電氣工程師論文發(fā)表淺談火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　摘 要：電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)隨著社會(huì)的迅速發(fā)展已逐漸成為建筑消防電氣設(shè)計(jì)中必須考慮的重要部分，與此同時(shí)人們對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用又再提出新的要求，不斷推進(jìn)著電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展。本文針對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的工作特點(diǎn)和剩余電流的發(fā)展趨勢(shì)做了簡單介紹，希望通過交流，共同增進(jìn)對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的重視，并且更加合理的應(yīng)用電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。

　　關(guān)鍵詞：職稱論文網(wǎng),組成及原理,實(shí)驗(yàn),應(yīng)用,趨勢(shì)

　　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(guī)范造成線路和裝置的絕緣性能下降，再加上原始設(shè)計(jì)載荷能力的有限，而用電量卻逐年加大，潛伏的火災(zāi)隱患逐年增多，嚴(yán)重地威脅著人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全。據(jù)《中國火災(zāi)統(tǒng)計(jì)年鑒》統(tǒng)計(jì)，自1993年到 2002年全國范圍內(nèi)共發(fā)生電氣火災(zāi)203780起，占火災(zāi)總數(shù)近40%，在所有火災(zāi)起因中居首位。電氣火災(zāi)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(cái)產(chǎn)損失。這些觸目驚心的數(shù)據(jù)引起了政府部門的重視，相繼制訂或修改了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，要求在建筑中設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

　　1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)概述

　　電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)由電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備,剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器和測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器構(gòu)成，并應(yīng)具備對(duì)電氣線路及設(shè)備中的剩余電流、溫度等電氣參數(shù)等信息進(jìn)行采集、分析、判斷，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)并存儲(chǔ)、打印報(bào)警信息等功能，能夠準(zhǔn)確監(jiān)控線路中的故障和異常狀態(tài)，達(dá)到預(yù)先發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)隱患的目的，并及時(shí)報(bào)警和消除這些隱患。

　　2電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)

　　電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，特點(diǎn)在于漏電監(jiān)控方面屬于先期預(yù)報(bào)警系統(tǒng)，與傳統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)不同的是，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)早期報(bào)警是為了避免損失，而傳統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)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(xiàng)目，尤其是已經(jīng)安裝了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的單位，仍需要安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的根本原因。

　　3系統(tǒng)的基本組成及工作原理

　　3.1基本組成

　　根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB14287-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》以及相關(guān)規(guī)范《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法》(暫行規(guī)定)，則電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成應(yīng)包括：電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器以及測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器等三個(gè)最基本產(chǎn)品種類所組成。其中，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器又由監(jiān)控探測(cè)器和剩余電流互感器(分對(duì)插式、閉合式兩種)所組成。測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器由監(jiān)控探測(cè)器和測(cè)溫傳感器所組成。

　　目前，設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品的廠家，知道的已有十來家，但從獲得的實(shí)際信息資料來看，該系統(tǒng)最基本產(chǎn)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(dāng)電氣設(shè)備中的電流、溫度等參數(shù)發(fā)生異常或突變時(shí)，終端探測(cè)頭(如剩余電流互感器、溫度傳感器等)利用電磁場(chǎng)感應(yīng)原理、溫度效應(yīng)的變化對(duì)該信息進(jìn)行采集，并輸送到監(jiān)控探測(cè)器里，經(jīng)放大、A/D轉(zhuǎn)換、CPU對(duì)變化的幅值進(jìn)行分析、判斷，并與報(bào)警設(shè)定值進(jìn)行比較，一旦超出設(shè)定值則發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)也輸送到監(jiān)控設(shè)備中，再經(jīng)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)一步識(shí)別、判定，當(dāng)確認(rèn)可能會(huì)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，監(jiān)控主機(jī)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，點(diǎn)亮報(bào)警指示燈，發(fā)出報(bào)警音響，同時(shí)在液晶顯示屏上顯示火災(zāi)報(bào)警等信息，并將報(bào)警信息發(fā)送到集中控制臺(tái)。值班人員則根據(jù)以上顯示的信息，迅速到事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查處理。

　　4電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)EMC試驗(yàn)

　　電磁兼容性(EMC)是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合運(yùn)行要求，并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個(gè)方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值;另一方面是指器具對(duì)所在環(huán)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(nèi)的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)均為電子式產(chǎn)品，在低壓配電系統(tǒng)中使用很容易受到配電系統(tǒng)中其他元件或線路的電磁干擾。如果產(chǎn)品沒有通過EMC試驗(yàn)，不具有良好的電磁兼容性能，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生一定的誤報(bào)警或拒報(bào)警情況。因此，在考核產(chǎn)品報(bào)警的精確度的同時(shí)，必須考核產(chǎn)品的電磁兼容性能。

　　5 設(shè)計(jì)中必須注意分級(jí)保護(hù)、避免大范圍停電的原則

　　為防止電氣火災(zāi)，GB13955-2005強(qiáng)調(diào)采用分級(jí)保護(hù)時(shí)，電源端或分支線路上的電氣火災(zāi)監(jiān)控保護(hù)裝置應(yīng)與末端的電氣火災(zāi)監(jiān)控保護(hù)裝置的動(dòng)作特性應(yīng)當(dāng)協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)具有動(dòng)作選擇性的分級(jí)保護(hù)，避免大面積停電。一般情況下，在電源進(jìn)線端或分支主回路上，應(yīng)選用低靈敏度延時(shí)型的電氣火災(zāi)監(jiān)控保護(hù)裝置。而在末端，漏電動(dòng)作電流IΔn≤30mA，額定動(dòng)作時(shí)間Tn<0.1s，主要用于防人身觸電保護(hù)，與電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是互補(bǔ)關(guān)系。建筑各樓層總進(jìn)線處可安裝一臺(tái)或若干臺(tái)電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，但應(yīng)根據(jù)正常泄漏電流大小，正確并選擇參數(shù)適合的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。一般總進(jìn)線處的電氣火災(zāi)監(jiān)控定為200～500mA

　　6剩余電流電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

　　目前的剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在使用中存在誤報(bào)警和漏報(bào)警問題，這其中有配電系統(tǒng)中接線錯(cuò)誤或裝置安裝錯(cuò)誤的原因，比如中性線(N)與保護(hù)線(PE)的錯(cuò)誤連接或兩線接反等均可能會(huì)使監(jiān)控探測(cè)器檢測(cè)到的剩余電流超過報(bào)警值而誤報(bào)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(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的剩余電流報(bào)警閾值只能夠人工設(shè)定，一般是在現(xiàn)場(chǎng)安裝監(jiān)控系統(tǒng)前，通過泄漏電流表測(cè)試出配電回路中的最大剩余電流值，然后按照國標(biāo)中的相關(guān)規(guī)定并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)設(shè)定一個(gè)合適的值作為報(bào)警閾值。在這種設(shè)置方式下，報(bào)警值一旦設(shè)定，在運(yùn)行過程不會(huì)自己改變，除非人為重新設(shè)定。而配電系統(tǒng)在正常情況下的剩余電流也是變化的，幅值和方向均會(huì)隨著各項(xiàng)負(fù)荷電流和負(fù)荷性質(zhì)的變化而變化，這固定報(bào)警值很可能造成電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生漏報(bào)警和誤報(bào)警。

　　為了解決剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中存在的這些問題，準(zhǔn)確地分析剩余電流隨負(fù)荷電流變化的規(guī)律，李宏文等對(duì)某建筑物配電系統(tǒng)的負(fù)荷電流和剩余電流進(jìn)行研究得出，剩余電流和負(fù)荷電流之間存在關(guān)聯(lián)性，而且二者的變化又具有明顯的周期性，可以通過之前負(fù)荷電流與剩余電流之間的關(guān)系特點(diǎn)，來預(yù)估之后相同負(fù)荷電流情況下剩余電流的大小。這種策略可以用來實(shí)現(xiàn)異常剩余電流的辨識(shí)，如果實(shí)際值與估計(jì)值的差超過了一定的范圍則認(rèn)為是異常的剩余電流。

　　7剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

　　鑒于現(xiàn)有固定報(bào)警閾值的剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，在應(yīng)用中存在各種誤報(bào)、漏報(bào)等問題，在此提出一種新型智能剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的智能策略。此策略要求具有一定的分析判斷和應(yīng)變能力，充分利用探測(cè)器所采集到的負(fù)荷電流和剩余電流數(shù)據(jù)，通過對(duì)負(fù)荷電流和剩余電流隨時(shí)間變化上的全方位多方面分析，實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整報(bào)警閾值，從而最大可能地減少誤報(bào)和漏報(bào)，實(shí)現(xiàn)早期準(zhǔn)確預(yù)警。

　　新型智能剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)首先要具有隨被保護(hù)配電線路負(fù)荷變化，剩余電流報(bào)警閾值亦實(shí)時(shí)自適應(yīng)調(diào)整的功能，即所謂“實(shí)時(shí)跟蹤”功能。其次，探測(cè)器一旦采集到剩余電流信號(hào)超過設(shè)定報(bào)警值，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該相應(yīng)有一個(gè)適當(dāng)?shù)难舆t觀察時(shí)間，經(jīng)過上升速率，過程累積等分析，最終確定是否報(bào)警。另外，由于上下班，節(jié)假日，季節(jié)變化等因素對(duì)配電系統(tǒng)中負(fù)荷電流和剩余電流均會(huì)產(chǎn)生影響，因此應(yīng)有規(guī)律地自動(dòng)調(diào)整探測(cè)器的靈敏度。新型智能電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的研究開發(fā)，可望彌補(bǔ)現(xiàn)有固定報(bào)警閾值的剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的不足，大大降低現(xiàn)有剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的誤報(bào)和漏報(bào)率，使目前電氣火災(zāi)的防范水平上升到一個(gè)新的臺(tái)階。

　　8結(jié)語

　　能否有效準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)火災(zāi)關(guān)系到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在安防領(lǐng)域具有舉足輕重的作用。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，在不久的將來，必然會(huì)出現(xiàn)許多高智能、高可靠性的和多功能的多元復(fù)合探測(cè)器，從而可以更加有效的探測(cè)各種早期的火災(zāi)情況，從而可以大大降低火災(zāi)帶來的危害。

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