电气工程师论文发表浅谈火灾监控系统设计

　　摘 要：电气火灾监控系统随着社会的迅速发展已逐渐成为建筑消防电气设计中必须考虑的重要部分，与此同时人们对电气火灾监控系统的应用又再提出新的要求，不断推进着电气火灾监控系统技术应用的发展。本文针对电气火灾监控系统的工作特点和剩余电流的发展趋势做了简单介绍，希望通过交流，共同增进对电气火灾监控系统的重视，并且更加合理的应用电气火灾监控系统预防电气火灾的发生。

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　　目前在我国许多旧的大型公共建筑包括古建筑中，由于电缆老化和施工的不规范造成线路和装置的绝缘性能下降，再加上原始设计载荷能力的有限，而用电量却逐年加大，潜伏的火灾隐患逐年增多，严重地威胁着人民生命和财产的安全。据《中国火灾统计年鉴》统计，自1993年到 2002年全国范围内共发生电气火灾203780起，占火灾总数近40%，在所有火灾起因中居首位。电气火灾造成的人身伤亡也是惊人的，仅2000年到2002年，就造成3215人的伤亡。造成了重大的人员伤亡和财产损失。这些触目惊心的数据引起了政府部门的重视，相继制订或修改了有关标准规范，要求在建筑中设置电气火灾监控系统。

　　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,剩余电流式电气火灾监控探测器和测温式电气火灾监控探测器构成，并应具备对电气线路及设备中的剩余电流、温度等电气参数等信息进行采集、分析、判断，同时发出报警信号并存储、打印报警信息等功能，能够准确监控线路中的故障和异常状态，达到预先发现电气火灾隐患的目的，并及时报警和消除这些隐患。

　　2电气火灾监控系统的特点

　　电气火灾监控系统，特点在于漏电监控方面属于先期预报警系统，与传统火灾自动报警系统不同的是，电气火灾监控系统早期报警是为了避免损失，而传统火灾自动报警系统是为了减少损失。所以，这就是说为什么不管是新建或是改建工程项目，尤其是已经安装了火灾自动报警系统的单位，仍需要安装电气火灾监控系统的根本原因。

　　3系统的基本组成及工作原理

　　3.1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。

　　目前，设计、开发、生产电气火灾监控系统产品的厂家，知道的已有十来家，但从获得的实际信息资料来看，该系统最基本产品种类的配置齐全的只有几家。

　　3.2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，并将报警信息发送到集中控制台。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。

　　4电气火灾监控系统EMC试验

　　电磁兼容性(EMC)是指设备或系统在其电磁环境中符合运行要求，并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值;另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。

　　目前，国内的电气火灾监控系统均为电子式产品，在低压配电系统中使用很容易受到配电系统中其他元件或线路的电磁干扰。如果产品没有通过EMC试验，不具有良好的电磁兼容性能，势必会产生一定的误报警或拒报警情况。因此，在考核产品报警的精确度的同时，必须考核产品的电磁兼容性能。

　　5 设计中必须注意分级保护、避免大范围停电的原则

　　为防止电气火灾，GB13955-2005强调采用分级保护时，电源端或分支线路上的电气火灾监控保护装置应与末端的电气火灾监控保护装置的动作特性应当协调配合，实现具有动作选择性的分级保护，避免大面积停电。一般情况下，在电源进线端或分支主回路上，应选用低灵敏度延时型的电气火灾监控保护装置。而在末端，漏电动作电流IΔn≤30mA，额定动作时间Tn<0.1s，主要用于防人身触电保护，与电气火灾报警系统是互补关系。建筑各楼层总进线处可安装一台或若干台电气火灾监控探测器，但应根据正常泄漏电流大小，正确并选择参数适合的电气火灾监控探测器。一般总进线处的电气火灾监控定为200～500mA

　　6剩余电流电气火灾监控系统的应用

　　目前的剩余电流式电气火灾监控系统在使用中存在误报警和漏报警问题，这其中有配电系统中接线错误或装置安装错误的原因，比如中性线(N)与保护线(PE)的错误连接或两线接反等均可能会使监控探测器检测到的剩余电流超过报警值而误报警。这些问题可以通过人工排查、改正接线来解决。另外剩余电流电气火灾监控系统的剩余电流报警阈值只能够人工设定，一般是在现场安装监控系统前，通过泄漏电流表测试出配电回路中的最大剩余电流值，然后按照国标中的相关规定并结合实际经验设定一个合适的值作为报警阈值。在这种设置方式下，报警值一旦设定，在运行过程不会自己改变，除非人为重新设定。而配电系统在正常情况下的剩余电流也是变化的，幅值和方向均会随着各项负荷电流和负荷性质的变化而变化，这固定报警值很可能造成电气火灾监控系统在运行时产生漏报警和误报警。

　　为了解决剩余电流式电气火灾监控系统中存在的这些问题，准确地分析剩余电流随负荷电流变化的规律，李宏文等对某建筑物配电系统的负荷电流和剩余电流进行研究得出，剩余电流和负荷电流之间存在关联性，而且二者的变化又具有明显的周期性，可以通过之前负荷电流与剩余电流之间的关系特点，来预估之后相同负荷电流情况下剩余电流的大小。这种策略可以用来实现异常剩余电流的辨识，如果实际值与估计值的差超过了一定的范围则认为是异常的剩余电流。

　　7剩余电流式电气火灾监控系统的发展趋势

　　鉴于现有固定报警阈值的剩余电流式电气火灾监控系统，在应用中存在各种误报、漏报等问题，在此提出一种新型智能剩余电流式电气火灾监控系统的智能策略。此策略要求具有一定的分析判断和应变能力，充分利用探测器所采集到的负荷电流和剩余电流数据，通过对负荷电流和剩余电流随时间变化上的全方位多方面分析，实时自动调整报警阈值，从而最大可能地减少误报和漏报，实现早期准确预警。

　　新型智能剩余电流式电气火灾监控系统首先要具有随被保护配电线路负荷变化，剩余电流报警阈值亦实时自适应调整的功能，即所谓“实时跟踪”功能。其次，探测器一旦采集到剩余电流信号超过设定报警值，监控系统应该相应有一个适当的延迟观察时间，经过上升速率，过程累积等分析，最终确定是否报警。另外，由于上下班，节假日，季节变化等因素对配电系统中负荷电流和剩余电流均会产生影响，因此应有规律地自动调整探测器的灵敏度。新型智能电气火灾监控系统的研究开发，可望弥补现有固定报警阈值的剩余电流式电气火灾监控系统的不足，大大降低现有剩余电流式电气火灾监控系统的误报和漏报率，使目前电气火灾的防范水平上升到一个新的台阶。

　　8结语

　　能否有效准确地监测和预报火灾关系到人民群众的生命财产安全，所以电气火灾监控系统在安防领域具有举足轻重的作用。随着社会的不断进步和科学技术的飞速发展，在不久的将来，必然会出现许多高智能、高可靠性的和多功能的多元复合探测器，从而可以更加有效的探测各种早期的火灾情况，从而可以大大降低火灾带来的危害。

　　参考文献

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