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关于电气火灾监控探测器的电磁兼容(EMC)和安规(LVD)问题探讨

发布时间:2015-7-28 10:01:04  作者:固德力安

  关于电气火灾监控探测器的电磁兼容(EMC)和安规(LVD)问题探讨

  1 电气火灾监控探测器的电磁兼容(EMC)和安规(LVD)性能的必要性

  1.1 电气火灾监控探测器的功能

  剩余电流式电气火灾监控探测器用于监控线路的漏电电流大小,当漏电电流超过设定值时发出报警,并通过通讯总线由监控主机显示其地址,以便管理人员及时处理故障,防止对地非金属性短路而造成的电气火灾的发生。 因此,电气火灾监控探测器是一种典型的预警安全保障器件。

  电气火灾监控探测器必须能在配电线路较大的负载电流(几十安到上千安)中准确识别出相对很小的对地漏电电流(零点几安到1安),同时还要正确发送通讯信号往远程监控主机、正确接收远程监控主机的指令,而且在这个过程中要确保本机IP在同一网络的数百个监控探测器中的唯一性。因此,电气火灾监控探测器也是一种典型的强电/弱电边界器件。

  1.2 电气火灾监控探测器的工作环境

  一般来说,电气火灾监控探测器安装在配电柜(箱)里。它工作在强电环境中,处于大电流环流场内。而建筑物配电线路与外来的市电线路是紧密耦合的,不可避免会受到雷电侵袭和建筑物内外设备开停的电压浪涌。它处于从工频(市电频率50赫)到高频(通讯信号频率、外来干扰频率十几兆赫)的复杂电磁环境内。

  同时,配电柜(箱)、管线往往是安置比较密集隐蔽,不能经常清扫,日久尘垢积聚;可能有小动物侵入;环境温度随着季节和负荷的变化会很大波动;大电流启动时会产生可观的电动力;配电柜(箱)内设备运行时可能发生的机械震动...等等,物理环境也十分复杂严苛。

系统组成02.jpg

  1.3 电气火灾监控探测器的性能和结构要求

  由于电气火灾监控探测器是一种安全保障器件、又是一种强电/弱电边界器件,而且还处于相对恶劣的环境下不间断地长时间运行,因此对它的性能和结构要求是相当高的。

  对它的基本性能要求是:要有稳定的灵敏度,要有良好的一致性,要有很高的可靠性,要有优良的抗干扰能力;同时还要有简捷的操作性、报警和读数的直观性。

  对它的基本结构要求是:要具有坚固的外壳,要使用不燃或阻燃的材料,要有良好的绝缘性能,要有足够的散热面积,要有合理的防尘防水和阻止小动物侵入的措施,要能在可能的冲击和震动的情况下正常工作;同时还要便于安装和拆卸、便于连接和检修。

  在技术方面,产品设计时就应考虑到要有3级以上的电磁兼容性能,和IEC标准的安规要求;产品硬件应具备足够的冗余度,软件应具备良好的容错能力。

  尽管电气火灾监控探测器的物理原理很简单,并没有多少技术含量,但要比较全面地达到这些要求,也还是需要倾注很大努力的。我们单位开发生产电气火灾监控产品十六年,产品改进至今已升级了五、六个版本,仍感有继续改进的必要。

  2 与电气火灾监控探测器密切相关的EMC问题

  2.1 EMC的主要内容

  2.1.1 抗扰度(EMS)

  GB/T17624 、GB/T17626《电磁兼容 试验和测量技术》系列标准1~17、27 ~29,与相关IEC标准等同。

  2.1.2 骚扰度(EMI)

  传导骚扰和辐射骚扰符合GB17625.1 、 GB17743、 GB/T6133等系列标准

  2.2 电气火灾监控探测器的EMC重点

  2.2.1 电气火灾监控系统EMS(抗扰度)特性重点: “静电抗干扰”GB/T17626.2 “快速群脉冲抗干扰”GB/T17626.4 “浪涌(雷电感应)抗干扰”GB/T17626.5 “工频磁场抗干扰”GB/T17626.8

  2.2.2 电气火灾监控系统EMI(骚扰度)特性重点: “传导谐波骚扰”GB17625.1 2.3 电气火灾监控探测器的EMC难点 2.3.1 剩余电流互感器及连接 2.3.2 电路和元件 2.3.3 显示器件 2.3.4 I/O端口 2.3.5 壳体结构 2.3.6 总线

  2.3.7 软件容错能力

  3 安规LVD的主要内容

  3.1 物理安全性能和防护措施

  这是欧盟CE认证中十分强调的一个方面,对不同行业的产品有着一系列的针对性标准。我国也逐步公布实施了与国际一致的许多标准。 今年5月公布了新的国家标准GB 23757-2009《消防电子产品防护要求》,将于明(2010)年5月正式实施。届时电气火灾监控探测器、电气火灾监控设备(主机)都必须符合这个标准。

  3.2 电气安全性能和防护措施

  欧盟及国际电工委员会有系列的相关标准。如 EN61557-8(低压配电系统中的电气安全性能和防护措施)。我国也有GB4706.1-2005 《家用和类似用途电器的安全通用要求》以及针对性的相关规范和试验方法的标准。 3.3 电气绝缘性能和绝缘电阻。

  欧盟及国际电工委员会的相关标准如EN61557-1/2 (绝缘性能和绝缘电阻)。而我国往往将这类要求融入到各类产品标准中。

  4 电气火灾监控探测器的EMC和LVD性能低下的危害性

  4.1 电气火灾监控探测器电磁兼容EMC性能低下对整个系统的可靠性、有效性会产生严重影响,会经常发生漏报、误报,甚至使整个报警系统完全失效,进而产生对用电安全的潜在威胁、影响供配电系统的正常运行。 4.2 电气火灾监控探测器安规LVD性能低下不但影响探测器和系统的工作,还会对人员的人身安全构成威胁,而且本身可能成为火灾隐患。

  5 关于选择产品的几点建议

  5.1 电气火灾监控产品的市场现状

  现行电气火灾监控产品的国家标准GB14287-2005(1、2、3部分),对电气火灾监控探测器、电气火灾监控设备(主机)基本上没有提出任何电磁兼容的要求,对安规的要求也很单薄,因而这类产品进入市场的门槛显得很低。这使得很多厂家忽视了这些极其重要的方面,也为某些为了抢占市场而进行恶性价格竞争的厂家造就了可乘之隙,由此导致目前市场上的电气火灾监控产品良莠不齐。

  作为安全产品的生产厂家,是负有很大的社会责任和风险责任的。如果产品出了问题导致事故,生产厂家逃不了干系。我们连续在近年举行的中国消防协会电气防火专业委员会的会议上呼吁,希望在国家行业管理的层面上充分重视这些问题。我们相信GB 23757-2009《消防电子产品防护要求》的实施,这些问题将在一定程度上有所改善。


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