淺談電氣火災監控系統應用

郝海燕

【摘 要】本文介紹了在電氣設計中，為防止電氣火災而設置電氣火災監控系統及剩余電流傳感器。重點描述了電氣火災監控系統的組成、工作原理及其解決問題的方案及優點，同時描述了該技術在安全用電、建立和諧社會方面的積極作用。

【關鍵詞】引火源；漏電；監控系統；剩余電流；安全；作用

1引言

根據我國現狀，用電量在逐年大幅度增加，隨之而來電氣火災也越來越多。據統計，1993年至2002年電氣火災起數占火災總起數的25.9%，2017年電氣火災占火災總起數的40%，因此將電氣火災危險消除于萌芽狀態就顯得非常必要。另據數據分析，由漏電電流引起的火災占電氣火災總數的10%以上，因此國家有關部門相繼制訂或修改了有關標準規范，要求在建筑中設置電氣火災漏電監控系統。

2電氣引火源

電氣引火源分為過熱型引火源和放電型引火源兩種。

2.1過熱型引火源

過熱型引火源又稱異常高溫部位或危險溫度部位。電氣線路和設備發熱部位產生異常高溫，如果超過有關技術規定的最高允許溫度或溫升，將加速絕緣老化，甚至損壞或者直接引燃周圍的可燃物，從而引起電氣火災。

2.2放電型引火源

放電型引火源即電氣線路和設備產生的故障火花和電弧。通常它可以產生幾千K的高溫，可以直接引燃電氣線路和設備周圍的可燃物，是特別危險的引火源。不過，在實際中放電型引火源相對于過熱型引火源數量要少一些。

3 電氣火災監控系統

3.1電氣火災監控系統

電氣火災監控系統是一個火災發生前期的隱患預警系統；之所以稱為“電氣火災監控”，其目標是建立完整的電氣引火源隱患預警系統。

3.2電氣火災監控系統工作原理

剩余電流檢測原理如圖1所示。圖1中?L1、?L2、?L3 為相電流，IN為中性線電流，?d 為相線L1在A點的對地剩余電流，S為任一封閉面。根據基爾霍夫定律，流人任一封閉面的電流有效值幅值之和等于零，則有

從上式可知，穿過剩余電流檢測元件三相四線制主電路的電流有效值的相量之和等于對地剩余電流，即圖1中的?d。

4電氣火災監控系統的設計

4.1剩余電流傳感器位置的選擇

4.1.1選擇依據：對于電弧接地性短路故障產生的剩余電流額定動作值按規范要求Ied最大不宜高于300mA。

4.1.2剩余電流傳感器設置的位置選擇，按 Id≤ Kc * Ied確定。

其中，Id—監測范圍內配電系統的單相最大自然泄漏值

Kc—剩余電流經濟可靠系數，一般可取Kc=0.4

Ied—剩余電流額定動作值

4.2剩余電流動作方式、動作參數及動作時間

4.2.1剩余電流動作方式

4.2.1.1用于間接性、電弧性接地故障的電氣火災隱患監控一般宜采用動作于報警。在TT接地系統中宜采用動作于脫扣方式。

4.2.1.2用于金屬接地故障電流保護時，采用動作于脫扣方式。

4.2.1.3無論何種動作方式，應保證各級動作時間及動作響應方法與多級斷路器熱脫扣裝置動作保護曲線配合，避免接地故障電流造成越級跳閘。

4.2.2剩余電流動作參數

用于間接性、電弧性接地故障電氣火災隱患監控的剩余電流的額定動作值一般不應大于300mA；電氣裝置周圍的可燃物較多場所動作值宜采用100 mA。

4.2.3剩余電流動作時間

4.2.3.1對于電弧接地性故障保護動作時間最小不宜低于5s；

4.2.3.2用于金屬接地故障電流保護動作時間宜不大于0.1 s -5 s。

4.3 工程實例

以下以某大型印刷車間為例，介紹電氣火災監控系統的設計。

4.4.1建筑概況：該建筑共三層，總建筑面積11200 m2。

4.4.2設備選擇

該建筑的電氣火災隱患分布比較分散，因此電氣火災監控系統選擇集中監控設備和現場處理設備相結合的集散系統。該系統的優點在于可以通過剩余電流檢測元件來獲得每個監控點的剩余電流信號，而對原有配電系統的影響不大。另外，選擇設備時嚴格根據相關規范，選用技術先進、系統可靠、經濟合理的產品。

4.4.2.1剩余電流探測器采用WEFP-T系列剩余電流探測器。功能為：

a）檢測安裝地點的剩余電流。

b）把測得的剩余電流信號傳至WEFP-J。

4.4.2.2現場處理設備采用WEFP-J系列智能型電氣火災監控模塊。功能為：

a）檢測安裝地點的剩余電流。

b）把測得的剩余電流信號傳至WEFP-S。

4.4.2.3集中監控設備采用電氣火災監控系統WEFP-S。功能是完成對WEFP系列各型探測器的最優集中管理。

4.4.3電氣火災監控系統的設計與安裝

4.4.3.1剩余電流探測器與現場處理設備的設計及安裝

安裝在配電箱中。剩余電流探測器WEFP-T安裝于進箱斷路器后，由于每個樓層的層箱距離較遠，此處的現場處理設備接收一路由WEFP-T傳送過來的剩余電流，另外，還可接收電流互感器傳送過來的配電箱的電流信號。

4.4.3.2集中監控設備

電氣火災集中監控設備及系統WEFP-S，依托Windows系統平臺上的電氣火災監控系統管理軟件，可實現對WEFP-S系列各型探測器的最優集中管理。該設備安裝于消防控制室，可以實時顯示每個測控點A、B、C三相電流、電壓值，溫度值，剩余電流值，剩余電流百分數值及分、合閘狀態顯示；也可以進行過流報警、過壓報警、欠壓報警、超溫報警、剩余電流報警等，還可增加其他方式的報警。

5 結束語

電氣火災監控系統一般設置在火災危險性大、人員密集等場所。剩余電流報警裝置的電流限值應根據現場測量線路正常運行時的實際剩余電流值校驗。其值應為實際剩余電流值的2～4倍。

參考文獻：

[1] GB14287.1—2014《電氣火災監控系統》

[2] 《WEFP電氣火災監控系統》

[3] GB13955-2005《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》

[4] GB50116-2014《建筑設計防火規范》（2018年版）

（作者單位：中國輕工業西安設計工程有限責任公司）