電氣工程師論文發表淺談火災監控系統設計

　　摘 要：電氣火災監控系統隨著社會的迅速發展已逐漸成為建筑消防電氣設計中必須考慮的重要部分，與此同時人們對電氣火災監控系統的應用又再提出新的要求，不斷推進著電氣火災監控系統技術應用的發展。本文針對電氣火災監控系統的工作特點和剩余電流的發展趨勢做了簡單介紹，希望通過交流，共同增進對電氣火災監控系統的重視，并且更加合理的應用電氣火災監控系統預防電氣火災的發生。

　　關鍵詞：職稱論文網,組成及原理,實驗,應用,趨勢

　　目前在我國許多舊的大型公共建筑包括古建筑中，由于電纜老化和施工的不規范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的有限，而用電量卻逐年加大，潛伏的火災隱患逐年增多，嚴重地威脅著人民生命和財產的安全。據《中國火災統計年鑒》統計，自1993年到 2002年全國范圍內共發生電氣火災203780起，占火災總數近40%，在所有火災起因中居首位。電氣火災造成的人身傷亡也是驚人的，僅2000年到2002年，就造成3215人的傷亡。造成了重大的人員傷亡和財產損失。這些觸目驚心的數據引起了政府部門的重視，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監控系統。

　　1電氣火災監控系統概述

　　電氣火災監控系統應由電氣火災監控設備,剩余電流式電氣火災監控探測器和測溫式電氣火災監控探測器構成，并應具備對電氣線路及設備中的剩余電流、溫度等電氣參數等信息進行采集、分析、判斷，同時發出報警信號并存儲、打印報警信息等功能，能夠準確監控線路中的故障和異常狀態，達到預先發現電氣火災隱患的目的，并及時報警和消除這些隱患。

　　2電氣火災監控系統的特點

　　電氣火災監控系統，特點在于漏電監控方面屬于先期預報警系統，與傳統火災自動報警系統不同的是，電氣火災監控系統早期報警是為了避免損失，而傳統火災自動報警系統是為了減少損失。所以，這就是說為什么不管是新建或是改建工程項目，尤其是已經安裝了火災自動報警系統的單位，仍需要安裝電氣火災監控系統的根本原因。

　　3系統的基本組成及工作原理

　　3.1基本組成

　　根據國家標準GB14287-2005《電氣火災監控系統》以及相關規范《電氣火災監控系統的設計方法》(暫行規定)，則電氣火災監控系統的基本組成應包括：電氣火災監控設備、剩余電流式電氣火災監控探測器以及測溫式電氣火災監控探測器等三個最基本產品種類所組成。其中，剩余電流式電氣火災監控探測器又由監控探測器和剩余電流互感器(分對插式、閉合式兩種)所組成。測溫式電氣火災監控探測器由監控探測器和測溫傳感器所組成。

　　目前，設計、開發、生產電氣火災監控系統產品的廠家，知道的已有十來家，但從獲得的實際信息資料來看，該系統最基本產品種類的配置齊全的只有幾家。

　　3.2工作原理

　　其基本原理是，當電氣設備中的電流、溫度等參數發生異常或突變時，終端探測頭(如剩余電流互感器、溫度傳感器等)利用電磁場感應原理、溫度效應的變化對該信息進行采集，并輸送到監控探測器里，經放大、A/D轉換、CPU對變化的幅值進行分析、判斷，并與報警設定值進行比較，一旦超出設定值則發出報警信號，同時也輸送到監控設備中，再經監控設備進一步識別、判定，當確認可能會發生火災時，監控主機發出火災報警信號，點亮報警指示燈，發出報警音響，同時在液晶顯示屏上顯示火災報警等信息，并將報警信息發送到集中控制臺。值班人員則根據以上顯示的信息，迅速到事故現場進行檢查處理。

　　4電氣火災監控系統EMC試驗

　　電磁兼容性(EMC)是指設備或系統在其電磁環境中符合運行要求，并不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個方面的要求：一方面是指設備在正常運行過程中對所在環境產生的電磁干擾不能超過一定的限值;另一方面是指器具對所在環境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。

　　目前，國內的電氣火災監控系統均為電子式產品，在低壓配電系統中使用很容易受到配電系統中其他元件或線路的電磁干擾。如果產品沒有通過EMC試驗，不具有良好的電磁兼容性能，勢必會產生一定的誤報警或拒報警情況。因此，在考核產品報警的精確度的同時，必須考核產品的電磁兼容性能。

　　5 設計中必須注意分級保護、避免大范圍停電的原則

　　為防止電氣火災，GB13955-2005強調采用分級保護時，電源端或分支線路上的電氣火災監控保護裝置應與末端的電氣火災監控保護裝置的動作特性應當協調配合，實現具有動作選擇性的分級保護，避免大面積停電。一般情況下，在電源進線端或分支主回路上，應選用低靈敏度延時型的電氣火災監控保護裝置。而在末端，漏電動作電流IΔn≤30mA，額定動作時間Tn<0.1s，主要用于防人身觸電保護，與電氣火災報警系統是互補關系。建筑各樓層總進線處可安裝一臺或若干臺電氣火災監控探測器，但應根據正常泄漏電流大小，正確并選擇參數適合的電氣火災監控探測器。一般總進線處的電氣火災監控定為200～500mA

　　6剩余電流電氣火災監控系統的應用

　　目前的剩余電流式電氣火災監控系統在使用中存在誤報警和漏報警問題，這其中有配電系統中接線錯誤或裝置安裝錯誤的原因，比如中性線(N)與保護線(PE)的錯誤連接或兩線接反等均可能會使監控探測器檢測到的剩余電流超過報警值而誤報警。這些問題可以通過人工排查、改正接線來解決。另外剩余電流電氣火災監控系統的剩余電流報警閾值只能夠人工設定，一般是在現場安裝監控系統前，通過泄漏電流表測試出配電回路中的最大剩余電流值，然后按照國標中的相關規定并結合實際經驗設定一個合適的值作為報警閾值。在這種設置方式下，報警值一旦設定，在運行過程不會自己改變，除非人為重新設定。而配電系統在正常情況下的剩余電流也是變化的，幅值和方向均會隨著各項負荷電流和負荷性質的變化而變化，這固定報警值很可能造成電氣火災監控系統在運行時產生漏報警和誤報警。

　　為了解決剩余電流式電氣火災監控系統中存在的這些問題，準確地分析剩余電流隨負荷電流變化的規律，李宏文等對某建筑物配電系統的負荷電流和剩余電流進行研究得出，剩余電流和負荷電流之間存在關聯性，而且二者的變化又具有明顯的周期性，可以通過之前負荷電流與剩余電流之間的關系特點，來預估之后相同負荷電流情況下剩余電流的大小。這種策略可以用來實現異常剩余電流的辨識，如果實際值與估計值的差超過了一定的范圍則認為是異常的剩余電流。

　　7剩余電流式電氣火災監控系統的發展趨勢

　　鑒于現有固定報警閾值的剩余電流式電氣火災監控系統，在應用中存在各種誤報、漏報等問題，在此提出一種新型智能剩余電流式電氣火災監控系統的智能策略。此策略要求具有一定的分析判斷和應變能力，充分利用探測器所采集到的負荷電流和剩余電流數據，通過對負荷電流和剩余電流隨時間變化上的全方位多方面分析，實時自動調整報警閾值，從而最大可能地減少誤報和漏報，實現早期準確預警。

　　新型智能剩余電流式電氣火災監控系統首先要具有隨被保護配電線路負荷變化，剩余電流報警閾值亦實時自適應調整的功能，即所謂“實時跟蹤”功能。其次，探測器一旦采集到剩余電流信號超過設定報警值，監控系統應該相應有一個適當的延遲觀察時間，經過上升速率，過程累積等分析，最終確定是否報警。另外，由于上下班，節假日，季節變化等因素對配電系統中負荷電流和剩余電流均會產生影響，因此應有規律地自動調整探測器的靈敏度。新型智能電氣火災監控系統的研究開發，可望彌補現有固定報警閾值的剩余電流式電氣火災監控系統的不足，大大降低現有剩余電流式電氣火災監控系統的誤報和漏報率，使目前電氣火災的防范水平上升到一個新的臺階。

　　8結語

　　能否有效準確地監測和預報火災關系到人民群眾的生命財產安全，所以電氣火災監控系統在安防領域具有舉足輕重的作用。隨著社會的不斷進步和科學技術的飛速發展，在不久的將來，必然會出現許多高智能、高可靠性的和多功能的多元復合探測器，從而可以更加有效的探測各種早期的火災情況，從而可以大大降低火災帶來的危害。

　　參考文獻

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