简析电气火灾监控系统在公寓中的应用

安科瑞 缪凯伦 陈聪

摘要：公寓做为人员高度密集场所，使用的电器种类繁多，一旦发生电气火灾事故，其严重性和危害性远高于其它场所。文章对电气火灾监控系统在公寓电气火灾预防及报警方面的具体应用进行了详细地介绍。
关键词：公寓；电气线路火灾；电气火灾监控系统
O前言
      公寓是人员高度密集的场所，是休息、学习、生活的重要地方。公寓火灾管理事关人身和财产，其状况关系到正常的生活秩序，关系到社会的稳定。近年来，随着社会的不断发展、科学技术的快速进步、人们生活水平的逐步改善，公寓的用电状况发生了巨大变化，公寓内使用的电器种类繁多，用电负荷剧增，造成电气火灾事故隐患增多，而公寓一旦发生电气火灾事故，其严重性和危害性远高于其它场所。因此通过高科技手段对公寓电气火灾做到早期预警、预报，使电气火灾的预防达到有的放矢，做到防患于未然，具有重大的现实和社会意义。
公寓电气线路火灾的主要形式有：短路火灾、过载火灾、漏电火灾、接触不良火灾、谐波火灾等。
1电气火灾监控系统介绍
1.1系统特点的分析
      电气火灾监控系统是一种新型的以预防为特点的实时监控系统。传统的电气火灾自动报警系统主要是在火灾发生之后发出警告，的减少火灾造成的损失，电气火灾监控系统能够进行早期的预警，避免损失。因此，电气火灾监控系统的特点是作用于电气火灾发生前，探测配电系统的漏电电流、异常温度等相关异常参数，当达到设定限值时发出报警，在电气火灾形成前排除隐患或切断故障电路，可以显著降低发生电气火灾的机率。
1.2电气火灾监控系统的基本组成
      根据国家标准GB14287-2014《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》，电气火灾监控系统中主要包含报警监控主机、剩余电流式电气火灾监控探测器、温度探测器、传感器等。其中，报警监控主机放置在消防监控或值班室内，剩余电流式电气火灾监控探测器和传感器安装在现场配电柜、箱内。剩余电流式电气火灾监控探测器主要是由监控探测器和剩余电流互感器两个部分组成。测温式电气火灾监控探测器主要是由监控探测器和测温传感器两个部分组成。
1.3电气火灾监控系统的工作原理
       电气火灾监控系统是基于监控探测器、运行于计算机的软件/硬件系统，通过对配电回路的漏电电流、过电流、温升等火灾危险参数实施监控和管理，实现对火灾的预防。在系统运行的过程中，其基本的原理是电气设备中电流以及温度等各种参数出现异常的变化时，终端探测器对相关的信息进行搜集然后传输到监控探测器，并且和报警的预设值进行对比，超出预设值就会发出预警限号，同时输送到相应的监控设备中，进一步的进行识别和判断，在确定火灾可能发生时，监控主机会发出相应的报警信号，点亮报警指示灯，发出报警印象，同时在屏幕上对火灾信息进行的显示。当必要时还能联动切除被检测到剩余电流超标或温度异常的配电回路、同时也可以与火灾自动报警系统或配电监控系统等进行数据交换和共享。相关的工作人员能够根据显示的信息及时通知人员进行现场的检查和处理。
1.3.1剩余电流互感器工作原理
      剩余电流是指流过剩余电流动作保护装置主回路电流瞬时值的矢量和。剩余电流互感器是剩余电流式电气火灾监控探测器的基本模块，当回路中的电流矢量和不为零时，互感器的二次侧产生电流信号，对该电流信号进行采集处理后就可得到该回路中的实际剩余电流值，考虑电气线路的不平衡电流，线路和电气设备正常的自然泄漏电流，因此实际电气线路都存在正常的剩余电流，只有当检测的剩余电流达到报警设定值时才报警。
1.3.2测温式电气火灾监控探测器工作原理
      铂电阻温度传感器是利用金属铂在温度变化时自身电阻值也随之改变的特性来测量温度的，适用于各种狭小空间高精度测温领域，可以对现场的温度进行连续测量，能够的防止电线、电缆发热导致的电气火灾。
2电气火灾监控系统在公寓应用中的注意事项
2.1确定公寓低压配电系统的接地型式及电气火灾监控系统的保护分级
      低压配电系统的接地形式有TN-S型、TN-C型、TNC-S型、TT型、IT型。按照相关规范要求，在TN-S系统或局部TN-C-S系统及TT系统等场所对电气火灾监控系统进行安装。
      在对电气火灾监控系统的等级进行确定的过程中，需要结合公寓低电压配电系统以及设备的具体情况进行选择，通常采用的是两级或者叁级保护。两级保护中分为首端和末端两种保护形式，三级保护中分为首端、中端以及末端保护。
     首端保护：通过首端保护能够对低电压配电系统中的进户线路以及主配电设备等进行的保护。由电气火灾监控系统完成。
      中端保护：采取中端保护能够对低电压配电系统中的末端线路以及相关的设备进行保护。通常是利用电气火灾监控系统对漏电的电流以及温度异常进行检测。
      末端保护：通过末端保护能够避免人身触电事故的发生，对火灾的防护进行的补充。在末端保护的过程中，通常使用无延时漏电断路器，不受电气火灾监控系统的监控。
      一般情况下，在公寓对剩余电流式电气火灾监控系统探测器进行设置的过程中，需要坚持下面的原则，在新建公寓中应采用叁级保护，在低压配电室的各馈出回路配置首端保护；楼层配电柜、区域配电柜等处配置中端保护；在终端配电箱处配置末端保护。
2.2分析配电系统图确定监控探测器的安装位置
      供配电系统是电气火灾监控系统主要的监控对象，在对电气火灾监控系统进行设计时，应当立足于供配电系统图。研究分析公寓低压配电系统的相关图纸，可以了解公寓供配电系统的具体供配电方式、回路数、各区域的用电性质和功率、各配电柜内主要断路器的规格型号、电缆或铜排的截面尺寸及载流量等信息。因此，在对监控探测器进行安装的过程中，需要对公寓电气设备的情况进行详细的了解和调查，对配电设备的位置进行确定，根据相应的需求在相应的设备上安装监控探测器，并且对监控探测器的数量进行确定。
2.3电气火灾监控系统的信息检测与传感器安装原则
      在电气火灾监控系统进行信息监测的过程中，主要采取监测漏电电流和检测温度两种方式。
线路漏电电流的检测对于交流单相供电系统，只要两根电源线L、N穿过剩余电流互感器即可，对于交流三相供电系统，L1、L2、L3、N线需同时穿过，此后要求中性线不允许再接地，保护PE线不得穿过剩余电流互感器。
       温度检测是对配电设备有异常发热现象为基本原则进行检测的，在对重要的配电箱、柜内部以及连接部位进行温度监测时，应当采取测温式电气火灾探测器。如果被检测的对象是绝缘体，可以采用接触式措施，将探测器放置在被测对象的表面。在对配电箱柜的内部的温度进行监测时，可以采取靠近发热部件，使用非接触式装置。
2.4固有自然泄漏电流估算及协调配合分级设置报警值
      在对电气火灾监控系统的预警值进行设置的过程中，需要对配电系统中设备的自然漏电电流进行考虑，同时，预警值设置时应当大于自然漏电的电流值。被保护电气线路和设备正常工作时的自然泄漏电流值，能够根据经验计算公式并参照线路和设备常用自然泄漏电流值基本确定下来，并以此数值为依据，初步设计报警电流值。确定实际的报警设定值，还需要具体安装调试时在现场进行数据实测检验。在测试的过程中，如果实际测量的漏电电流值比正常的自然漏电电流大很多，需要进行相应的检查，是够存在不规范化的施工或者设备的质量不合格等情况。
      公寓中应用电气火灾监控系统的过程中，应当重视对报警值进行设置，在剩余电流式电气火灾监控系统的报警值进行设置的过程中，需要对其设置范围进行了解，按照国家相关的标准，报警值应当在设定值的百分之80到百分之100之间，因此，按照相关的要求，总进户电源处的剩余电流报警值应当设置在400到800mA，在分支线路电源馈出线路上剩余电流报警值应当在100到400mA。在电气火灾监控系统探测器报警值设置的过程中，其大小应当小于电气设备自然漏电电流的两倍，大于1000mA。在两级或者多级的监测系统中，报警值具有更多的选择性，上级探测器的报警值应当是下级探测器报警值设定值的1.5倍，并且不能大于1000mA。
3安科瑞电气火灾监控云系统架构和硬件选型
      安科瑞电气推出的电气火灾监控云系统采用自主研发的剩余电流互感器、温度传感器和电气火灾探测器、故障电弧探测器和电气防火限流式保护器，对引发电气火灾的主要因素（导线温度、电流、剩余电流、故障电弧等）进行不间断的数据与统计分析，并将发现的各种隐患信息及时推送给学校管理人员，指导学校实现时间的排查和治理，达到潜在电气火灾隐患，实现“防患于未然"的目的。
      用户可以利用PC、手机、平板电脑等多种终端实现对平台的访问，查询包括系统信息、实时数据、报记录等在内的各种信息，使用方便。利用该系统为用户提供的低成本服务，能有提升企业的消防管理和电气设备水平，防范重大恶性火灾财产损失、尤其是重大恶性人员伤亡责任的发生。
本系统的整体结构如图所示：

3.1硬件配置：
平台服务器：建议按照我方提供配置标准购买，或者客户自己租用阿里云资源。
推荐硬件配置：（如申请阿里云可忽略）

现场硬件配置

方案一：100A以下回路，开口式互感器

方案二：100A以下回路，普通互感器，会增加施工量

方案三：100A以下回路，普通电流互感器，探测器和无线模块分开，可适用多回路

配置针对1个回路，剩余电流互感器根据现场回路电流大小选择。
3.2运行条件:
1） 浏览器运行设备：
台以上版本）。
2） 浏览器端运行环境：
Windows系统下使用、火狐、360（速模式）等浏览器访问。
3.3主要技术指标:
数据上传频率：2分钟
通信方式：RS485、2G/3G/4G
并发访问量：>=10000
历史数据存储：>=3年
4结束语
     总之，电气火灾会带来严重的损失与影响，因此对于电厂而言，在实际开展生产活动的过程中，在实现生产这一目标下，结合电气火灾发生的原因，落实的防范措施。需要分别针对短路、过载、接地以及接触不良等故障来落实相应的防范措施，并借助多重防护手段来规避电气火灾问题的出现。
参考文献：
[1]GB50116-2013.《火灾自动报警系统设计规范》[S]
[2]GB14287.1-2014.电气火灾监控系统第1部分：电气火灾监控设备[S]
[3]GB14287.2-2014.电气火灾监控系统第2部分：剩余电流式电气火灾监控探测器[S]
[4]栾迪.电气火灾监控系统在公寓中的应用.[J].2020.06版.
[5]安科瑞企业微电网设计与应用手册.[J].2020.06版.