浅析电气火灾监控系统及其应用

　　如今在我国的很多破旧的大型的公共建筑当中，因为电缆的老化以及施工过程的不规范导致了线路与装置的绝缘性能逐年下降，同时由于原始的设计荷载能力十分有限，而建筑的用电量却在逐年地加大，潜伏中的火灾安全隐患在逐年递增，严重地威胁到了人民的生命与财产的安全。参考《中国火灾统计年鉴》的数据发现，从1993 年至 2002 年间全国范围内一共发生了电气火灾事故多达203780 起，占到了火灾总数的近 40%，在所有的火灾起因当中居于首位。而电气火灾所引发的人身伤亡数量也是十分惊人的，仅从 2000 年至 2002 年，就已经造成了3215 人员的伤亡。此外，因电气故障而造成的特大性火灾同样是时有发生，比如2005 年时震惊了国内外的这样两起火灾事故--吉林省辽海中心医院的火灾和汕头市华南宾馆的火灾，造成了巨大的人员伤亡及财产损失。所有这些触目惊心的火灾数据已经引起了相关政府部门的高度重视，相继地制订并修改了相关的标准规范，要求在现代建筑当中配备电气火灾监控系统。本文就将以电气火灾监控系统为主要内容，介绍了其基本概念和系统特点，主要阐述了其具体的一些应用，并结合一个工程实例进行了深入的研究分析。

　　2、电气火灾监控系统简介

　　所谓的电气火灾监控系统主要是指: 当被保护的线路当中被探测的参数超过了报警的限值时，就能够发出报警信号和控制信号，并能够指示出报警具体部位的一个系统，它是由电气火灾的监控设备(远程上是监控主机，近地则是监控器)与电气火灾的监控探测器(探测出被保护的线路当中的剩余电流及温度等相关的电气火灾的危险参数)组成的。一个完整的电气火灾的监控系统是由电气火灾的监控器、测温式的电气火灾监控探测仪以及剩余电流式的电气火灾监控探测设备和电气火灾监控的主机构成的。其中，电气火灾的监控主机主要是通过总线的方式或者网络传输的方式和很多台电气火灾的监控设备相连，在电气火灾的监控主机与电气火灾监控设备上集中地显示出各个探测器所传来的监测数据，并能够智能地分析故障数据，能够对故障点实施控制，有效地防止这些故障点所引发的电气和电路火灾。

　　2.1 系统的特点

　　作为电气火灾监控系统，其特点就在于：它在漏电监控方面是属于先期的预报警系统，这和传统的火灾自动化报警系统的不同之处在于，电气火灾的监控系统进行早期报警主要是为了避免不必要的损失，而传统的火灾自动化报警系统则是为了减少相关损失。因此，这也就解释了为什么不论是新建还是改建的工程项目，特别是已经安装好了火灾自动化报警系统的企业单位，仍然需要装备电气火灾的监控系统的根本性原因。

　　2.2 电气火灾监控系统的基本组成和工作原理

　　2.2.1 基本构成

　　依据国家的相关标准，一个完整的电气火灾的监控系统的基本构成应当包括：电气火灾的监控设备、测温式的电气火灾监控监测设备以及剩余电流式的电气火灾监控测试设备这三个最基本的产品种类构成。其中，作为剩余电流式的电气火灾监控监测设备又是由监控探测仪与剩余电流的互感器(分为对插式和闭合式这两种)所构成的。测温式的电气火灾监控监测仪是由监控的探测设备和测温用的传感设备所共同构成的。

　　2.2.2 基本工作原理

　　电气火灾监控系统的基本工作原理如下：当相关的电气设备当中的电流和温度之类的参数发生了异常或者是突变的时候，终端的探测头设备(诸如剩余电流的互感器和温度传感器之类)能够利用电磁场的感应原理和温度效应的变化原理对这一信息实施采集，并且输送到相关的监控探测仪器里，经过放大A/D的转换和系统CPU 对变化的幅度进行分析与判断，并且同报警的设定数值进行一些比较分析，一旦超出了设定的数值就会发出报警的信号，与此同时也输送到相应的监控设备当中，再经过监控设备的进一步识别和判定，当确定可能会引发火灾的时候，其监控主机就会发出火灾的报警信号，并点亮报警警示灯，发出设定的报警音响，并且在液晶的显示屏上面显示出火灾报警相关信息。值班的人员就可以根据以上的显示信号，迅速地到事故的现场进行相关的检查和处理，并且把报警信息及时地发送到集中化控制台。

　　3、电气火灾监控系统的应用

　　3.1 电气火灾监控系统的常见应用

　　电气火灾监控系统的应用范围十分的广泛，而目前应用的比较多的电气火灾监控系统是以剩余电流为主要理论基础的系统，即剩余电流式的电气火灾监控系统。当前，剩余电流式的电气火灾监控系统在其使用的过程当中存在着误报警及漏报警的问题，这当中有配电系统的接线错误以及装置的安装错误等等的原因，例如中性线(N)和保护线(PE)之间的错误连接或者两线之间接反等等的情况都可能会使得监控探测器所检测得到的剩余的电流值超过报警限值而出现误报警的情况。不过，这些问题是可以通过人工的排查、改正其接线来解决的。此外，剩余电流的电气火灾的监控系统中剩余电流的报警阈值都只能够由人工进行设定，一般都是在其现场固定安装监控系统之前，通过一种泄漏的电流表来测试出配电的回路当中最大的剩余电流数值，再依照国际标准中的一些相关的规定并且结合实际的经验来设定一个较为合适的数值作为其报警的阈值。 在这样的设置方式之下，报警数值一旦被设定 ，在其运行的过程当中不会自己变更，除非人为地重新再设定。而其配电系统在一般的正常情况之下的剩余电流值也是在不断变化中的，其幅值与方向均都会伴随着各项的负荷电流与负荷性质的相关变化而发生变化，这一固定的报警值则很有可能会造成电气火灾的监控系统在其运行过程中发生漏报警及误报警。

　　为了解决这样的剩余电流式的电气火灾监控探测系统当中存在的关键问题，并准确地分析出剩余电流随着负荷电流的变化而变化的规律，李宏文等人对某一建筑物的配电系统中的负荷电流与剩余电流值进行研究后得出，剩余的电流与负荷电流值之间是存在着关联性的， 并且两者之间的变化还具备其明显的周期性作用，就能够通过之前的负荷电流和剩余电流值之间的相关关系特点来估计之后在同样的负荷电流状况之下剩余的电流大小。这一策略能够用于实现一些异常的剩余电流的差异辨识，假如实际值和估计值之间的差值超过了某一个范围，则被认为是一种异常的剩余式电流。

　　同时，一个电气火灾的监控系统在其应用之前必须通过EMC 试验。电气火灾的监控系统中试验性电磁兼容性(即EMC)主要是指设备以及系统在其电磁的环境当中符合相关运行要求，并且能够不对所处环境中的任何其他设备产生出无法容忍的电磁性干扰的能力。所以，EMC主要包括以下两个方面的基本要求：一个方面是指监控设备在其正常的运行过程当中对所处环境产生出的电磁干扰一定不能超过某一限值;另一方面则是指相关器具对其所处环境当中所存在的电磁性干扰要具备一定程度上的抗扰性，也就是电磁敏感性。当前，国内的主要电气火灾的监控系统都是电子式的产品，在低压的配电系统当中使用时很容易就会受到配电系统当中其他的元件或者线路的各种电磁性干扰。假如产品并没有通过一定的EMC 试验，不具备较好的电磁的兼容性能，一定会产生出某些误报警或者是拒报警的情况。所以，在考核一个监控产品的报警精确度的时候，还必须要考核该产品电磁的兼容性能。

　　3.2 电气火灾监控系统项目实例分析

　　某一中心大厦决定采用某一电子有限公司的漏电性电气火灾监控报警系统，需要对其 104 个点位进行共同的监测，其中在地下的一层共有 13个漏电的探测点，其余每个楼层有总共是 91 个漏电的探测点，通过点对点的方式配置其漏电的电气火灾报警系统。这一漏电火灾监控报警系统的大致监控的范围为：主楼的地下四层直到机架层的动力和照明配电箱的内部漏电电流与环境温度的联网监测及故障报警;对建筑前端的漏电探测设备的工作情况及采集的数据进行巡检，并且提供声光类报警，必要的时候可以提供从远程切断其漏电点的工作的电源操作。

　　这一系统性的功能监控软件可以实现以下的功能：该电气火灾的监控系统能够根据用户的具体要求设置相应的人员管理权限。其用户能够根据其访问的级别来实现对整个系统的具体管理与操作。管理人员能够对漏电类电流的报警数量阀值、 温度的报警阀值进行实时的设置，能够添加及删除监控的各个节点，添加或删除操作用户，查询并打印相关的报警记录、历史性操作记录和状态的变更记录等，能够设置其选择性的区域化保护功能;同时，该电气火灾报警监控系统还具备着黑匣子的功能，能够完成系统整体的操作记录，历史性漏电记录应当保存至一年以上。依据具体的需要对监控的测点所采集到的实时的动态数据实现保存和复制;该电气火灾监控报警系统还必须对设备的整个通讯状态、主备电的工作状态以及智能化电气火灾的探测设备的在线或者故障状态进行相应的声光的报警指示;整个监控系统还需配置一个后备的电源进行供电，系统应当能够自动地实现主及备电的供电电源之间的切换。当城市整体用电故障的时候备用电源就能够维持其持续的供电;电气火灾监控报警系统具备多种可调的监控模式(比如回路状态的监控模式，位图回路的监控模式，实时数据回路的监控模式等)。电气火灾的监控报警系统从技术的角度上来说，是非常有必要进行设置的一个系统。然而我国现今安装和使用这样一种技术的场合和范围还是相对较少的，尤其是国家的建设消防类技术标准规范当中所规定的一些安装场所，也都几乎没有进行安装，导致了大量的安全隐患和火灾事故。

　　4、结论

　　电气火灾的监控报警系统的重要性正在得到越来越多的研究人员的注意，其设置与应用的必要性及紧迫性是显而易见、不容置疑的，在应用过程中应当注意结合具体的实地状况在设计与设置中更好地落到实处，有效地避免火灾的发生，减少不必要的财产损失与人员伤亡。