電氣火災監控系統

電氣火災監控系統

先期預報警系統
電氣火災監控系統,特點在于漏電監控方面屬于先期預報警系統。與傳統火災自動報警系統不同的是,電氣火災監控系統早期報警是為了避免損失,而傳統火災自動報警系統是為了減少損失。所以,這就是說為什麼不管是新建或是改建工程項目,尤其是已經安裝了火災自動報警系統的單位,仍需要安裝電氣火災監控系統的根本原因。工程實踐中,如果設計、安裝錯誤或粗心大意,導緻電工保護産品不匹配或施工質量差,則存在這種電氣故障的風險就比較大。有必要對這種電氣故障進行監控、預警,因此電氣火災監控系統應運而生。
    中文名:電氣火災監控系統 外文名: 用途: 适用于:工礦企業、國家重點消防單位 功能:火災監控,定位功能等 特點:先期預報警系統

含義

電氣火災監控系統是指當被保護線路中的被探測參數超過報警設定值時,能發出報警信号、控制信号并能指示報警部位的系統。

應用依據

1)電氣火災監控系統的設計與應用,主要依據是根據國家标準中的相關條文:

其一,是GB50045-95(2005版)《高層民用建築設計防火規範》,其中在條文9.5.1裡規定:高層建築内火災危險性大、人員密集等場所宜設置漏電火災報警系統。

其二,是GB50016-2006《建築設計防火規範》,在條文11.2.7裡規定:下列場所宜設置剩餘電流動作電氣火災監控系統。這些場所包括各種類型的:影劇院、館所、倉庫、住宅小區、醫院、商店、學校等等。

其三,國家标準《建築電氣火災預防要求和檢測方法》有關條文也明确要求“應在電源進線端設置自動切斷電源或報警的剩餘電流動作保護器”。

其四,電氣火災監控系統的産品應滿足:GB14287.1-2005《電氣火災監控設備》、GB14287.2-2005《剩餘電流式電氣火災監控探測器》、GB14287.3-2005《測溫式電氣火災監控探測器》

其五,電氣火災監控系統的安裝和運行應滿足GB13955-2005《剩餘電流動作保護裝置安裝和運行》

其六,電氣火災監控系統的供電應滿足GB50052《供配電系統設計規範》的要求

其七,電氣火災監控系統的設計應滿足《電氣火災監控系統的設計方法》的要求(暫行規定) 

2)對“宜”字的理解

國家标準《建築電氣火災預防要求和檢測方法》有關條文中明确要求“應在電源進線端設置自動切斷電源或報警的剩餘電流動作保護器”。在《剩餘電流動作保護裝置安裝和運行》有關條文中也同樣明确要求“必須安裝剩餘電流保護裝置的設備和場所”。其中就末端保護和線路保護做出了具體規則,另外,在4.6條款裡,同樣明确在某些場所“應安裝報警式剩餘電流保護裝置”的具體規定。這些都是強制性的規定。

在國家标準《高層民用建築設計防火規範》和《建築設計防火規範》裡,對是否安裝電氣火災監控系統是以“宜”安裝來表示的。所謂“宜”安裝,按着規範裡用詞說明指出:表示允許也稍有選擇。也就是說可以安裝,也可以不安裝。電氣火災監控系統的逐漸推開應用,為人們有效防範和火災發生和避免火災損失提供了強有力的技術支撐和設備保障。

怎樣理解“宜”字的含意,把握好“宜”安裝電氣火災監控系統的設計和應用呢?随着祖國現代化建設的快速發展和人民生活水平的不斷提高,用電量大為增加,相應地電氣火災事故的發生則居高而不下,造成的損失也是不可估量的,綜合考察我國發生火災的趨勢,故安裝電氣火災監控系統是非常迫切的、必要的。再說,若是我們把低壓配電系統中的尚未造成火災發生的隐患,事先有效地通過對漏電、溫度的異常變化以及它們可能引起的火災進行預報、監控,大大地降低火災事故的發生,避免損失不是比減少損失的效果更好嗎?

基本組成

根據國家标準GB14287-2005《電氣火災監控系統》以及相關規範《電氣火災監控系統的設計方法》(暫行規定),則電氣火災監控系統的基本組成應包括:電氣火災監控設備、剩餘電流式電氣火災監控探測器以及測溫式電氣火災監控探測器等三個最基本産品種類所組成。其中,剩餘電流式電氣火災監控探測器又由監控探測器和剩餘電流互感器(分對插式、閉合式兩種)所組成;測溫式電氣火災監控探測器由監控探測器和測溫傳感器所組成。

剩餘電流式電氣火災監控系統采用分層分布式結構,由站控管理層、網絡通訊層和現場設備層組成。系統拓撲圖如左圖所示:各電氣火災監控探測器通過屏蔽雙絞線RS485接口,采用Modbus通訊協議總線型連接接入通訊服務器,然後通過五類線TCP/TP協議進入工業交換機,然後通過光纜到達監控主機。

a)現場設備層主要是連接網絡中用于電參量采集測量的各類型的儀表和保護裝置等,也是構建該監控系統必要的基本組成元素。不僅肩負着采集數據的重任,同時也是執行後台控制命令的終端元件。

b)通訊控制層主要是由通訊服務器、接口轉換器件及總線網絡等組成。該層是數據信息交換的橋梁,不同的接口轉換器件提供了RS232、RS422、RS485、SPABUS等及以太網等各種接口,組網方式靈活,支持點對點的通訊、現場總線網絡、以太網等類型的組态網絡。通訊服務器主要用于直接對現場儀器儀表轉達上位機的各種控制命令,并負責對現場儀器儀表回送的數據信息進行采集、分類和存儲等工作。

c)管理測控層是針對監控網絡的管理人員,該層直接面向用戶。該層也是系統的最上層部分,主要是由電氣火災監控系統軟件和必要的硬件設備如計算機、打印機、UPS等。其中軟件部分具有良好的人機交互界面,通過數據傳輸協議讀取前置機采集的現場各類數據信息,自動經過計算處理,以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況,并可接受管理人員的操作命令,實時發送并檢測操作的執行狀況,以保證供用電單位的正常工作。

工作原理

其基本原理是,當電氣設備中的電流、溫度等參數發生異常或突變時,終端探測頭(如剩餘電流互感器、溫度傳感器等)利用電磁場感應原理、溫度效應的變化對該信息進行采集,并輸送到監控探測器裡,經放大、A/D轉換、CPU對變化的幅值進行分析、判斷,并與報警設定值進行比較,一旦超出設定值則發出報警信号,同時也輸送到監控設備中,再經監控設備進一步識别、判定,當确認可能會發生火災時,監控主機發出火災報警信号,點亮報警指示燈,發出報警音響,同時在液晶顯示屏上顯示火災報警等信息。值班人員則根據以上顯示的信息,迅速到事故現場進行檢查處理,并将報警信息發送到集中控制台。

選型

觀察國内電氣火災監控系統的産品市場,其監控探測器的結構形式主要有三種類型,即多功能漏電開關型、分離配置型、分離配置整合型。如何為用戶設計安裝電氣火災監控系統,在實際中又能穩定可靠地得到應用,則選擇該系統的産品是重要環節,也是值得探讨的一個問題。

1)多功能漏電開關型(結構複雜、成本加大、故障率偏高)

其特點是:監控探測器除了自身應有的剩餘電流探測(或溫度探測)、報警功能外,又擴展多項功能,例如:過電流、過電壓、延時送電、防雷、欠壓、組網實現遠程集中監控以及其它等等功能,彙集在一起。這種類型從外部目測結構為盒裝,從内部觀看,則是将含有電源變換電路、信号處理電路、報警電路、顯示電路、通信、聯動接口等的監控探測器與電流互感器、剩餘電流互感器、主回路分斷開關(100A以下多用磁保持繼電器、100A以上用接觸器或空開――塑殼斷路器)統統地集聚于一體,組成一種多功能式的漏電開關産品。

該類型産品的優點是:保護功能多,内置電流互感器、剩餘電流互感器(包括溫度傳感器),接線少,整體度高。而由此産生的缺點是:結構複雜、成本加大、故障率偏高,特别是信号的監控、探測、分析、處理、報警、通信、聯動接口等電路與ABC三相主電(或單相)回路的間隔距離太近,易遭受強電磁場的幹擾,降低産品性能的穩定可靠性。再說,其内部包含的電源控制開關(斷路器),是低壓配電系統中的關鍵配電産品,它必須通過電氣開關類的電氣産品的3C認證。在安裝使用上也不太方便,如新建工程則需要和配電箱(櫃)廠家溝通協商合理組裝,但對改造工程中已經成形并使用中的配電箱(櫃)則更不适用。

2)分離配置整合型(消防中心一體化監控,相對複雜的火災報警系統故障率偏高)

分離配置整合型是電氣火災監控設備與電氣火災監控探測器(包括終端探測頭)分離配置型的一種特殊類型。它與分離配置型不同的是:其總線直接使用普通火災報警系統的二總線,省去集中控制器和上位機,由火災報警控制器整合電氣火災監控探測器(包括終端探測頭)探測報警功能後一并控制。

可喜的是,節減了電氣火災監控系統集中控制器和上位機以及組網布線,成本下降,消防中心一體化監控,界面統一,管理方便。麻煩的是,這樣一來原先的火災報警控制系統,還需要重新通過GB14287-2005電氣火災監控系統的雙重檢測認證,不值得。再說這種組合,相對複雜的火災報警系統故障率偏高,則直接影響着電氣火災監控系統,使得系統的穩定可靠性降低,甚至于造成癱瘓。所以,最好還是設置獨立的電氣火災監控系統,與傳統的火災自動報警系統分開為宜。

3)分離配置型(今後電氣火災監控系統産品的主要發展方向)

此種類型是:電氣火災監控設備與電氣火災監控探測器(包括終端探測頭剩餘電流互感器、溫度傳感器)分離配置。即通過監控探測器(終端探測頭)采樣配電櫃(箱)内導電母線中的電流和漏電流信号,經内置單片機系統分析處理後,應用二總線通信約定,上報消防控制室或值班室裡的電氣火災監控設備,且進一步分析處理後,進行所需要聯動控制,從而完成該系統應有的功能。一般隻有剩餘電流和溫度探測功能。

這種系統分工明确、結構簡單、成本少、故障率偏低,不含電源控制開關,不串入配電系統,隻通過剩餘電流互感器(或測溫探頭)取樣信号,性能穩定可靠。不足之處是:監控設備與監控探測器、監控探測器與終端探測頭之間需要敷設信号線及2芯脫扣控制線。此種類型産品無論是在新工程還是改造工程上使用,都比較方便。

可以預見,這種與低壓配電系統相對獨立的此種産品結構形式,将是今後電氣火災監控系統産品的主要發展方向。

目前,電氣火災監控探測器主要有以下幾種類型:

一方形監控儀表

具有剩餘電流保護、溫度保護、過壓保護、缺相保護、過流保護等多種保護功能;

實時地對回路的三相電壓、三相電流、頻率、功率、四象限電能和基波、總諧波電能等電參量進行測量;

提供三路開關量輸入功能,可連接消防聯動信号和煙霧報警信号,高可靠性地實現消防系統通過裝置遠程控制,強制切斷故障點電源;

繼電器保護輸出:具有報警輸出和脫扣輸出的功能,同時可将開關狀态反饋到消防系統中;

采用先進的現場總線通信技術,上位機管理軟件可以實時監控現場的運行狀況,及時發出報警信息;

具有事件存儲功能,報警器能夠記錄報警發生的時間、類型、參數和相序,根據報警記錄可以分析現場的用電情況,為消除故障提供依據;

實時溫度監控功能,對傳感器進行在線檢測,傳感器斷線、短接都會發出告警信号;

掉電保護功能,當監控裝置處于報警狀态時遇到斷電情況,下次上電時仍然會保持斷電前的報警狀态,防止由于斷電、複位等原因導緻的報警無效的情況;

适用于0.4kV電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統。

二槽型監控探測器

可在線監測多路的漏電流,各相電纜溫度信号;

額定剩餘電流動作值,脫扣延時,可根據需要靈活設置,溫度動作值也可編程;

畫面暫留功能,漏電故障發生時該通道顯示畫面暫留,表示該通道漏電或超溫時的值,方便上位機的故障記錄;

采用現場總線通信技術,上位機管理軟件可以時刻監控現場的運行情況,及時發現報警信息。通過RS485接口,标準MODBUS協議可以與各種标準系統相連;

集成度高,網絡化,智能化程度高,動作特性合理;

适用于0.4kV電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統。

三導軌式監控探測器

可在線監測單路或多路的漏電流,各相電纜溫度信号;

額定剩餘電流動作值,脫扣延時,可根據需要靈活設置;

标準35mm導軌式安裝,LCD顯示;

畫面暫留功能,漏電故障發生時,該通道顯示畫面暫留,表示該通道漏電或超溫時的值,方便上位機的故障記錄;

事件記錄,表内可記錄10條漏電的大小、時間;

采用現場總線通信技術,上位機管理軟件可以時刻監控現場的運行情況,及時發現報警信息。通過RS485接口,标準MODBUS協議可以與各種标準系統相連;

集成度高,網絡化,智能化程度高,動作特性合理;

适用于0.4kV電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統。

定位和功能

1、在電力設施系統中的定位(與通用電工産品的關系)通用電工産品已十分成熟,用于電力計量、執行操作和實施保護,能防止由線(相)間金屬性短路故障和長時間過載發熱引發的電氣火災,基本上屬于被動預防。電氣火災監控産品主要針對接地電弧性短路故障,用于監控、預警。從電工角度看,屬于輔助性主動預防安全手段。這是兩種性質不同的産品(或系統),有點象“戰鬥機”與“雷達站”的關系。

2、在消防設施系統中的定位(與火災報警系統的關系)火災報警系統是立足撲救的、針對已經發生的火情的後期報警滅火系統。電氣火災監控系統從本質上是立足預防的、專門針對電氣線路故障和涉電意外的前期預警系統。前者的聯動或控制對象是廣播噴淋排煙等逃生滅火器件,第一處理責任人是消防保安。後者的聯動或控制對象是電力分合等電工器件,第一處理責任人是持證電工。兩種系統不能混為一談,更不能互相替代,原則上應該互相獨立。在充分的硬件和軟件條件下,兩種系統并非絕對不可以兼容或合并。

3、系統功能

系統運行監視和控制

監視界面顯示整個電力監控系統的網絡圖,動态刷新各電氣設備的實時運行參數和運行狀态,并且支持現場設備的遠程控制功能。監控系統的畫面根據現場實際狀況進行組态。

電能質量監視和分析

對整個監控系統範圍内的電能質量和電能可靠性,漏電電流及線纜溫度狀況進行實時的監視。實時監視系統電壓偏差、頻率偏差、不平衡度、功率因數、諧波含量,電壓閃變,剩餘電流及溫度等電能質量問題,評估電能質量是否符合标準。記錄擾動時的波形,作為電能質量分析和故障分析的依據。

電能消耗統計和分析

系統為用戶提供了綜合的電能和需量統計報表功能,用戶也可以定制符合需求的電能統計功能,包含不同用電設備在不同費率時段的電量消耗,可以按照日、月、季度、年的時間段進行統計和記錄,并可以查詢、顯示和打印。

預防性電氣火災監視

連續監視用電設備洩露電流的變化、線纜接頭溫度的變化,為配電設備的預防性維護提供依據,有效預防電氣火災的發生,保障用戶财産的安全。

報警和事件管理

系統在電能質量事件發生、設備狀态改變、電網擾動、電氣故障時觸發并記錄報警。系統報警時自動彈出報警畫面并進行語音提示,同時可以将報警信息通過Email、手機短信等方式通知相關人員并與消防監控系統聯網,數據實時傳送消防控制中心。

曆史數據管理

系統基于SQLserver數據庫完成曆史數據管理,所有實時采樣數據、事件順序記錄(SOE)等均可保存到曆史數據庫。能夠自定義需要查詢的參數,查詢的時間段或選擇查詢最近更新的記錄數,顯示并繪制成曲線圖。

報表管理

可基于系統已有模闆,或自定義新的模闆生成報表。可以手動或根據預設時間表定時生成,或通過事件觸發生成xml格式報表。例如:電能消耗統計報表、電能趨勢報表等。報表能通過Email或HTML格式進行發送、手動打印或自動打印。

用戶權限管理

用戶權限管理能夠防止未經許可的操作,保障系統安全穩定運行。用戶可以定義不同級别用戶的登錄名、密碼及操作權限,為系統維護管理提供可靠的安全保障。

第三方通訊功能

支持工業OPC接口,可作為OPC服務器為其他程序提供數據(如DCS系統,BA系統),也可作為OPC客戶端,從其他系統獲取數據。系統兼容常用配電領域規約IEC60870-5-101,IEC60870-5-103,CDT等,可以兼容所有Modubs協議的第三方設備。

支持Web客戶端

系統提供Web服務,客戶端可以在辦公室等其他場所通過IE浏覽器查看電力監控現場畫面、查閱電能消耗統計報表等。

終端檢測方法

電氣火災監控系統的終端信息檢測,有漏電電流和溫度兩種檢測方法。

⑴系統接地

對将要設計安裝電氣火災監控系統的用戶,不管是新工程或舊工程改造項目,首先要調查核實該用戶低壓配電系統的系統接地的形式是什麼,否則設計安裝剩餘電流互感器的點位進行檢測,是根本無法施行的。低壓配電系統的系統接地形式有IT型、TT型、TN-S型、TN-C型、TN-C-S型。

⑵低壓配電系統總漏電電流的檢測

如果是檢測該用戶用電系統的總體絕緣狀态,則前提有二:其一,必需有獨立的變電系統,其二,低壓配電系統的系統接地形式必須是TT或TN-S型。

安裝與使用

獨立式探測器,在大型場所可直接接入電氣火災監控系統中去使用,而在無消防控制室且電氣火災監控探測器設置數量不超過4個時,則可以采用獨立式電氣火災監控探測器來使用。

在設置有火災自動報警系統的建築中,獨立式電氣火災監控探測器的報警信息,若是接入火災自動報警控制器或消防控制室圖形顯示裝置顯示,則其報警信息顯示應與火災報警信息顯示有明顯區别。嚴格地說按照《電氣火災監控系統的設計方法》的要求(暫行規定),當并入火災自動報警系統時,應采用獨立顯示器。

在未設置火災自動報警系統的建築中,獨立式電氣火災監控探測器應配接火災聲光警報器來使用,在探測器發出報警信号時,應自動啟動火災聲光警報器。

在非重要供電場所,獨立式電氣火災監控探測器發出報警信号後,可以在經過一段延時後,切斷供電電源。

安裝及布線

電氣火災監控設備以及系統的報警信号,應設在消防控制室或有人值班的場所。主機電源應取自控制中心的消防供電(AC220V)。

各監控探測器采用現場供電,電源接入點應在該級斷路器的上端。

1)配電櫃(箱)内部形式的安裝設計

一般新工程在樓層設有專門樓層配電櫃(箱),可将探測控制器放在配電櫃(箱)内,且離導電母線盡量遠的導軌上安裝,再将剩餘電流互感器安套在電源母線上,固定牢靠,探測控制器與互感器之間的連線,應采用屏蔽導線。

2)配電櫃(箱)外部形式的安裝設計

在配電櫃(箱)外安裝探測控制器,則無論是對新工程還是改造工程,都是适用的。若有專門安裝探測控制器的防火監控箱,裝入探測控制器後可放在配電櫃(箱)附近。同理,剩餘電流互感器安套在電源母線上,固定牢靠,探測控制器與互感器之間的連線,應采用設置範圍屏蔽導線。對于改造工程,因互感器為閉合型的,所以在安裝時,不僅要注意施工安全還應盡量避免斷電時間過長,影響用戶的用電。

3)配電櫃(箱)成套形式的安裝設計

若是在配電櫃(箱)面闆上嵌入探測控制器,剩餘電流互感器依然固定牢靠在其内,不增加防火監控箱,也不想改動配電櫃(箱)内部結構,既美觀而方便,則應在設計中明确提出要求,由有關各方在施工圖紙會審确認批準後,可由配電櫃(箱)成套廠家,充分考慮預留面闆上嵌入探測控制器孔的問題。

4)安裝布線設計及注意事項

産品在安裝布線時應采取三防措施。

産品應按消防用電的規定執行。各個安裝接線端,接線時不得反接,數量不得超過2根。

安裝布線時,必須嚴格區分N線和PE線,穿過剩餘電流互感器的N線,不得作為PE線,不得重複接地或接設備外露可接近導體。PE線不得穿過剩餘電流互感器。

二總線安裝走線時,注意強弱電線分開走線,不允許交叉和搭線。嚴禁與動力線、照明線、視頻線、廣播線、電話線等穿入同一金屬管内。配線應整齊,導線應綁紮成束,穿線可用阻燃PVC管、金屬管及金屬線槽。在穿管、線槽後,應将管口、槽口封堵。

監控設備與探測器之間的通訊線應采用雙絞線,建議線徑不得小于1.5mm2,當系統應用在強幹擾場所時,通訊線應采用屏蔽雙絞線,屏蔽雙絞線的屏蔽層應良好接大地。

使用方法

電氣火災監控探測器是智能型探測器産品,該産品既可以大量的聯機使用,也可以獨立式使用(具有漏電/過流/溫度/過壓/欠壓/缺相/偏移/的檢測 和報警功能,另有可選功能:報警時能自動切斷被監控電路,即具有繼電器輸出功能)。它集電氣火災監控探測及報警功能于一體,具有高智能化、功能齊全、性能可靠、迷你設計、外形美觀、設定簡單、儀表式安裝等特點。是令人耳目一新的全新思路設計的結晶,是對防範電氣火災事故的又一新貢獻。

電氣火災監控探測器(以下簡稱“監控探測器”)由剩餘電流互感器、溫度傳感器和監控報警器組成,當被保護線路中的剩餘電流互感器(以下簡稱“互感器”)探測到的剩餘電流超過監控報警器的預設定值或溫度傳感器探測到的溫度超出預設定值時,監控報警器經分析、确認後發出聲光報警信号和控制信号。監控報警器能顯示報警線路、洩漏電流大小,傳感器溫度等。當監控報警器有報警信息時,啟動繼電器。本監控探測器帶有4路剩餘電流互感器和4路溫度傳感器,可以直接顯示探測電流值和溫度值,無需占用大的設備場地,節省消防設備成本,節約電力能源,監控探測器采用儀表安裝方式。

相關詞條

相關搜索

其它詞條