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方案设计

建筑电气火灾监控系统简述

发布时间:2015-7-9 9:48:40  作者:

  摘要:近年来建筑电气火灾事故居高不下,2014年公安消防部门共检查单位 511.6万家,督促整改隐患659.5万处,挂牌重大隐患6884家,鉴于发生在我国主要城市的火灾中,建筑电气火灾从占火灾总量的5.7%上升到27.9%,建筑电气火灾的数量约占特大火灾总量的50%~80%。每年火灾造成的人员伤亡和财产损失巨大,以2014年《中国消防年鉴》公布的数据显示,建筑电气火灾次数占总火灾的20.6%,建筑电气火灾直接损失为4.81亿元,占总火灾损失的42.3%;由建筑电气火灾引起的特大火灾的直接损失占总特大火灾的74%,预防和有效遏制建筑电气火灾的任务已经迫在眉睫!国家有关部门相继制订或修改了有关标准规范,要求在建筑中设置建筑电气火灾监控系统。可以说,预防建筑电气火灾是今后有关场所建筑电气设计中的一个相当重要的方面。

  关键词:建筑电气;漏电电流;电气火灾;监控系统;电气安全。

  1.建筑电气引火源

  建筑电气引火源基本上可以分为过热型引火源和放电型引火源两种。

  1.1过热型引火源。又称异常高温部位或危险温度部位。建筑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,它将加速绝缘老化甚至损坏或者直接引燃周围的可燃物,从而引起建筑电气火灾。

  过热型引火源是由以下故障原因引起的:

  1)建筑电气线路或设备线圈发生短路;

  2)建筑电气线路或设备过载;

  3)导体连接部分接触不良,接触电阻过大;

  4)导体绝缘性能下降,引起泄露电流等。

  1.2放电型引火源。即建筑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度的高温。

  可以直接引燃建筑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其相对数量相对地要少一些。

  故障火花和电弧是由以下故障原因产生的:

  1)建筑电气线路和设备发生电弧性接地故障;

  2)建筑电气线路和设备发生相间短路、单相短路或者断线;

  3)建筑电气设备线圈内部层间和匝间短路;

  4)熔断器熔丝的松动、短路和熔断等。

  2建筑电气火灾监控系统简介

  目前,建筑电气火灾监控系统的术语名称也不统一,主要为“漏电火灾报警系统”和“建筑电气火灾监控系统”。

  2.1建筑电气火灾。建筑电气火灾顾名思义泛指由电气设备、电气线路、带电导体、雷电流、静电、电弧等电的热效应原因引发的火灾。

  2.2建筑电气火灾监控系统。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,它由建筑电气火灾监控设备、筑电气火灾探测器以及集中监控设备组成(如图1所示)

电气火灾监控系统.jpg

  建筑电气火灾监控设备(alarmandcontrolunitsforelectricfireprevention):能接收来自建筑电气火灾监控探测器的报警信号,发出声、光报警信号和控制信号,指示报警部位,记录并保存报警信息的装置。建筑电气火灾监控探测器(detectorsforelectricfireprevention):探测被保护线路中的剩余电流、温度等建筑电气火灾危险参数变化的探测器。

  3建筑电气火灾探测器的原理

  3.1建筑电气火灾探测器的检测原理。如图2中所示,iL1、iL2、iL3为相线电流,IN为中性线电流,Id为相线L1在A点的对地泄漏电流,S为任一封闭面。根据基尔霍夫定律,流入任一封闭面的电流有效值向量之和等于零,则有iL1+iL2+iL3-IN-Id=0经整理得:iL1+iL2+iL3-IN=Id

  从上式可知穿过漏电检测原件三相四线制主电路的电流有效值的相量之和等于对地泄漏电流,即图2中的Id

漏电监测原理.jpg

  图2漏电检测原理

  3.2建筑电气火灾探测器在不同系统中的应用

在不同系统中的应用_副本.jpg

  图3在不同系统中的应用图

  4建筑电气火灾监控系统的工作原理

  建筑电气火灾监控系统通过漏电检测原件获得线路的电流、电压等信息,并通过现场处理设备对获得的信息进行运算和分析,判断是否存在建筑电气火灾隐患,将结果通过二总线传送至集中监控设备,集中监控设备根据结果发出相应的指令,执行相应的操作。

  5建筑电气火灾监控系统的分级保护

  《剩余电流动作保护装置安装和运行》(GB13955-2005)中要求:低压供配电系统中为了缩小发生人身电击事故和接地故障切断电源时引起的停电范围,剩余电流保护装置应采用分级保护。根据低压配电系统的设置和具体设备的配电情况,建筑电气火灾监控系统可采用三级保护和二级保护,其中三级保护分为末端保护、中级保护和一级保护,二级保护分为末端保护和一级保护。

  5.1末端保护。末端保护的主要目的是防止人身触电事故,是对火灾防护的补充。末端保护一般采用传统的无延时漏电断路器即可,不纳入建筑电气火灾监控系统的集中监视和控制。具体设置应满足《剩余电流动作保护装置安装和运行》(GB13955-2005)的相关要求。

  5.2中级保护。中级保护主要是对低压配电系统中末端配电线路和末端线路上的设备进行接地故障保护。本级保护采用建筑电气火灾监控系统检测漏电电流;通过分励脱扣原件断开故障线路断路器;通过分合闸指示触点显示断路器状态。一般情况,I△n额定漏电动作电流)的报警值整定在200mA~400mA之间,检测电流大于整定电流并延时Tn=0.3s后发出声光报警信号,报警后,可选择手动或自动切断故障回路电源。I△n还应根据现场测量线路正常运行时的实际漏电电流值校验,I△n值应整定在实际漏电电流值的2~4倍之间。

  5.3一级保护。一级保护是对低压配电系统中配电线路和配电线路上的设备进行接地故障保护。本级保护同样由建筑电气火灾监控系统实现,其原理与中级保护相同。一般情况I△n的报警值整定在400mA~800mA之间,最大不应超过1000mA,检测电流大于整定电流并延时Tn=0.5s后发出声光报警信号,为减少停电事故造成的影响,也可只发出报警信号。I△n也应根据现场测量线路正常运行时的实际漏电电流值校验,I△n值应整定在实际漏电电流值的2~4倍之间。在采用分级保护方式时,上下级剩余电流动作装置的动作时间不得少于0.2s。上一级剩余电流保护装置的极限不驱动时间应大于下一级剩余电流保护装置的动作时间,其时间差应尽量小。

  建筑电气火灾监控系统应设置在高层建筑内火灾危险性大、人员密集等场所,如综合性的高层建筑,其建筑面积比较大建筑电气火灾的隐患也比较大,所以在高层建筑内设置建筑电气火灾监控系统还是十分必

  要的。在高层建筑的建筑电气火灾监控系统的设计过程中,采用的是三级保护,这样以来,既缩小了报警事故面,也方便查找事故点。高层建筑中的一级保护应仅作为报警信号,否则,若漏电电流值大于设定值就立即断电,而事实是尚未形成火灾,而扩大了断电面,是不必要的。

  随着建筑电气火灾监控系统的逐步推广和应用,现有的简单的组网方式和监控模式已经逐渐无法满足现场的高要求了,于是,技术上的发展和更新是不可避免的。而目前嵌入式的出现和发展为建筑电气火灾监控系统的发展提供了一定的可参考性的发展方向。从另一方面来说,监控系统从“小系统”到“大系统”再到真正意义上的远程监控,最终肯定要借助于Internet来实现。


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