浅谈电气火灾监控系统应用

郝海燕

【摘 要】本文介绍了在电气设计中，为防止电气火灾而设置电气火灾监控系统及剩余电流传感器。重点描述了电气火灾监控系统的组成、工作原理及其解决问题的方案及优点，同时描述了该技术在安全用电、建立和谐社会方面的积极作用。

【关键词】引火源；漏电；监控系统；剩余电流；安全；作用

1引言

根据我国现状，用电量在逐年大幅度增加，随之而来电气火灾也越来越多。据统计，1993年至2002年电气火灾起数占火灾总起数的25.9%，2017年电气火灾占火灾总起数的40%，因此将电气火灾危险消除于萌芽状态就显得非常必要。另据数据分析，由漏电电流引起的火灾占电气火灾总数的10%以上，因此国家有关部门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漏电监控系统。

2电气引火源

电气引火源分为过热型引火源和放电型引火源两种。

2.1过热型引火源

过热型引火源又称异常高温部位或危险温度部位。电气线路和设备发热部位产生异常高温，如果超过有关技术规定的最高允许温度或温升，将加速绝缘老化，甚至损坏或者直接引燃周围的可燃物，从而引起电气火灾。

2.2放电型引火源

放电型引火源即电气线路和设备产生的故障火花和电弧。通常它可以产生几千K的高温，可以直接引燃电气线路和设备周围的可燃物，是特别危险的引火源。不过，在实际中放电型引火源相对于过热型引火源数量要少一些。

3 电气火灾监控系统

3.1电气火灾监控系统

电气火灾监控系统是一个火灾发生前期的隐患预警系统；之所以称为“电气火灾监控”，其目标是建立完整的电气引火源隐患预警系统。

3.2电气火灾监控系统工作原理

剩余电流检测原理如图1所示。图1中?L1、?L2、?L3 为相电流，IN为中性线电流，?d 为相线L1在A点的对地剩余电流，S为任一封闭面。根据基尔霍夫定律，流人任一封闭面的电流有效值幅值之和等于零，则有

从上式可知，穿过剩余电流检测元件三相四线制主电路的电流有效值的相量之和等于对地剩余电流，即图1中的?d。

4电气火灾监控系统的设计

4.1剩余电流传感器位置的选择

4.1.1选择依据：对于电弧接地性短路故障产生的剩余电流额定动作值按规范要求Ied最大不宜高于300mA。

4.1.2剩余电流传感器设置的位置选择，按 Id≤ Kc * Ied确定。

其中，Id—监测范围内配电系统的单相最大自然泄漏值

Kc—剩余电流经济可靠系数，一般可取Kc=0.4

Ied—剩余电流额定动作值

4.2剩余电流动作方式、动作参数及动作时间

4.2.1剩余电流动作方式

4.2.1.1用于间接性、电弧性接地故障的电气火灾隐患监控一般宜采用动作于报警。在TT接地系统中宜采用动作于脱扣方式。

4.2.1.2用于金属接地故障电流保护时，采用动作于脱扣方式。

4.2.1.3无论何种动作方式，应保证各级动作时间及动作响应方法与多级断路器热脱扣装置动作保护曲线配合，避免接地故障电流造成越级跳闸。

4.2.2剩余电流动作参数

用于间接性、电弧性接地故障电气火灾隐患监控的剩余电流的额定动作值一般不应大于300mA；电气装置周围的可燃物较多场所动作值宜采用100 mA。

4.2.3剩余電流动作时间

4.2.3.1对于电弧接地性故障保护动作时间最小不宜低于5s；

4.2.3.2用于金属接地故障电流保护动作时间宜不大于0.1 s -5 s。

4.3 工程实例

以下以某大型印刷车间为例，介绍电气火灾监控系统的设计。

4.4.1建筑概况：该建筑共三层，总建筑面积11200 m2。

4.4.2设备选择

该建筑的电气火灾隐患分布比较分散，因此电气火灾监控系统选择集中监控设备和现场处理设备相结合的集散系统。该系统的优点在于可以通过剩余电流检测元件来获得每个监控点的剩余电流信号，而对原有配电系统的影响不大。另外，选择设备时严格根据相关规范，选用技术先进、系统可靠、经济合理的产品。

4.4.2.1剩余电流探测器采用WEFP-T系列剩余电流探测器。功能为：

a）检测安装地点的剩余电流。

b）把测得的剩余电流信号传至WEFP-J。

4.4.2.2现场处理设备采用WEFP-J系列智能型电气火灾监控模块。功能为：

a）检测安装地点的剩余电流。

b）把测得的剩余电流信号传至WEFP-S。

4.4.2.3集中监控设备采用电气火灾监控系统WEFP-S。功能是完成对WEFP系列各型探测器的最优集中管理。

4.4.3电气火灾监控系统的设计与安装

4.4.3.1剩余电流探测器与现场处理设备的设计及安装

安装在配电箱中。剩余电流探测器WEFP-T安装于进箱断路器后，由于每个楼层的层箱距离较远，此处的现场处理设备接收一路由WEFP-T传送过来的剩余电流，另外，还可接收电流互感器传送过来的配电箱的电流信号。

4.4.3.2集中监控设备

电气火灾集中监控设备及系统WEFP-S，依托Windows系统平台上的电气火灾监控系统管理软件，可实现对WEFP-S系列各型探测器的最优集中管理。该设备安装于消防控制室，可以实时显示每个测控点A、B、C三相电流、电压值，温度值，剩余电流值，剩余电流百分数值及分、合闸状态显示；也可以进行过流报警、过压报警、欠压报警、超温报警、剩余电流报警等，还可增加其他方式的报警。

5 结束语

电气火灾监控系统一般设置在火灾危险性大、人员密集等场所。剩余电流报警装置的电流限值应根据现场测量线路正常运行时的实际剩余电流值校验。其值应为实际剩余电流值的2～4倍。

参考文献：

[1] GB14287.1—2014《电气火灾监控系统》

[2] 《WEFP电气火灾监控系统》

[3] GB13955-2005《剩余电流动作保护装置的安装和运行》

[4] GB50116-2014《建筑设计防火规范》（2018年版）

（作者单位：中国轻工业西安设计工程有限责任公司）