淺談電氣自動化火災監控系統的注意事項

摘　要：通過介紹電氣綜合自動化控制系統的功能．討論了目前電氣自動化控制系統的設計思想，展望了將來對電氣自動化控制系統的發展趨勢。設各智能化水平的提高使得對現場設備狀況的精確掌握成為可能，通訊技術的發展則為大容量的數據傳輸提供了平臺。在工業自動化領域，基于Pc的控制系統以其靈活性和易于集成的特點正在被更多的采納。近年來電氣火災居高不下，電氣自動化火災監控系統已經逐漸成為建筑消防電氣設計中必須考慮的重要部分。文章概述了電氣自動化火災監控系統的組成及原理，并結合工程設計實例給出相關的系統結構方案。最后針對剩余電流式電氣火災監控探測器在項目應用中應注意的問題進行了探討。 
一、電氣火災原因淺析： 
電氣火災發生的原因很多，短路、絕緣老化、過流、接地故障、接觸不良、家電或電熱設備引燃可燃物等等。從本質上講，在所有電氣火災起因中最終都是引起短路造成的，而短路火災中90%是由于漸變型故障引起的短路。漸變型故障是有發展過程的，在這個過程中所表現出的能力釋放，直接地表現為溫度或電弧，實質上是漏電流增大。過流負荷、接觸不良、家電或電熱設備等這些故障的發展過程中，同樣也伴隨著漏電電流的增加。因為漏電電流比較小，常不足以使過流保護設備（斷路器、熔斷器）動作，幾百毫安的漏電電弧產生的局部高溫達2000℃以上，足以引燃周圍的可燃物發生火災，其隱蔽性常常最終導致火災的發生。 
這類電氣火災的引發是由于非正常的的漏電流（即使是很小的值）所引發的，為隱蔽性故障，如果不利用一定的技術探測手段是無法知曉的，故障的持續發生最終可能會導致電氣火災事故。故需要有專門檢測線路中剩余電流（又稱泄露電流或漏電流）的裝置，用來測量在無施加電壓的情況下，電氣中帶相互絕緣的金屬零件之間,或帶電零件與接地零件之間,通過其周圍介質或絕緣表面所形成的電流，從而實現該類電氣火災的提前預警，達到消除火災隱患的目的。 
二、電氣自動化火災監控系統：
 電氣自動化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，能發出報警信號、控制信號并能指示報警部位的系統。電氣自動化火災監控系統是一種電氣火災預防的手段，是作用于電氣火災發生前的一種實時監控系統，與作用于火災發生后的“火災自動報警系統”在承擔任務、功能和采取的技術手段等方面均是不同的，兩者不能混淆和取代。 
3.1 監控系統基本原理： 
電氣自動化火災監控系統是集監測、報警、控制、集中管理于一體，總線上一般接監控探測器或監控單元，與主機進行通訊，傳送全部數據采集信息。主機采集接收的數據，監測被探測電氣線路三相電流、剩余電流、溫度、電壓等參數的變化，以及反饋當前回路狀態等信息。當被測線路發生異常時，電氣火災監控探測器通過互感器、溫度傳感器等工具采集信號并處理，當監測值超過設定閾值并且達到觸發時間時發出報警信號，同時將報警信號上傳至監控設備中，經進一步識別判定，監控主機發出火災報警信號，報警指示燈亮，報警聲音帶卡，并在顯示屏上提示報警信息，指定報警位置，值班人員迅速進行檢查處理，將報警信息發送至集中控制臺，同時也可由值班人員通過監控設備控制切斷故障回路電源，聯動其他消防設備，從而達到預防電氣火災的發生。 
三、注意事項： 
3.1 適用電氣自動化火災監控系統配電系統的保護接地形式 
1） 配電系統的接地形式 
TN系統的定義：電力系統有一點接地，電氣裝置的外露可接導體通過保護線與該地點相連接。 
TN系統可分為：TN-S系統，整個系統的中性線（N線）和保護線（PE線）是分開的；TN-C系統，整個系統的中性線和保護線是合一的；TN-C-S系統，系統中有一部分的中性線和保護線是合一的。 
TT系統的定義：電力系統中有一點直接接地，電氣裝置的外露可導電部分通過保護接地線與電力系統接地點無關。 
2） 不同的接地系統應注意的問題 
剩余電流式電氣火災監控探測器安裝時，必須嚴格區分N線和PE線，三極四線式或四極四線式的N線應接入剩余電流互感器。通過互感器的N線，不得作為PE線，不得重復接地或接設備外露可接近導體。 
在TN系統中，必須將TN-C系統改造為TN-C-S,T N-S系統或局部TT系統后，才可安裝使用剩余電流式電氣火災監控探測器。在TN-C-S系統中，監控探測器只允許使用在N線與PE線分開部分。 
3.2 剩余電流互感器的安裝 
1）剩余電流互感器穿線 
剩余電流互感器在穿線前應分清電網中的相線，N線以及PE線。相線和N線必須一同穿過剩余電流互感器，PE線不能穿過互感器。在系統中，如果N線未與相線一起穿過互感器，一旦三相負載不平衡，N線將有電流流過，探測器檢測到電流信號，即發生誤動作。不同回路間的N線不得多點相連或重復接地，否則會造成誤動作，在系統試運行時出現漏電流值過大而出現報警，很大一部分均是由此類情況造成。如果PE線同N線及相線一起穿過互感器，也會造成監控探測器的拒動作或誤動作。剩余電流互感器應該安裝在便于檢修的地方，盡量遠離強磁場。互感器的安裝沒有方向問題，互感器可以直接掛在線纜上，也可以固定在配電箱中。 
3.3 電氣自動化火災監控探測器的參數設置： 
動作電流值的確定，往往要根據現場回路后負載的正常漏電流的值來確定。實際情況電力系統中，不同回路的正常漏電流是不同的，額定剩余電流不動作值應不小于被保護電氣線路和設備正常運行時泄露電流最大值的2倍。被保護電氣線路正常運行時的漏電流值應控制在小于500mA，若泄露電流大于500mA，則應將監控探測器設置在下一級供電回路中，或者對線路或設備進行檢查或更換。對于被保護線路為動力線路，為避免大型設備啟動瞬時對地泄漏電流太大引起裝置報警動作,應將監控探測器的動作時間延長避過設備啟動時的不正常漏電，防止誤動作。 
剩余電流電氣火災監控探測器一般并非單獨使用，而是與電氣自動化火災監控設備相配套使用，當有漏電故障發生時，并不會馬上發生火災。如果監控探測器保護時自動切斷保護對象的供電電源，可能造成其他不可預知的危害。故剩余電流式電氣火災監控探測器宜用于報警，不宜自動切斷電源。有電氣火災監控設備時，將故障信息上報主機設備，由值班人員確認該故障信息并根據實際情況執行下一步操作。 
3.4 漏電故障檢查： 
剩余電流式電氣火災監控探測器一般安裝于電力系統配電柜的出線端（變配電所）或樓層配電箱進線處。當被保護線路或設備發生漏電故障時，并不能斷定具體故障的點或位置，需逐一查看安裝點后各個線路及設備，這也是一項比較繁瑣的工作。 
首先，區分漏電故障的原因，是由于接線不規范或接線錯誤引起的，還是設備或線路故障或者新增負荷引起的。在新運行項目中，很多情況都是由于接線不規范或接線錯誤導致，此時需要對保護線路的接線一一改正過來。將被保護線路中設備都正常運作之后如果剩余電流值在預計范圍內，基本可以確定線路已正常。接線錯誤引起的剩余電流往往比較大。其次，采用儀表檢測法、分別斷電法（逐一排除法）、停電測量法等方法檢測漏電的具體部位。其中最有效及方便的方法就是分別斷電法，這種方法可以逐一縮小故障地點，最終發現故障原因。在不允許停電的情況下，我們一般采用觀察法及儀表測量法進行。觀察法主要是觀察線路中有無明顯的接線錯誤或者拉弧現象；儀表檢測法中我們需要有專門的手持漏電檢測裝置，來檢測各個回路中漏電的大小，根據大小來定位。 一、消防報警聯動系統實訓裝置概述
本系統在智能建筑中通常被作為智能建筑三大體系中的BAS（建筑設備管理系統）的一個獨立的子系統。該系統是通過消防系統中各個探測設備（煙感探測器及溫感探測器）的參數變化進行火災報警，并通過相關信號以實現消防的聯動控制。系統能進行各種模擬火災和報警聯動操作演示、系統的設置、聯動編程、線路設計、聯網、線路及設置故障的判斷及排除等實訓。
二、技術參數
1. 實訓臺工作電源：AC220V±10% 50Hz
2. 工作環境：環境溫度范圍為-20℃～+45℃ 相對濕度＜85%
3. 外形尺寸：1668mm×805mm×1484mm
三、消防報警聯動系統實訓裝置實訓內容：
1. 系統設備認識及接線操作
2. 報警控制器、短路隔離器、聯動接口模塊的的安裝與連接
3. 火災顯示盤的安裝、連接與使用
4. 各種火災探測器的安裝與連接
5. 智能輸入、輸出模塊、聲光報警器、報警按鈕的安裝與連接
6. 元件地址編碼設置
7. 系統的管理操作
8. 系統的數據查詢操作
9. 設備啟停操作
10. 單點操作
11. 聯動編程
12. 線路故障的判斷與處理
13. 程序設置錯誤的判斷與糾正
14. 設計并安裝一個簡易應用系統