其与防火分区的配合;消防电源的配置,应急电源的设计要求等。
2.3漏电火灾报警系统设置
GB 50045―1995《高层民用建筑设计防火规范》第9. 5. 2 条要求,漏电火灾报警系统应具有下列功能: ① 探测漏电电流,过电流等信号,发出声光信号报警,准确提出故障线路地址,监视故障点的变化; ② 储存各种故障和操作实验信号,信号储存时间不应少于 12 个月; ③ 切断电线路上的电源,并显示其状态; ④ 显示系统电源状态。
2.4电气火灾监控的分级保护原则
根据用电负载及线路情况,通常把低压配电线路分为电源总进线、干线、分支线及所连接的用电设备三级,线路较简单的可分为二级。于每一级的正常泄露电流都不一样,另外每一级故障时切断电源所造成的影响也不一样,所以需要选择不同额定动作电流、不同动作特性的探测器。以采用三级保护方式的民用建筑配电线路为例,其分级保护
第三级(末级)是分支线及其用电设备。这里的用电设备是指照明装置、空调、计算机及其他电气等。这一级的保护目的主要是防止人身触电。通常选用额定剩余动作电流小于300 mA,动作时间小于0.1 s的剩余电流探测器,而且探测器应能够发出信号切断受控点的电源。
第二级是干线漏电火灾的保护。这里所谓干线是指它的始端至各分支线之间的一段较长的线路。这一级探测器的额定剩余动作电流应选为正常泄露电流的2倍,一般约在300 mA~500 mA。由于干线供电电源被切断的影响较大,这一级剩余电流探测器一般只用来报警,不用来联动切断受控点的电源。
第一级是电源总进线漏电火灾的保护。这里所谓电源总进线是指它的始端至各分干线之间的一段较长的线路。同第二级的防护目的一样,因此探测器只用来报警,不用来切断电源。它的额定剩余动作电流应比第二级大一些,一般选取为0.5 A~1 A。这个值也应为电源总进线正常泄露电流的2倍左右。重要线路,包括消防、安防、应急电源、通道照明线路及不容许停电的重要场所,根据规范规定,安装纯报警式剩余电流探测器,报警但不切断电源(不控制脱扣),既保证了用电安全又保证了供电的不间断性。
测温式电气火灾监控探测器一般设置在第一级、第二级,监测包括线缆在内的低压配电装置中关键部位的温度,采用接触式布置法。当被检测对象为绝缘体时,宜将探测器的温度传感器直接设置在被探测对象的表面。当被检测对象为配电柜内部的温度变化时,宜靠近发热部件,采用非接触式布置。
3电气火灾监控系统的设备性能要求
a. 可探测泄漏电流信号;
b. 可探测电气联接点处温度信号;
c. 电气火灾监控系统的报警电流值应可调;
d. 电气火灾监控系统应具有自动巡检功能;
e. 电气火灾监控系统应具有发出声光报警, 准确报出探测点地址, 并监视探测点的变化, 打印故障报表功能;
f. 储存各种故障及操作试验信号, 信号储存时间不应少于12个月;
g. 系统监控主机应有良好的兼容性。
4电气火灾监控系统的检验
4.1消防报警联动系统的检验
(1)分别手动触发每一个探测器或者手动报警装置,检查是否报警且位置是否和实际相符。
(2)自动控制状态下的火灾报警系统,按下任一消火栓按钮,火灾报警控制器报火警后,消防水泵应启动;否则不满足要求。
(3)自动控制状态下的火灾报警系统,按下任一消火栓按钮,火灾报警控制器报火警后,消防电梯应有动作;否则不满足要求。
4.2消防广播系统的检验
同时开启背景广播和消防广播,分别使每一层的探测器报火警;该控制层和相邻层广播控制模块应启动相同动作,同时背景广播停止,改为消防广播;否则不满足要求。
4.3消防电话系统的检验
每个电话分机插入电话孔后,在消防控制中心的电话主机上对应的指示灯应亮,主机有报警声,按下主机的对应按键后可以与相应的分机通话。
5结语
综上所述, 电气火灾监控系统是一个联网的整体装置, 是一个完整的系统。其主要功能是在火灾发生前, 能对配电线路、变配电设备、重要用电设备的电流 (以线路漏电电流为主) 和温度变化进行检测, 以及对隐患和故障部位的地址进行报警。
因此, 电气火灾监控系统的设计首先明确保护对象的火灾危险程度, 并结合工程的配电系统设计和负荷特性确定保护分级; 同时, 电气火灾监控系统的设计应以线路漏电检测和报警为主, 可根据负荷特性和运行状况, 对配电设备和线路适当的部位增加温度监控器, 如变压器、电气竖井内的电缆桥架和电缆夹层等, 提高系统的性价比。此外, 在配电设计时还应充分考虑线路负荷增长因素和敷设条件对载流量的影响, 选择足够的中性线截面, 认真做好工程的总等电位和局部等电位联结的设计, 合理选配剩余电流动作保护装置等对电气火灾的防护也一样至关重要。
参考文献
[1]杜兰萍.火灾风险评估方法与应用案例 [M].北京.中国人民公安大学出版社.2012
中图分类号:F407.6文献标识码:A文章编号:
前言
根据国家标准《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005版)第951条规定“高层建筑内火灾危险性大、人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。”在条文解释中指出“我国的电气火灾大部分是由短路引发的,特别是接地电弧性短路。”而漏电火灾报警系统能准确监控电气线路的故障和异常状态能发现电气火灾的火灾隐患,及时报警提醒人员去消除这些隐患。
1电气火灾监控系统概述
电气火灾监控系统应由电气火灾监控设备和电气火灾监控探测器构成,能够准确监控线路中的故障和异常状态,能够预先发现电气火灾隐患,及时报警并消除这些隐患。
电气火灾监控设备的报警信息应能传输到消防控制室图形显示装置,并独立显示,其探测器又分为剩余电流式探测器和测温式探测器及线型感温火灾探测器等。
2电气火灾监控系统的设置依据及要求
早在20世纪90年代,我国就开始对电气火灾的防范做出了规定,例如《低压配电设计规范》、《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称《高规》)、《建筑设计防火规范》(以下简称《建规》)。
2.1 《高规》规定漏电火灾报警系统应具有下列功能:
2.1.1 探测漏电电流、过电流等信号,发出声光信号报警,准确报出故障线路地址,监视故障点的变化。
2.1.2 储存各种故障和操作试验信号,信号储存时间不应少于12 个月。
2.1.3 切断漏电线路上的电源,并显示其状态。
2.1.4 显示系统电源状态。
2.2 《建规》中规定下列场所宜设置漏电火灾报警系统:
2.2.1 按一级负荷供电且建筑高度大于50m的乙、丙类厂房和丙类仓库;
2.2.2 按二级负荷供电且室外消防用水量大于30L/s 的厂房(仓库);
2.2.3 按二级负荷供电的剧院、电影院、商店、展览馆、广播电视楼、电信楼、财贸金融楼和室外消防用水量大于25L/s 的其他公共建筑;
2.2.4 国家级文物保护单位的重点砖木或木结构的古建筑;
2.2.5 按一、二级负荷供电的消防用电设备。
《高规》中虽然提出将“漏电火灾报警系统”列为一个独立系统,但并没有明确该系统的具体建筑类型和位置,且《高规》和《建规》中对漏电火灾报警系统的系统构成、系统设计、设备选择、系统供电、线路敷设等并未做出具体要求。
为解决这些问题,我国相关部门进一步修订了相关的标准规范,例如,《电气火灾监控系统》明确提出了“电气火灾监控系统”的定义,并将电气火灾监控系统细化为三部分,第一部分:电气火灾监控设备;第二部分:剩余电流式电气火灾监控探测器;第三部分:测温式电气火灾监控探测器。同时为了各标准规范间的统一,在新的国家标准规范中统一称“漏电”为“剩余电流”,并在《剩余电流动作保护装置的安装和运行》中将“剩余电流动作电气火灾监控系统”定义为:由检测剩余电流的互感器、剩余电流探测器、报警器或控制器构成的,对电气火灾进行实时监测并实施报警或切断电流的装置。
2.3 《民用建筑电气设计规范》(以下简称《民规》)规定下列民用建筑物的配电线路设置防火剩余电流动作报警系统时,应符合:
2.3.1 火灾自动报警系统保护对象分级为特级的建筑物的配电线路,应设置防火剩余电流动作报警系统;
2.3.2 除住宅外,火灾自动报警系统保护对象分级为一级的建筑物的配电线路,宜设置防火剩余电流动作报警系统。《民规》规定火灾自动报警系统保护对象分级为二级的建筑物或住宅,应设接地故障报警并应符合本规范第767 条规定。第767 条规定建筑物的电源进线或配电干线分支处的接地故障报警应符合:
2.3.2.1 住宅、公寓等居住建筑应设置剩余电流动作报警器;
2.3.2.2 医院及疗养院,影、剧院等大型娱乐场所,图书馆、博物馆、美术馆等大型文化场所,商场、超市等大型场所及地下汽车停车场等宜设置剩余电流动作报警器。
2.4 修订中的《火灾自动报警系统设计规范》(以下简称《报警规范》)指出电气火灾监控系统应有下列部分或全部监控装置组成:
2.4.1 电气火灾监控设备;
2.4.2 剩余电流式电气火灾监控探测器;
2.4.3 测温式电气火灾监控探测器;
2.4.4 线型感温火灾探测器。并且,修订中的《报警规范》第12.2.1 条规定剩余电流式电气火灾监控探测器应以低压配电系统末端探测为基本原则,宜设置在配电柜进线或出线端。在供电末端负载和漏电流很小,且其上一级的负载条件和正常泄漏电流仍符合设置剩余电流式电气火灾监控探测器时,可在其上一级供电处设置。
3 电气火灾监控系统在工程中应用的注意事项
电气火灾监控系统在实际工程中的应用主要可以分为四个步骤,分别是电气火灾监控系统的设计、电气火灾监控系统的施工安装、电气火灾监控系统的调试、电气火灾监控系统的验收,根据电气火灾监控系统在工程中应用的实际情况,将注意事项总结如下:
3.1 在实际工程中,电气火灾监控系统设计的注意事项
3.1.1在对电气火灾监控系统设计的过程中,需要将工程的实际情况作为参考,根据建筑物使用的性质、按照现行国家标准建筑防火分级要求确定电气防火保护对象等级、发生电气火灾的危险系数、人员密集程度以及疏散情况对电气火灾监控系统进行设计;
3.1.2电气火灾监控系统各组件都要满足国家相关标准的要求,经过严格的监督和审查检验后方可使用,而且设计电气火灾监控系统时,不应影响供电系统的正常工作,该系统宜仅仅作用于报警,不宜自动切断保护对象的供电电源;
3.1.3根据工程的实际规模,确定需要检测的电气火灾部位,并选择好采用独立或非独立式电气火灾监控探测器;
3.2 在实际工程中,电气火灾监控系统施工安装的注意事项
3.2.1在实际工程应用中,电气火灾监控系统的安装必须由专业人员要个按照符合国家标准的要求进行施工安装,在施工前,需要具备经相关部门审核合格的图纸和技术文件,并且严格按照图纸所示进行施工,不得自行更改;
3.2.2要根据工程的实际情况,确定各类监控探测器安装的供电方式、电压、监控方式等,传感器与裸带电导体需要在安全距离范围内,而金属外壳的传感器需要有安全接地线,要确保在电源切断的情况下安装传感器,并且不影响被监控线路的完整性,线路的接点也没有增加;
3.3 在实际工程中,电气火灾监控系统调试的注意事项
3.3.1在进行电气火灾设备的调试时,需要对传感器和监控探测器逐个进行单机通电检查,确保其正常运行后,再分别对监控报警功能、故障报警功能、存储打印功能、控制输出功能以及自检功能进行调试;
3.3.2在对剩余电流式电气火灾监控探测器进行调试时,施工单位需要先进行配电回路剩余电流的检测,并用漏电发生器对剩余电流传感器探测回路的漏电流进行提高,使其达到报警值,检验报警功能是否灵敏;
3.3.3在对测温式电气火灾监控探测器进行调试时,需要采用模拟升温的办法,对温度传感器进行加热至达到报警值,检验报警功能是够灵敏,对温度报警值进行设定时要确保该温度在安全范围内;
3.4 在实际工程中,电气火灾监控系统验收的注意事项
3.4.1需要采用专用的检测仪器并按照设计要求来对电气火灾监控探测器的报值进行检验,如果该工程中采用独立设置的电气火灾监控探测器,需要对其进行报警信号的测试;
3.4.2在电气火灾监控系统验收的过程中,一旦发现有不合格的,需要及时对其修复或者更换,修复或更换完毕需要对其复检,如果在复检的过程中,有抽样比例要求,需要加倍抽样,如果复检不合格则说明验收不合格;
4结语
电气火灾监控系统是近几年出现的新技术,对于它的设计和应用还处在摸索实践阶段,包括产品标准和设计规范都在逐步完善中。作为设计人员,我们应当在工程设计的实际应用中不断积累经验,总结教训,使电气火灾监控系统在防范电气火花方面充分有效的发挥它的作用。
参考文献:
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)16-0089-01
随着人们对建筑防火的重视程度加大,政府也对建筑防火建设进行了一定的规范,2005年修改的《高层建筑防火设计规范》对电气防火问题进行了较为细致的说明。尤其是在一些人员密集的场所,诸如医院、商场、酒店等,对电气防火的要求更高。这时,电气火灾监控设备的安装与设置就显得尤为必要。
1 建筑电气火灾监控装置的功能
1.1 实时监控功能
在安装有电气火灾监控装置的被监控区域,监控设备可以对漏电流、温度、电压等方面的参数进行监控,并将这些监控数值实时的显示在火灾监控器的中央监控设备主机上。而中央监控系统则对这些设备值设置预报警阀值、报警动作值、故障区域以及报警的动作时间,便于及时的对火灾情况进行响应。同时,还可以实时的显示出漏电流的变化曲线并记录对应的参数与监控状态。
1.2 单个区域监控与网络监控策略
能够对单个独立的被监控区域控制器对各个受保护的单个区域的对地漏电流值进行监控,同时也可以将各个独立的监控器分组分级之后进行组网监控,实现网络监控的目的。对于剩余电流预报警值以及火灾报警动作时间的设置可以根据具体的需要来进行调节,而设置手段即可以现场设置,也可以远程控制。
1.3 预报警功能
当所监控区域的漏电流超过了所设置的漏电流阀值时,将使得蜂鸣器报警,警灯闪烁,并启动对应的火灾报警动作。操作者可以及时的在报警区域对漏电地点进行故障排查工作,排除漏电故障点,从而将电气火灾隐患限制在萌芽状态。
2 建筑电气防火中火灾监控装置的应用
2.1 建筑火灾监控设备的优缺点与选用
当前市面上销售的建筑电气火灾监控设备种类较多,应该根据建筑自身的供配电系统以及设备自身的固有漏电流的大小来选择合适的火灾监控设备。主要的监控设备包括:可以根据建筑电气自身漏电流大小来自动设置报警电流阀值的监控装置;电气断路设备自身包括的检测与通讯接口设备,这部分是由之前的低压电动机保护装置的基础上发展起来的。这些设备的产品质量较为稳定,工艺相对成熟,与建筑的整体配电系统和其他的元器件能够紧密的配合起来。
其中,当选择漏电保护类型的电气火灾监控设备时,监控设备是否可以正常工作与其接地方式以及监控设备的安装方式有直接关系。在配电系统的设计过程中,由于已经将电气火灾的监控考虑了进来,所以漏电式火灾监控设备和纯粹的剩余电流式电气火灾监控设备相比,具有稳定性较高以及故障判断能力高的优点。
2.2 低压配电火灾智能监控系统
与单一的“剩余电流式建筑电气火灾监控装置相比,智能低压配电火灾监控系统的功能较为全面,综合判断能力以及敏感度都较高。
1)测试、显示与信息存储。
在监控过程中,配电监控设备能够对低压配电柜中的所有设备进行电压、电流进行采样分析,将这些设备的电压、电流、频率、功率因数、供电能量、环境温度以及设备的漏电流等信息数据传输到系统的CPU或者是DSP。在经过数据处理之后获得监控设备的实时网络状态,而工作人员对这些数据进行监控和读取,而对一些重要的节点数据则存储到系统的存储器当中。
2)检测数据的现场搜集与远程控制。
系统在完成电气设备的信息采集工作之后,通过对应的通讯扩展接口将数据传输到系统的处理中心。系统所支持的通信接口较为丰富,可以支持RS232、RS485和IS-DN等各种通讯协议,实现了高效、简洁的实现目标。在需要进行远程数据交换与控制时,还可以通过监控装置所集成的RS232与RS485通讯接口来与控制端口设备进行联系,实现远程数据通讯。
3)现场数据的综合处理。
低压配电火灾智能监控系统还具有配套的后台操控管理软件,能够帮助建筑的供电中心管理人员实时的采集到所需要的数据,对之进行分析与预处理。利用系统的管理软件对建筑的电气系统设备的分布、电气分布以及各级配电情况进行绘制,设置具体的保护参数来对各个级别的漏电保护形成对应的预警。
3 电气火灾监控装置与建筑工程配电系统的主要组合形式
根据具体的建筑工程配电系统形式,电气火灾监控装置应该选择对应的形式,与之形成最佳的组合形式,保证其达到最佳的控制要求。
3.1 配电箱、控制柜内部安装
这种形式主要用于对新建工程,主要是针对各个楼层设置专门的配电箱火灾是控制柜。这时,电气火灾监控装置一般直接安装在配电箱火灾是控制柜的恰当位置。
3.2 配电箱、控制箱柜外部安装
这种安装方式是将监控设备单独的制作成为一个独立箱体,然后将电源通过电气火灾监控探测器之后,再将电源线接入到配电柜中。这种安装方式主要用于对旧系统的改造过程中。这时,所选择的电气火灾监控设备建议采用矩形漏电互感设备,这样可以在不修改既有配电柜内部设备布置以及线缆连接的基础上实现漏电设备的安装。
3.3 与配电柜形成成套设备的安装方式
这种方式就是直接在配电柜的控制面板上嵌入漏电控制设备,只需要在控制面板上固定一个电流互感设备即可,不需要对配电柜的内部结构加以改动,一般由成套设备生产厂商决定面板上所预留的电气火灾监控设备尺寸,所以选择监控设备时有一定的限制。
4 结束语
本文对火灾监控装置功能进行了论述,探讨了建筑电气防火中火灾监控装置的主要应用功能,同时列举了电气火灾监控装置与建筑工程配电系统的主要组合形式。
1 电气火灾的防范
为了预防和减少电气火灾,应在线监测220/380 V供电线路的绝缘状态,可以使用电气火灾监控系统进行漏电检测并实施报警。电气线路或电气设备一旦漏电并超过额定值时,报警器立即发出声光报警信号并显示漏电电流大小。从发生接地电弧到引起火灾以至火势蔓延,需要一段时间,这有足够时间去检查并排除故障提前预报,能有效地避免电气火灾的发生。报警但不切断电源,可以避免电源开关跳闸引起整个建筑物的停电,既保证了用电安全又保证了供电的不间断性。
为了保证人民生命财产安全,严格执行GB 13955-2005《剩余电流动作保护装置安装和运行》规定的防范措施,在建筑物的电源进线处及干线上安装电气火灾监控系统是十分必要的。
2 电气火灾监控系统原理
2.1 原理方框图
监控系统是由电流互感器、监控探测器、报警器或控制器构成的电气火灾实时监测并实施报警或切断电源的装置,其系统组成方框图如图1所示。
电流互感器为传感器件,由它提取的漏电信号,经放大、AC/DC变换、A/D变换、CPU处理后,送至输出级。输出信号经总线输往监控设备。监控设备接收的漏电信息经CPU处理后,送往报警器、显示器、信号输出级。报警器由报警指示灯、蜂鸣器组成,显示器由三位数码管(LED)组成,用以显示漏电电流大小,信号输出级输出各种报警及控制信号,用于附加报警及切断电源等。监控设备还有信号存储及打印功能,供随时查询。
另一种监控系统由电流互感器、漏电探测报警器构成,探测报警器集探测报警于一体,称为电气火灾监控探测报警器或漏电探测报警器,其原理与第一种监控系统是相同的。系统组成方框图如图2所示。这种探测报警器安装使用极其方便,是被广泛采用的监测装置。
2.2 监控系统的三种组成方式
①电气火灾监控系统由电流互感器、漏电探测器、漏电报警器组成。探测器、报警器以有线方式连接如图3所示。
②电气火灾监控系统由电流互感器、漏电探测报警器组成,探测报警器由第一种的探测器与报警器组合而成。为了实现远程报警,可以再增加远程报警盒如图4所示,探测报警器与远程报警盒以有线方式连接。
③电气火灾监控系统由电流互感器、监控探测器与监控设备组成,监控探测器与监控设备以总线方式连接如图5所示。漏电及故障等信息由监控探测器通过总线传至监控设备。
转贴于 3 电气火灾监控系统安装方式
3.1 低压配电系统总剩余电流检测
如果想监测本单位用电系统的总体绝缘状态,可以检测系统的总剩余电流,前提是单位需有独立的变电系统。电流互感器安装于变压器接地线中以提供剩余电流,探测器、报警器可以选用分体式或一体化结构,如图6所示。
此种剩余电流检测要求供电系统的接地形式为TN-S系统。
3.2 干线剩余电流检测
干线指低压配电线路的主要支路,此种安装方式比较简单,电流互感器安装于干线线路中,检测的信号是互感器以后线路及负载产生的剩余电流,如图7所示。
3.3 多路干线剩余电流检测
以8路检测为例:8个电流互感器分别装于配电盘的各输出干线上如图8(a)、(b)所示。
4 电气火灾监控系统安装注意事项
4.1 分级保护
为了缩小发生人身电击事故和接地故障切断电源时引起的停电范围,通常在供电线路的不同地点安装三级(或两种)不同容量的剩余电流保护装置,以形成分级保护。根据用电负载及线路情况,一般分两级或三级保护。适用于城镇和农村第一级和第二级保护,其具体安装图在GB 13955-2005中已有明确规定。
4.2 安装注意事项
4.2.1 系统剩余电流检测
在系统接地型式为TN-C-S系统中,变压器低压侧出线为PEN线对地是绝缘的。
PEN经接线端子分成N线与PE线后,N线不再接地。这时,电流互感器必须安装在PEN线分成PE线、N 线后的PE线的中间段上,如图6。
4.2.2 干线剩余电流检测
对220 V供电系统,电流互感器只要套住二根电源线即可,要求其中的N线不得再重复接地。
对于380 V配电系统,电流互感器必须同时套住L1、L2、L3、N线,PE线不得穿过互感器,同时N线此后不得再接地。
在接地型式为TN-C系统中,必须将其改造为TN-C-S、TN-S或局部TT系统后,才可以安装使用报警式剩余电流保护装置。
4.2.3 互感器的安装
电流互感器应安装易于检修的地方,互感器的安装没有方向问题。对插式互感器安装时无需断线、断电,互感器可以直接挂在线上,也可以固定在配电盘上,但安装时应注意安全。
中图分类号:X932 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)06-0118-01
当今社会中,由于电气火灾情况时常发生,所以我们对它的可靠性产生了怀疑。上海商学院的火灾导致4名学生死亡在了大火中,让他们从此与世隔绝,与家人阴阳相隔。这种让人痛恨的电气火灾事情的发生,将电气火灾的可靠性推向了风尖浪口,让越来越多的人对电气安全进行关注。电气火灾的发生大部分是因为接地电弧性短路才发生的火灾,也就是因为漏电的原因产生了火灾。所以在建筑设计时候的防火规范、高层民用建筑设计的防火规范、当然还有电气火灾监控系统等方案的实施就显得特别的重要。这让我们对电气火灾技术的提高有了强大的推动力,对于建筑安全的防范、保障社会的和谐发展有了重大意义。
一、 对电气火灾监控系统可靠性的定位
我们首先要了解电气火灾系统在建筑消防设施中运行可靠性的情况。建筑消防设施的运行可靠性指的是:在建筑设施出现火灾情况的时候,火灾的报警系统、灭火效果、防火分隔、灭火救援行动、对人员的疏散指挥等设施工作的成功率。它可以看成是一种动态性、全面性的衡量指标,主要就是对设备、人员、管理三个主要方面的情况。若是建筑消防设施可以发挥正常的工作水准,那么它的工作程序就是:(1)就是对发生火灾情况的预防,消除火灾隐患,将火灾扼杀在摇篮之中。(2)探测设备对建筑设施的各个方面进行监控、检测,发现火灾情况,对火灾情况进行预警,警示相关人员。(3)当接到火灾预警的时候,建筑消防设施应当立即启动应急方案,并对火灾进行处理,控制火灾的情况。(4)在扑灭大火、消除火灾后进行事后处理。
电气火灾监控系统是大多数火灾预防手段中的一种,在现在实行的消防规范中,我们将电气火灾监控系统和火灾自动报警系统两者相结合起来,并且还设置了专业的监控室和监控主机。火灾报警系统为了防止火灾的扩大蔓延,会切断非消防电源的紧急处理措施,符合火灾应急方案的规定。两个系统相结合才可以有更好的效果,不能将两种火灾系统的功能混淆,更不能将它们相互代替,应该是独立存在而又相结合的。
二、 对电气火灾监控系统相关知识的了解
电气火灾监控系统,简单点说就是这个系统可以监控、检测到漏电情况的发生,一旦发生漏电的情况,就会马上进行报警预示。电气火灾报警系统和传统的火灾自动报警系统还不太一样,它的报警系统在早期就可以进行报警预示,避免损失的出现,而传统的报警系统是为了减少损失。所以在现在的建筑设施内,即使安装了火灾自动报警系统,仍然会安装电气火灾监控系统。
电气火灾报警系统的组成。它的组成包括监控电气设备情况的监控设备,剩余电流式和温度式电气火灾监控探测器等三种基本的产品种类组成。
电气火灾的监控系统的基本监控原理。我们既然研究电气火灾监控系统的可靠性,那么我们就得了解它的工作原理。当电气设备中电流或者温度等参数和平常不一样,发生异变的时候,检测系统的终端探测头根据物理中电磁场感应的工作原理,温度效应的变化而对这些信息进行收集,并且将这些数据传送到监控系统里。经过监控系统中的中的转化后,监控系统的中央处理器就会对转化后的信息进行分析、判断,并且与设置的报警值相比较。在比较的时候,一旦收集到的信息超出了报警值,监控系统会进行再次确认,当第二次分析处理后,仍然超出报警值,监控系统就会发生警报,并且显示出故障发生的地点等信息,提示工作人员电气设备那里出现了故障,让工作人员赶紧进行处理。
电气火灾监控设备的系统设计。(1)电气火灾监控系统的探测器在数量上我们要进行控制,最少我们也得要9个以上的监控探测器,若是建筑面积很大,可以进行建设她侧系统时,我们应当将探测器连接在一起,形成电气火灾探测监控系统,并且应该设置一个专门的监控室和监控主机。(2)每个大型的建筑设施内都会装火灾相关的监控和应急设备,也有相应的监控室,监控室里有监控主机,所有的监控信息都在监控室内,所以监控室必须实行24小时专人值班的制度,在每次值班的时候,监控人员不得少于两人。这样才可以时时刻刻对建筑设施内的情况进行控制,才可以及时的监控到火灾。(3)监控主机的监控信息和故障信息能够接入消防控制室内的火灾报警系统的显示设备上,并且能够集中的显示在一起。那我们应该讲火灾报警系统的软件进行改进,让它能够将各种报警的信息区分开来,便于值班人员辨认,可以及时的掌握各种信息。
三、 功能的分析
对串联系统、并联系统、非独立式系统和独立式系统的研究和分析。1、如果串联系统的任何一个单元失去作用,就会导致整个系统失去作用,系统故障的概率高于任何组件故障的概率。2、并联系统不同于串联系统,它的故障率比组件的故障率低很多,只有所有的组件都出现故障时,它才会出现故障。(3)非独立式系统漏电火灾报警系统为典型的串联系统,所以故障率较高。(4)独立式系统为并联系统,所以它在功能可靠性上有着很大的优势,它的现场供电方式的缺点不会影响大局,适合电气火灾监控系统。
四、 总结
作为漏电火灾预警系统,其主要作用就是防止火灾出现,避免损失的出现。对于非独立式探测器,因为其缺点众多,只能限制在监控室用,不便于对现场的控制,所以不宜采用非独立式探测器。我们应该看重整个投资的有效性,不能考虑单个探测器而增加整个监控的无效性。
参考文献
前言
高层建筑具有中上层部位视线开阔,采光通风良好,高容积率,节约土地资源等优点,因此在城市建设中,高层建筑呈逐年增多的趋势。但高层建筑存在防火要求高、火灾扑救难等问题,尤其是电气火灾特别多,这些直接关系到人民的生命财产安全,所以我们要做好电气火灾的防范。
一、 电气线路火灾防范
电气线路短时过载是正常的, 如电动机起动时间不长, 不会超过母线槽、 电缆、电线的允许温升,也不会对线路造成损害。轻微的过负荷如果时间较长, 也将对线路的绝缘、接头、端子造成损害。导体的绝缘由于长期过负荷,将会长时间超过允许温升,导体绝缘将会加速老化,缩短绝缘导体的使用寿命。严重地过负载,如1 0 0 %过负载时,会使绝级在短时间内软化变形,介质损耗增大,耐压水平降低,导致电气线路短路,引起火灾。过负载保护的目的也在于防止短路和接地故障的发生。
中华人民共和国强制性标准G B G 5 0 0 5 4 -I 5 (低压配电设计规范)第4 . 3 . 4 条过负载保护电器动作特性应同时满足下列条件。
I b ≤I n ≤ I z
1 2 ≤1 . 4 5 1 z
式中 I b ― 线路计算负载电流( A ) ;
I n ― 熔断器熔体额定电流或断路器额定电流或整定电流( A ) ;
I z 一 导体允许持续载流量( A ) ;
1 2― 保证保护电器可靠动作的电流( A )。当保护电器为低压断路器时,1 2为约定时间内的约定动作电流; 当为熔断器时1 2为约定时间内的经定熔断电流。
所以,消防设备配电线路进行暗敷时,采用普通电线,电缆并将其穿金属管或阻燃塑料管后埋设,在不燃烧体结构内,穿管暗敷保护层厚度小于3厘米,当消防设备配电线路只能采用明敷方式时,对电线的金属管和金属线槽可采用涂防火涂料方法,提高线路的耐燃性能。当消防设备配电线路采用绝缘层和护套不延燃的电缆并敷设在电缆竖井中时,因电缆本身具有耐火耐热性能,可不用金属管保护,但当与延燃电缆敷设在同一电缆井时,两者之间必须用耐火材料隔开。建筑物顶棚内的消防电气线路,一般宜利用金属管或金属线槽布线。难燃型材料的吊顶内,可采用难燃型(氧指数大于50)硬质塑料管、塑料线槽布线。消防控制设备工作接地应用专用的接地干线,要求为25mm2以上铜芯导线。同时,线路都有明确的规定和特点。如下表一,设计时一定要严格控制。
表一
制式
多线制
总线制
主
要
特
点 1.一般有五线制和四线制.
2.电源驱动线与信号线分开,电源、检测、控制分别占用导线
3.布线多,监控设备少 1.一般有三线制和二线制
2.电源驱动线与信号线分时复用,利用计算机编程技术来达到监测与控制目的
3.布线少,监控设备多
在实际操作中,对该规定的线路,一律穿金属管或阻燃PVC管保护并在现浇板内,墙内等处暗敷走线,而在改造工程中,由于条件限制不能暗敷时,应对保护钢管或金属线槽采取防火措施,如刷防火涂料等。另外,高温表面灯具附近的导线应采用耐热绝缘导线(如玻璃、石棉、瓷珠等护套的导线)而不应采用具有延燃性绝缘导线。
二、电气照明火灾防范
建筑电气照明已经成为建筑体不可缺少的重要组成部分,如果管理不善和使用不当也会发生火灾。建筑电气照明是把电能转化成为光能而发光的一种光源。照明灯具在工作过程,往往要产生大量的热,致使其玻璃灯泡、灯管、灯座等表面温度较高。其火灾危险性十分显著,引起火灾主要表现在以下几个方面。
(1)照明器具与可燃材料防火安全距离不够
灯具高温表面与可燃物防火安全间距不符合规定要求,大功率照明器具表面高温极易烤着可燃物。根据实验,一只I00W白炽灯泡表面温度达170。C~216。C,将其紧贴棉絮,只需13min即可起燃。
(2)电气照明灯具、开关等隔热、散热措施不规范
如有的灯座开关盒直接安装在可燃物或可燃装饰物材料,有的明装开关盒底部和暗装盒的四周用可燃材料填塞,有的落地灯具插座安装在靠近窗户一侧,并有窗帘覆盖遮挡,极易使灯具电源插头松动造成接触不良而引起电弧、电火花;顶棚内荧光格栅灯、射灯、筒灯等嵌入安装时,一些施工人员为了防止未刷防火涂料的照明器具,或镇流器等运行中温度过高烤着周围可燃物,常采用石棉布包扎,进行隔热,但由于包扎方法不当造成散热效果不好,造成局部过热产生火灾隐患。
(3)电气照明器具安装时破坏了室内装修顶棚的防火完整性
在室内装修中,一些单位和业主根据室内灯饰和采光效果的要求,在顶棚上安装各种各样型号的灯具时,在一定程度上对顶棚的防火性能造成了破坏,一旦发生火灾,烟雾和火焰就会通过顶棚孔洞缝隙向上及邻舍扩大蔓延。根据国外有关资料介绍,烟雾和火焰通过照明器具安装的孔洞缝隙穿透天花板速度很快,对在顶棚上嵌入式安装的照明器具实施耐火时间为1h的试验中,照明器具一只有机玻璃盘着火后的28s内就被烧毁,2min后火焰就穿过被烧毁的有机玻璃盘孔洞进入顶棚空间,可见孔洞和缝隙大大降低了顶棚的耐火时间。嵌入式灯具的安装既在顶棚上埋设了点火源,义在顶棚留下了安装的孔洞缝隙,给火灾在顶棚内的蔓延提供了通道。
防止建筑电气照明火灾的措施主要有:第一,要根据灯具的使用场所、环境要求选择不同类型的灯具。第二,照明灯具在把电能转换成光能的过程中,都伴随有能量损耗,致使灯具表面温度较高。所以要根据环境场所的火灾危险性来选择照明灯具,而且照明装置应与可燃物,可燃结构之间保持一定的距离,严禁用纸、布或其他可燃物遮挡灯具。第三,灯具应安装在不燃的基座上,尽可能安装表面温度较低的灯具,采用埋入式安装在吊顶里面的灯具,与吊顶之间应作隔热处理。照明光源尽可能采用冷光源,没有条件的应保证灯具与可燃物之间的安全距离或采取隔热措施。第四,镇流器与灯管的电压和容量应相匹配,镇流器安装时应注意通风散热,不能让镇流器直接固定在可燃物上。第五,安装有表面温度较高的灯具时,应对灯具正面和散热孔加装铅丝防护网或不燃材料制作的挡板,以减轻灯具爆裂时玻璃碎片和炽热的灯丝飞溅造成危害。第六,采用霓虹灯时要特别注意安全问题,一般霓虹灯的工作电压高,火灾危险性大,安装霓虹灯的灯柄、底板应采用不燃材料制作,或对可燃材料进行阴燃处理。当霓虹灯变压器安装在人员能接触到的部位时应设防护措施。第七,要避免在灯光装置区域悬挂旗帜或发射彩带等空中移动物体,以防这些物品与高温灯具直接接触并发生缠绕或碰撞而引发火灾。
同时,应急照明是保证人员在火灾时有序疏散的重要手段, 它包括疏散照明、 安全照明和备用照明。疏散照明和安全照明一般均采用带镉镍电池的应急照明灯具, 而备用照明则一般利用双电源切换来实现。应急灯宜安装在1.8―2.5m 之间的墙面上,一者可以避免火灾时烟气对照度的影响, 二者也便于平时的检查。安全出口标志宜设在出口的顶部。疏散走道的指示标志宜设在疏散走道及转角处距地面1.0m 以下墙面上,走道疏散标志灯的间距不应大于20m。应急灯和疏散指示标志灯均不应直接安装在可燃构件上,并宜保持一定的距离。如必须安装在可燃构件上时应采取一定的隔热措施。
三、高层建筑的电气火灾报警及监控系统
1、火灾自动报警及消防联动系统
在火灾自动报警系统的设计中,工作量最大的是各种探测器的布置。应根据不同的场所,选定与之相应的探测器,确定好各种探测器的位置,手动报警按钮除了安装间距不应大于30m外,另外应注意将其安装在明显和便于操作的部位。有些同志提出将手动报警按钮与消火栓按钮相互替代,这种观点是不对的。因为任何发现火情者,均可通过手动报警按钮向火灾报警器发出报警信号;而消火栓按钮是供消防人员或想使用消火栓灭火者使用,消火栓按钮按下后,应立即启动消防水泵。消火栓按钮兼有报警功能,而手动报警按钮只有报警功能,不能启动消防水泵,手动报警按钮不能代替消火栓按钮。火灾自动报警系统的设备(如信号模块,控制模块等)需要安装在自动喷水系统设备附近时,应做好防水、防潮措施。
防火卷帘两侧设感烟、感温探测器两组,若感烟探测器动作后,报警总线上的控制模块控制防火卷帘降至距地面1.8m处,感温探测器动作后,防火卷帘下降到底。作为防火分区分隔的防火卷帘,当任一侧防火分区内火灾探测器动作后,防火卷帘应一次下降到底。防火卷帘两侧都应设置手动控制按钮,在探测器误动作后,能强制开启防火卷帘,当防火卷帘旁设有水幕喷水系统保护时,应同时启动水幕电磁阀和雨淋泵。
2、监控探测器的安装布线设计及注意事项
1)在安装监控探测器布线时不仅要采取三防措施,并且还要按消防用电的规定执行。各个安装接线端,接线时不得反接,数量不得超过2根。2)布线安装过程中,必须严格区分N线和PE线,穿过剩余电流互感器的N线,不得作为PE线,不得重复接地或设备外露可接近导体。PE线不得穿过剩余电流互感器。3)二总线安装走线时,注意强弱电线分开走线,不允许交叉和搭线。严禁与动力线、照明线、视频线、广播线、电话线等穿入同一金属管内。配线应整齐,导线应绑扎成束,穿线可用阻燃PVC管、金属管及金属线槽。在穿管、线槽后,应将管口、槽口封堵。4)监控设备与探测器之间的通讯线应采用双绞线,建议线径不得小于1 5mm2,当系统应用在强干扰场所时,通讯线应采用屏蔽双绞线,屏蔽双绞线的屏蔽层应良好接大地。
3、远程操作监视系统
采用广域网设施,使系统能在方圆几十公里内的区域做到集成;网络上采用动态技术,使网络在正常工作情况下,随时可以增和减少并入的报警主机,网络应支持多台操纵站,设备尽可能的支持动态远程操作,用户可以利用电话线远程拨入设备,进行动态监视,了解报警状态和故障信息,检查值班^员的工作,为消防指挥提供可靠的信息,在特殊情况下,远程监视点还可为备用的值班位置,使用户对报警系统的使用更灵活,更方便;此外,远程接入功能还可向专业维修厂和专业技术人员提供远程诊断窗口,使消防报警设备的正常运行获得额外的保障。
4、消防水泵的控制启停问题
消防水泵( 包括消火栓泵、喷淋泵) 是灭火手段中的重要设施,对消火栓系统而言,根据“高规” 的要求,在消火栓处应能直接启动消火栓泵。根据“报警规范” 的要求,在消防控制室处也应能手动控制消火栓泵的启、停。
消火栓泵的启动控制权即消防中心控制室、 消火栓动作按钮与泵房控制箱的主从控制关系。一般来讲应以消防控制室为主。目前很多大厦消火栓的控制方式都是在泵房控制柜上设置手动、 自动转换开关, 通常情况下置于自动位置。这样设置有一个好处, 就是一旦自动控制失灵, 工作人员可在水泵房将转换开关打到手动位置,直接起动消防泵,且就地维修也很方便。但是,这样一来, 将会带来负面影响。在水泵房设置转换开关,容易引起人为的操作失误, 因为一般情况下泵房是无人值班的,万一工作人员或其他人员将转换开关置于手动位置,而消防中心未能及时发现,就会出现重大的消防隐患(此时消防中心和消火栓按钮均无法启动消防泵)。为了有效解决以上矛盾, 在实际设计中, 消防控制室的手动起停按钮可不经过泵房设置的转换开关, 而直接启动消防泵,既能解决直接起动问题, 又便于消防中心统一监控。设计者在具体设计中可根据实际工程规模大小来选用, 工程规模大、 建筑形式复杂,可采用前一种启动方式,规模小可采用后一种启动方式。
5、排烟联动控制
排烟阀按控制方式可分为电磁式和电动式两种;按结构形式可分为装饰型排烟阀、翻板型排烟阀和排烟防火阀;按外形可分为矩形和圆形两种。排烟阀安装在排烟系统的风管上,平时阀的叶片关闭,火灾时烟感探头发出火警信号,使控制中心将排烟阀电磁铁的电源接通,叶片迅速打开,或人工手动迅速将叶片打开进行排烟。排烟阀有圆形和矩形两种,构造与排烟防火阀相同,其区别是排烟阀无温度传感器。 远控排烟阀安装在排烟系统的风管上或排烟口处,平时关闭,火灾时烟感器发出火警信号,控制中心向远程控制器的电磁铁通电,使排烟阀开启,或手动将阀门开启和复位。板式排烟口安装在走道的顶板上或墙上和防烟室前,也可直接安装在排烟风管的末端,其动作方式与一般排烟阀相同。 防排烟通风机可采用通用风机,也可采用防火排烟专用风机。烟温较低时可长时间运转,烟温较高时可连续运转一定时间,通常有两挡以上的转速。
结束语
总之,高层建筑中的整个电气系统设计在安全方面十分重要,尤其是在防火方面,所以我们的设计师需要不断创新,设计出更合理、科学的电气系统。
参考文献
Abstract: This paper combined with the engineering practice were discussed and summarized the construction process in the installation and problems of electrical fire monitoring system, formed his own understanding and recognition. Please the relevant counterparts to supplement and correct, so that everyone in the electric fire monitoring system installation, applications can get continuous improvement.
Key words: electric fire monitoring system; construction technology;
中图分类号:F416.6文献标识码:A 文章编号:
1 前言
随着经济的快速发展和生活水平的大幅度提高,用电设备不断增多以及用电负荷的不断加大,随之因电气原因导致的火灾事故也在逐年攀升。电气火灾隐患形成和存留时间长,不易发现,一旦引起火灾往往会造成很大损失。为了遏制电气火灾的上升势头,政府有关部门已经积极行动起来,相继制订或修改了相关技术标准规范,要求在建筑中设置电气火灾监控系统。
面对愈加严峻的电气火灾形势,本着“预防胜于救灾”的先进理念,电气火灾监控系统由此而诞生。该监控系统能准确、全天候地监测线路中的漏电、电流、温度等变化。当线路中发生异常时,可迅速发出报警信号并准确报出故障点,并通知电气专业人员及时排查电气火灾隐患,把看不见摸不着的用电情况变成可视的数字化监控,为有效预防电气火灾提供了全面的解决方案。
2 电气火灾监控系统概况
本高层建筑机电安装工程电气火灾监控系统主要是由中央监控主机、区域漏电监视继电器及零序电流互感器组成,中央监控主机通过集线器及总线连接现场监控器,区域漏电监视继电器通过互感器监视现场动力、照明开关的漏电情况。
系统中央监控主机位于负一层消防保安中心,经RS485/232转换器通信接口连接电气火灾监控设备。系统漏电电流探测控制器能侦测出线路的接地故障,并可显示出漏电值及接地故障电流值。区域漏电监控继电器通过通信线路连接到位于消防监控中心的漏电报警监控主机,将现场采集到的报警信号反馈到主机,由主机进行集中的监视和报警控制。
3 电气火灾监控系统结构图
4 电气火灾监控系统施工流程
4.1 施工准备
熟悉图纸,制定相应的施工方案,配合电气及智能化系统施工,综合设计管线及设备安装位置,对到货的设备产品进行外观质量检测,对施工人员进行技术安全交底。
4.2 线管、线缆敷设
电气线管配管有以下要求:
明配:把线管敷设于墙壁、桁架等表面明露处,要求横平竖直,整齐美观。
暗配:把线管敷设于墙壁、地坪或楼板内等处,要求管路短、弯曲少,以便于穿线。
线缆的敷设:放线前应根据施工图对穿入的导线的规格、型号进行核对,发现规格不符或绝缘层质量不好导线应及时退换;放线时为使导线不发生扭结,最好使用放线架。穿入钢管前,应给管口带塑料护线套,应先检查并清除管口留有毛刺和刃口,以防穿线时损坏导线的绝缘层。单股电线(6 mm2以下)一般利用安全型压线帽进行压接,对大于6mm2可采用绑接法;截面超过2.5 mm2的多股铜芯线的终端应搪锡焊接或压接端子后再与电器的端子连接。
4.3 电气火灾监控设备安装与测试
电气火灾监控设备进货后,应小心打开包装,勿损伤设备。检查设备是否有损伤,松动现象,规格及型号是否与所订要求一致。连线是否完好,若有问题应及时解决。进入现场后,应接通监控设备的电源,进行监控设备功能检查,检查内容包括:(1)观察监控设备的指示灯和液晶屏各段是否能全部点亮,扬声器能否发出洪亮的嘀嘀声。(2)进入正常监视状态后,观察有无电源故障,操作监控设备按键是否正常,以及配备的设备是否正常。
监控主机安装在主控室,应水平摆放平稳,固定牢固,便于接线。探测器固定在需要监控的配电箱外部墙体或配电箱上,在配电柜内安装时可在距母线较远的导轨上。零序电流互感器安装于电气配电箱的内部,根据安装孔间距、尺寸在配电箱安装衬板上固定。接线时,先将需监测配电箱的线路断开,如果为三相系统则将A、B、C及中性线一同穿过,如果说是单系统则将L、N一同穿过,再将线路接好。
施工完毕后,测试人员配备移动式(手持便携式)剩余电流检测仪,并在调试时先进行配电系统剩余电流的检测,及时排除剩余电流异常情况,并做详细记录。实际测试各主要支路及分支回路的泄漏电流应符合《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB13955-2005中5.7.5的有关规定,在选用漏电控制模块的额定动作电流时,应不小于电气线路和设备的正常泄漏电流的最大值的2倍。并且可根据被保护线路及设备的实际情况进行调整。
4.4 电气火灾监控系统的安装及调试中注意事项
(1)漏电报警器应按消防用电的规定执行,各个安装接线端,接线时不得反接,数量不得超过2根。
(2)安装时,必须严格区分N线和PE线,三级四线式或四极四线式的N线应通过漏电火灾监控系统的电流互感探测器。通过漏电火灾监控系统的电流互感探测器的N线,不得作为PE线,不得重复接地或接设备外露可接近导体。PE线不得接入剩余电流保护装置。
(3)工程使用电气火灾监控设备与电气火灾监控探测器(互感器)分离配置型产品时,在配电柜(箱)订货时应向厂家明确互感器尺寸,以便于预留安装位置。
(4)安装时应分清探测器所监控的点数,同时要分清是由若干个剩余电流式、若干个温度式组成的多个监控点。
(5)电气火灾监控系统的电流互感探测器在配电柜(箱)内安装,要特别注意施工安全,要在断电情况下施工。
(6)二总线安装走线时,注意强弱电线分开走线,不允许交叉和搭线。严禁与动力线、照明线、视频线等穿入同一管道内。
(7)安装完成后必须要有如下的检验项目:按动探测控制器(报警器)上的测试试验按钮,使探测控制器输出脱扣电压,试验塑壳断路器脱扣是否灵敏。此项测试应逐一进行,用试验按钮连续试验3次,应正确动作,消防中心集中控制器应指示报警部位;带额定负荷电流分合3次,均可靠动作,不应有误报警现象;在消防中心集中控制器上手动对各配电箱进行断电测试,应正确无误。
5 结束语
综上所述,电气火灾监控系统其应用已经逐渐得到普遍推广,它在电气防火领域正发挥着越来越重要的作用。日新月异的现代建筑发展,对建筑消防电气提出了更多、更高的要求。施工单位、设计单位、使用单位在电气火灾监控系统积累了越来越多的经验,各单位应该加强沟通,协调和交流,能够更有效预防、减少电气火灾,更好地保障国家和人民的生命财产。
参考文献:
一、前言
近年来,因电气泄露而造成的火灾时有发生,严重威胁着人们的生产生活。为了保证人民生命财产安全,工作人员严格执行《剩余电流动作保护装置安装和运行》规定的防范措施,在建筑物的电源进线处及干线上安装电气火灾监控系统是十分必要的。为了预防和减少电气火灾,应在线监测220/380V 供电线路的绝缘状态,可以使用电气火灾监控系统进行漏电检测并实施报警。电气线路或电气设备一旦漏电并超过额定值时,报警器立即发出声光报警信号并显示漏电电流大小。从发生接地电弧到引起火灾以至火势蔓延,需要一段时间,这有足够时间去检查并排除故障提前预报,能有效地避免电气火灾的发生。报警但不切断电源,可以避免电源开关跳闸引起整个建筑物的停电,既保证了用电安全又保证了供电的不间断性。
二、电气火灾监控探测器系统的基本组成及工作原理
1、基本组成
根据国家标准GB14287-2005《电气火灾监控系统》以及相关规范《电气火灾监控系统的设计方法》(暂行规定),则电气火灾监控系统的基本组成应包括:电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器以及测温式电气火灾监控探测器等三个最基本产品种类所组成。其中,剩余电流式电气火灾监控探测器又由监控探测器和剩余电流互感器(分对插式、闭合式两种)所组成。测温式电气火灾监控探测器由监控探测器和测温传感器所组成。该系统定位应是:“服务于常规的供电网络的监控系统”,有了这个定位在设计上的一些困惑就会迎刃而解。我们应该明确一点,其应是一个联成网的整体装置,是一个完整系统。在现代技术高速发展的今天,大、中型建筑物中靠分散设置的单个漏电报警器和传统的漏电开关来监控电气火灾是落后的表现,而且是绝不能胜任的。由于《高层民用建筑设计防火规范》的条文比较简单可操作性差,有的条文有画蛇添足之嫌。规范之后又没有相应的设计、施工验收规范同步出台,造成目前电气火灾监控系统设计、施工验收没有明确条文可依,工程设计人员各自凭自己的认识和理解来执行规范,这样的结果势必会造成设计混乱的局面,会对以后的施工、验收造成不良影响
2、工作原理
其基本原理是,当电气设备中的电流、温度等参数发生异常或突变时,终端探测头(如剩余电流互感器、温度传感器等)利用电磁场感应原理、温度效应的变化对该信息进行采集,并输送到监控探测器里,经放大、A/D 转换、CPU 对变化的幅值进行分析、判断,并与报警设定值进行比较,一旦超出设定值则发出报警信号,同时也输送到监控设备中,再经监控设备进一步识别、判定,当确认可能会发生火灾时,监控主机发出火灾报警信号,点亮报警指示灯,发出报警音响,同时在液晶显示屏上显示火灾报警等信息。值班人员则根据以上显示的信息,迅速到事故现场进行检查处理,并将报警信息发送到集中控制台。
在设计时应先对被控低压配电系统的全部相关图纸资料有一个全面详细的了解,分析研究被控配电电路;同时将建筑物电气的分布,用电设备的分布及一级、二级和末级的配电设备情况了解清楚,确定配电设备(如:配电柜、配电箱和配电盘等等)的具置,把每一个电气火灾探测器分配到相对应的配电设备上。
三、电气火灾监控探测器的安装方式
根据电气火灾监控探测器产品的选型和工程配电系统特点,一般有以下几种设计方式:
1、配电箱或控制箱内部形式的安装设计
一般用于新工程在楼层设有专门楼层配电箱或控制箱。电气火灾监控探测器直接安装在配电箱或控制箱内部适当位置。
2、配电箱或控制箱(柜)外部形式的安装设计
电气火灾监控探测器单独做成一个箱体,将总电源通过电气火灾监控探测器,电源再接入配电箱或控制箱。对于新旧(改造)工程的应用,电气火灾监控探测器只需将电源先引入漏电报警开关装置后再接入配电箱或控制箱。专门安装漏电控制器的防火监控箱设在配电箱或控制箱附近。改造工程建议采用矩型的漏电互感器,可以尽量不触动原来配电箱(柜)的内部导线和器件布置。
3、配电柜成套形式的安装设计
直接在配电箱或控制箱面板上嵌入漏电控制器,只考虑在柜内适当位置固定电流互感器(一般在主空开上端或下端),不改动配电柜内部结构,不需增加单独的漏电控制器安装箱,即美观、又不占空间。应在设计中明确提出要求,在施工图会审完毕,由配电柜成套厂考虑预留面板上嵌装电气火灾探测器的开孔尺寸。
四、电气火灾监控系统安装中应注意以下事项
1、分级保护
为了缩小发生人身电击事故和接地故障切断电源时引起的停电范围,通常在供电线路的不同地点安装三级(或两种)不同容量的剩余电流保护装置,以形成分级保护。根据用电负载及线路情况,一般分两级或三级保护。适用于城镇和农村第一级和第二级保护,其具体安装图在GB13955-2005 中已有明确规定。
2、安装注意事项
(1)系统剩余电流检测
在系统接地型式为TN-C-S 系统中,变压器低压侧出线为PEN线对地是绝缘的。PEN 经接线端子分成N 线与PE 线后,N 线不再接地。这时,电流互感器必须安装在PEN 线分成PE 线、N 线后的PE 线的中间段上。
(2)干线剩余电流检测
对220V 供电系统,电流互感器只要套住二根电源线即可,要求其中的N 线不得再重复接地。对于380V 配电系统,电流互感器必须同时套住L1、L2、L3、N 线,PE 线不得穿过互感器,同时N 线此后不得再接地。在接地型式为TN-C 系统中,必须将其改造为TN-C-S、TN-S 或局部TT 系统后,才可以安装使用报警式剩余电流保护装置。
(3)互感器的安装
电流互感器应安装易于检修的地方,互感器的安装没有方向问题。对插式互感器安装时无需断线、断电,互感器可以直接挂在线上,也可以固定在配电盘上,但安装时应注意安全。
五、电气火灾监控系统的投入使用时应注意以下事项
1、可监测受控点的剩余电流和温度的变化,当达到预警值时,马上通过总线向主机设备报警。
2、为适应我国南北气候条件、施工安装水平和建筑物的新旧程度等综合因素,剩余电流报警值应连续可调。这样才是安装调试方便、适用范围广的优良特性的产品。
3、为保证全系统的正常工作,电气火灾监控系统应具有自动巡检功能。同感烟自动报警系统一样,应不停顿的24 小时对系统内所有受控点的状态进行巡回检测,当有异常时应迅速报警显示异常受控点的地址和信息,提示值班人员或专业技术人员检查系统排除故障,使整个系统恢复正常工作。
4、电气火灾监控系统是服务于常规的供电网路系统的系统,所以该系统的加入不能对原供电系统的供电方式进行改动,供电电路的母线不能随电气火灾监控系统设备接出、接入配电箱柜。
六、结束语
电气火灾监控系统随着建筑设计防火规范的完善和工程应用的不断普及而得到改进,与此同时人们对电气火灾监控系统的应用又在提出新的要求,不断推进着电气火灾监控系统技术应用的发展,希望通过交流共同增进对电气火灾监控系统设计的重视,更加合理的应用电气火灾监控系统预防电气火灾的发生。
参考文献:
[1] GB14287-2005 电气火灾监控系统
[2] GB50016-2006 建筑设计防火规范
[3]GB50045-1995 高层民用建筑设计防火规范