电气火灾监控系统原理及应用研究

喻晓

摘要：随着社会和经济的不断发展，用电设备数量持续增加，负荷不断上升，电气安全事故一直居高不下。据统计，我国因电气原因导致的火灾占火灾总数的比例一直在30%左右，是所有火灾类型中的首位。为从根本上预防和减少电气火灾，推广和应用电气火灾监控系统显得尤为重要。在科技日新月异的背景下，具备在线监测和预警技术等主动防控技术的电气火灾智能化监控技术将成为未来的主流。

关键词：电气火灾;监控系统;智能化;应用

一、电气火灾监控必要性分析

电气火灾是一种常见的火灾类型，据原公安部消防局《中国火灾统计年鉴》数据统计，1993年至2002年这十年间发生电气火灾合计203780起，占火灾总数的25%。而2007年电气火灾数量上升至45703起，为1993年至2002十年间平均数量的2倍多，占火灾总数比例是30%左右。2018年1-8月，全国发生火灾16.6万起，因电气引发的火灾占34%。特别需要注意的是，重特大火灾中电气火灾的占比更高，造成的损失无法估量。电气火灾发生原因众多，例如绝缘体老化、接地故障、电源短路等，都有隐患会导致电气火灾的出现。现在使用的各类传统开关，则根本不能有效杜绝电气火灾的发生。反观电气火灾监控系统，日本自八十年代末期强制推行电气火灾监控技术，其电气火灾占火灾总数的比例由原来的30%突破性下降到2%。因此，结合我国发生火灾的趋势和引起事故的原因，电气火灾监控系统的实行具有其迫切性和必要性。

二、电气火灾监控系统原理

1. 电气火灾监控系统的构成及功能

电气火灾监控系统主要分为三大部分，分别为监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测设备以及测温式电气火灾探测器。电气火灾监控系统通常装设在电气控制室当中，而监控探测器、传感器、互感器等则装设在配电箱的馈出回路当中。当前电气火灾监控系统种类繁多，功能多种多样，但是总的来说电气火灾监控系统都具有以下基本功能：一是保护功能。主要用于保护漏电电流、短路保护、过电流短延时等特征;二是监控功能。实时监控并显示电气设备故障发生处或指定处的漏电流与过电流情况，监控相关参数与被监测设备;三是通讯自检。现场总线通讯技术下实现快速自检，持续对全部监控探测设备布线与数据集中控制设备进行故障排查;四是实时监控关键位置的温度。

2. 电气火灾监控系统的原理

电气火灾监控系统属于漏电监控方面的预报警系统，主要由一台主控机（SDFK）和若干个剩余电流式火灾报警装置（SDFA）、总线隔离器经双总线连接而成。一旦电气设备中的温度、电流等参数发生异常或者突变，终端探测头（如温度传感器、剩余电流互感器等）即利用温度效应的变化、电磁场感应原理对信息进行采集，同时输送至监控探测器，经放大、A/D转换和CPU对变化幅值进行分析与判断，与报警设定值进行比较后，超出设定值立即发出报警信号，并输送至监控设备，再由监控设备作进一步识别与判定，一旦确认可能会发生火灾，监控主机就会发出火灾报警信号，同时点亮报警指示灯和发出报警音响，并在液晶显示屏中显示火灾报警等一系列信息。值班人员则可以根据以上显示的信息，快速到达事故现场进行检查和处理，同时将报警信息发送到集中控制台。值得注意的是电气火灾监控系统与传统火灾自动报警系统不同，前者是为了避免损失，而后者是为了减少损失。

三、电气火灾监控系统的应用与发展

1. 电气火灾监控系统的应用。电气火灾监控系统需要针对建筑物的性质来进行调试，根据电气火灾的危险性进行设置，同时全面分析建筑电气线路敷设的情况以及用电设备的具体使用状态来明确电气火灾监控探测器的装设形式以及装设位置。一是剩余电流式电气火灾监控探测器需要装设在低压系统首端或第一级配电箱的出线处。如供电线路的泄露电流超出500mA的时候则可以装设在下一级配电箱中，以充分保证探测器报警值处于300-500mA的范围中。二是测温式电气火灾监控探测器应该装设在电缆接头、端子等容易高温发热的位置。其保护对象为低于1000V的配电线路，安装方式需要选择接触式安装。如为1000V以上配电线路则需要使用光栅光纤电气火灾监控探测器，测温式电气火灾监控探测设备可以直接装设在配电箱中不需要拆动线路的合适位置。三是安装位置，在有消防控制室的情况下电气火灾监控设备需要安装在消防控制室中，在没有装设消防控制室的情况下电气火灾监控设备需要裝设在有人值班的区域。

2. 电气火灾监控系统的发展

现在普遍使用的剩余电流报警阀值只能依靠人工进行设定，设定固定的报警阀值可能会造成在实际运行中的误报警或漏报警。而智能型的电气火灾监控系统却具备随被保护配电设备的负荷变化，其剩余电流报警阀值亦进行实时自适应的调整功能，即“实时跟踪”功能。笔者认为，智能化是未来火灾监控技术发展的方向，要真正实现对电气火灾的有效监控和预防，必须在智能化化技术上有实质性的突破，并加大电气火灾智能监控系统的推广和应用。电气火灾智能化监控系统的发展的关键在于构建以下几个系统：

一是系统功能一体化系统。在高低压电气网络的基础上，可以实现点/线式状态探测，达到对电缆、高低压电气设备、分布式温度、漏电电流以及配电网络接点等电气安全状态参数进行全方位监测的目的。不仅仅可以应用在民用建筑的电气火灾综合防控，还可以应用于工业场所电气火灾防控;二是安全可视化系统。主要包括故障报警可视化、故障定位可视化、故障分析可视化以及状态监控可视化，基于传统文字监测及声光报警技术，实现直观图形监控和多媒体报警，使得电气火灾隐患监控一目了然;三是数字网络化系统。根据全数字化的组成单元，运用总线连接手段，构建一个功能一体化分布式的网络系统，不仅可以起到硬件间的网络连接作用，还可以实现软件功能组件之间的分布配合;四是智能信息化系统。包括组成单元的智能化化和功能的智能化，并且实现对外提供网络接、达到信息的远程发布及监测的目的。

四、结束语

能否有效监控及预测电气火灾直接影响到企业生产以及人民群众的生命生产安全，因此安装电气火灾监控系统是社会稳定发展不可缺失的安全防范措施。随着社会的发展，科技的革新，未来电气火灾监控系统必然更加智能、高效、可靠，以便能够准确、高效的探测各种早期火灾隐患，最大限度减少火灾造成的损失。

参考文献

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