刘细凤
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定201800
摘要:电能在人们日常生产、生活中发挥着重要作用,为了预防并减少电气火灾事故的发生,设计了一种有·效的电气火灾监控系统。电气火灾监控系统通过多种信号采集和处理方式能够有·效检测出配电线路中的漏电风险并报·警,提醒工作人员及时维修配电线路.从而消除火灾隐惠,减少人员及财产损失。
关键词:电气火灾监控:剩余电流;电流传感器
0引言
电气火灾产生的主要原因有过载、短路、雷电、漏电、谐波电流、误操作、接触不·良、电气线路设计负荷与使用负荷不匹配以及设备自身因素等,其中由漏电引起的电气火灾占据了很大部分。为了有·效监测漏电流,需要设置电气火灾监控系统，当系统监测到漏电流达到预警值时立即报·警,避免漏电流引起电气火灾。
1 电气火灾监控系统的组成概述
《电气火灾监控系统设计、施工及验收规范》(DBJ 202012)中对电气火灾监控系统的定义是:当被保护线路中的被探测参数超过报·警设定值时,能发出报·警信号、控制信号并能指示报·警部位的系统。电气火灾监控系统主要由 3 个部分组成即电气火灾监控系统主机、电气火灾监·控·器以及电气火灾传感器。电气火灾监控系统主机负责接收、记录电气火灾监·控·器上传的报·警信号，同时发布报·警信息,提醒值班人员进行检查 2。电气火灾监·控·器负责接收电气火灾探测器的信号并进行现场报·警,同时将采集到的信号及报·警信息上传至电气火灾监控系统主机3。电气火灾传感器负责采集所监控回路的剩余电流、温度、故障电弧及过电流信号，并通过系统总线将信号上传至电气火灾监·控·器电气火灾监控系统主要通过电气火灾传感器对所监控回路进行信号采集,按照采集信号类型的不同可分为剩余电流式电气火灾传感器、测温式电气火灾传感器、故障电弧探测器以及电流传感器利用基尔霍夫电流定律,通过剩余电流式电气火灾传感器测量剩余电流，其工作原理如图 1所示。
根据图1，A，B，C，N这4根电缆同时垂直穿过同一个剩余电流互感器。正常情况下，A，B，C三相电流的矢量和与 N 相电流大小相等方向相反，此时 PE 线中的电流为 0,也就是漏电流为 0根据电磁感应定律,此时 A，B，C，N各相在剩余电流互感器中的感应电流相互抵消,流过剩余电流互感器的电流为 0。当配电线路中某些原因导致 A，B,C某相或中性线中有电流泄露到大地时,则 A,BC 三相电流的矢量和与 N 相电流大小不相等，此时流过剩余电流互感器中的电流矢量和不为 0,也就是剩余电流不为 0。根据此原理,可通过剩余电流互感器中电流的大小来间接分析配电线路中的漏电情况“。我国低压配电系统中存在着不同的接地系统,受检测原理的限·制,剩余电流式电气火灾传感器并不适用于所有的情况5。在设置剩余电流式电气火灾探测器时,应根据配电系统的不同进行区别对待。剩余电流式电气火灾传感器所适用的接地系统如图 2 所示。
由于回路中的漏电流会引起温度升高，温度达到一定程度时会引起火灾,因此可以通过监测回路中的温度来预防电气火灾的发生。测温式电气火灾传感器可以通过其内部的热敏元件来测量回路温度，并将信号上传至电气火灾监控系统。测温式电气火灾传感器监测的主要部位为设备外壳、电缆配电柜(箱)体等,温度监测采用直接接触方式,覆盖A，B，C，N四相
故障电弧主要由电气设备的老化、线路连接松动、线路绝缘层破损等因素引起,通常伴随着大量热量的产生,容易引起火灾。故障电弧探测器通过实时监测回路中电压、电流波形的变化来监测故障电弧的发生间。实际应用中,配电线路中或多或少都会存在固有漏电。由于固有漏电的存在会直接影响报·警的准确性,在固有漏电大到一定程度时甚至会引起系统的误报·警，因此可以尽量将测量点设置在末端或是根据计算调整漏电流的报·阀值，从而消除固有漏电的影响。
2 电气火灾监控系统设计方案与实现
2.1电气火灾监控系统组成方式设计
在实际应用中，电气火灾监控系统主要有以下几种组成方式。
(1)电气火灾监控系统主机 + 电气火灾监·控·器 +剩余电流式电气火灾探测器 + 测温式电气火灾探测器.此方式可以同时完成对回路中剩余电流与温度的监测。
(2)电气火灾监控系统主机 + 电气火灾监·控·器 + 测温式电气火灾探测器 + 电弧故障探测器，此方式可以监测回路中的温度和故障电弧。
(3)在所需要监控的点数不超过 8 个时，可不设置集中的主机,采用独·立式监·控·器独自成系统或接入火灾自动报·警系统中。
(4)同一项目可根据负荷类型的不同采用合适的电气火灾探测器组合,例如照明负荷可采用电弧故障探测器 + 测温式探测器,动力负荷可采用剩余电流式探测器 + 温式探测器。
2.2电气火灾探测器位置设计
电气火灾探测器可以设置在低压柜出线、楼层配电箱、末端配电箱等位置,实际设计时有以下方案(1)只安装于配电室低压柜出线位置，成本*低但是在有漏电流产生时，此方案只能确定是某主回路漏电，无法定位发生漏电故障或高温隐患的大体`位置(2)只安装于楼层配电箱位置,能够定位楼层中的漏电故障、高温隐患。该方案比di一种方案准确度高,但是无法确定具体是哪一支路漏电，无法检测配电室到竖井间的漏电。3)只安装于末端配电箱，可以定位支路中的漏电故障、高温隐患。该方案精度高于前两种方案,但是无法检测配电室到竖井间、竖井到支路间的漏电。(4)在配电室低压柜出线、楼层配电箱、末端配电箱均设置电气火灾探测器,形成分级保护。此方案覆盖全面,能够定位火灾隐患位置,但是成本过高。在实际设计过程中,一般会灵活选用前 3 种方案进行组合,从而达到成本与测量精度的*佳平衡。
2.3电气火灾监控系统主机位置设计
由于电气火灾监控系统也是火警系统的一部分，因此电气火灾监控系统主机可以安装在消防控制室内7。电气火灾监控系统主机将报·警信息和故障信息上传至消防控制室的图形显示装置或火灾报·警控制器,消防控制室内 24 h 均有人值班,便于di一时间发现报·警信息并及时处理故障。
除此之外,由于电气火灾监控系统主要监测的是配电线路中的漏电情况,而且电气火灾监控系统的探测器和传感器一般由开关柜厂家成套提供，因此电气火灾监控系统主机还可以安装在变电所内，由变电所内的值班人员进行管理。2.4电气火灾监控系统报·警阀值设计
根据**规范,电气火灾监控系统的报·警值需连续可调。在实际设计中,剩余电流的动作报·警阀值一般设置在 300 mA,温度报·警值一般按照电缆*高耐温的 70% ~ 80%进行设定。
2.4 电气火灾监控系统报·警阀值设计
根据**规范,电气火灾监控系统的报·警值需连续可调。在实际设计中,剩余电流的动作报·警阀值一般设置在 300 mA，温度报·警值一般按照电缆*高耐温的 70% ~ 80% 进行设定。
2.5电气火灾监控系统的实现
电气火灾监控系统能够实现集中管理和可视化监控,对分散在建筑物内的监·控·器与探测器进行遥控、遥测等操作19-13。当现场配电线路中的被探测参数超过报·警闽值时,电气火灾监控系统会发出报·警信号和控制信号，并且在主机报·警界面上指示报·警部位，如图 3 所示。与此同时,系统会自动保存报·警信息，以便后续分析总结。
3安科瑞电气火灾监控系统
（1）概述
Acre1-6000电气火灾监控系统，是根据**现行规范标准由安科瑞电气股份有限公司研发的全数字化独·立运行的系统，已通过**消防电子产品质量监督检验中心的消防电子产品试验认证，并且均通过严格的EMC电磁兼容试验，保证了该系列产品在低压配电系统中的安全正常运行，现均已批量生产并在全国得到广泛地应用。该系统通过对剩余电流、过电流、过电压、温度和故障电弧等信号的采集与监视，实现对电气火灾的早期预防和报·警，当必要时还能联动切除被检测到剩余电流、温度和故障电弧等超标的配电回路;并根据用户的需求，还可以满足与AcreIEMS企业微电网·管理云平台或火灾自动报·警系统等进行数据交换和共享。
（2） 应用场合
适用于智能楼宇、高层公·寓、宾馆、饭店、商厦、工矿企业、**重·点消防单位以及石油化工、文教卫生、金融、电·信等领域。
（3 ）系统结构
（4 ）系统功能
监控设备能接收多台探测器的剩余电流、温度信息，·报·警时发出声、光报·警信号，同时设备上红色“报·警”指示灯亮，显示屏指示报·警部位及报·警类型，记录报·警时间，声光报·警一直保持，直至按设备的“复位”按钮或触摸屏的“复位”按键远程对探测器实现复位。对于声音报·警信号也可以使用触摸屏“消声”按键手动消除。
当被监测回路报·警时，控制输出继电器闭合，用于控制被保护电路或其他设备，当报·警消除后，控制输出继电器释放。
通讯故障报·警：当监控设备与所接的任一台探测器之间发生通讯故障或探测器本身发生故障时，监控画面中相应的探测器显示故障提示，同时设备上的黄色“故障”指示灯亮，并发出故障报·警声音。电源故障报·警：当主电源或备用电源发生故障时，监控设备也发出声光报·警信号并显示故障信息，可进入相应的界面查看详细信息并可解除报·警声响。
当发生剩余电流、超温报·警或通讯、电源故障时，将报·警部位、故障信息、报·警时间等信息存储在数据库中，当报·警解除、排除故障时，同样予以记录。历史数据提供多种便捷、快速的查询方法。
（5） 配置方案
4结语
电气火灾监控系统通过多种探测器实现对配电线路的实时监测,提前发现电气方面的火灾隐患从而有·效避免电气火灾的发生,保护人们的人身财产安全。随着科技的发展,物联网技术也越来越多地应用于电气火灾监控系统中,促使电气火灾监控系统变得越来越智能化。
参考文献
【1】吴穹，电气火灾监控系统的设计与应用[电视技术，2022，46（6）:181-183.
【2】安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.5版.
【3】张振国.窄带物联网在"智慧消防”模式构建中的应用研究[J].消防科学与技术，2020 39(12):1739-1742.
【4】郭江什.物联网技术在"智慧消防”建设中的运用.智能城市，2020(6):25-26
作者简介：
刘细凤，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email: 2880157866@qq.com手机：18702111750QQ:2880157866/2881392119
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安科瑞电子商务（上海）有限公司是安科瑞电气股份有限公司的全资子公司，安科瑞电气股份有限公司[股票代码:300286.SZ]是一家集研发、生产、销售和服务于一体的高新技术企业，致力于为用户端提供能效管理和用电安.全的系统解决方案。公司能效管理系统包括变电所运维云平台、安.全用电管理云平台、分表计电、环保用电监管云平台、预付费管理（系统）云平台、泛在电力物联网云平台、智能变配电监控系统、电能质量治理系统、建筑能耗管理系统、工业企业能源管控平台、电气火灾监控系统、消防设备电源监控系统、防火门监控系统、消防应急照明和疏散指示系统、充电桩收费管理云平台、数据中.心动环监控系统、电能管理系统、无线测温系统、智慧管廊综合监控和报.警系统、智能照明控.制系统、IT配电绝缘监测等系统及相关产品。目前已有8000多套各类系统解决方案在全国各地运行，帮助用户实现能源的可视化管理，提供能源数据服务，为用户高.效和安.全用能保驾护航。