高层建筑电气火灾监控系统设计分析
高层建筑电气火灾监控系统设计分析
摘 要:近年来，电气火灾监控系统作为预防电气火灾发生的有效手段越来越多地被应用到大型建筑物中。文章以线路负荷电流为基准选取适宜的剩余电流式电气火灾监控探测器，并在配电柜和负荷电流较大或有可能产生过热型故障的配电设备增设测温式电气火灾监控探测器。对一类高层综合楼的电气火灾监控系统设计方案进行说明。
关键词: 电气火灾监控系统;剩余电流式探测器;测温式探测器
电气火灾监控系统是一个针对电气火灾而开发的预报警系统，是指当被保护的电气线路中的探测参数超过报警阈值时，能够发出声光报警信号、联动控制信号并且能指示报警位置的系统。其特点在于漏电监控方面属于先期预报警系统，其早报警是为避免损失，而传统的火灾自动报警系统是为了减少损失。该系统主要剩余电流式电气火灾监控探测器、测温式电气火灾监控测器以及电气火灾设备等组成。
1、电气火灾监控系统工作原理
1.1、剩余电流式电气火灾监控探测器的工作原理
相线和中性线同时同向穿过剩余电流互感器的一次绕组。如图1所示，其中I1、I2、I3为相线电流，In为中性线电流，S为任一封闭面，Id为相线L1在A点的对地剩余电流。根据基尔霍夫定律，则有I1+I2+I3-In=Id。
当Id=0时，互感器二次绕组不产生感应电压 。当配电线路发生接地故时Id≠0，此时互感器二次绕组产生感应电压和感应电流，这些信号被送至剩余电流探测器，经分析判断与报警设定值比较，一旦超出出设定值应则发出报警信号。监控主机接到报警信号发出声光报警，同时准确示报警地址，控制室值班入员可通过监控主机远程操作切断电源或到现场排除故障。
1.2、测温式电气火灾监控探测器的工作原理
测温式电气火灾监控探测器作为电气火灾监控系统信号处理的中继部分，可以判断出下级终端每一只温度探头的状态，并通过通讯网络将故障报警们息发送给上级监控设备，完成监控报警的综合处理
2、电气火灾监控系统设计
2.1、电气火灾监控主机设计
主机设置在地上一层的消防控制室内，系统供电要求同火灾自动报警系统。在主机上安装有控制软件。用整个系统的集中远程控制管理 。控制主机上配置相同的打印机、声光报警器、备用电源等 。
2.2、确定探测区域和保护范围
一类高层综合建筑为一级保护对象，根据《电气火灾监控系统的设计方法》(暂行)的规定应在正常照明、正常动力、应急照明等配电箱处设置剩余电流式电气火灾监控探测器。
2.3、剩余电流式电气火灾监控探测器设计
一级保护探测器设置在配电室高、低压开关柜的各路配出供电线路上，二级保护探测器设置在配电下一级配电箱(如楼层总配电箱)各路配出供电线路上，三级保护探测器设置在负荷端配电箱的配出供电线路上。根据建筑的具体配电系统情况和确定的探测保护分级即可确定出需探测的配电供电线路总路数，确定每路供电线路的额定电流，进而确定传感器的选用。
1)采用一级保护的配电柜的探测器选型。低压出线回路的额定电流直接由低压出线回路的计算符合电流确定，根据线路额定电流值选择适宜的传感器，依规定安装在线路 L1、L2、L3相线上，将线路情况以电子信号传到探测器上。
2)支配电箱和端配电箱的探测选型。根据线路允许载流量或设备额定功率确定线路额定电流，根据线路的额定电流选择适宜的传感器。线路额定电流的计算如下所示 。
根据导线截面面积确定线路额定载流量，根据配电设备的额定电流确定线路的额定电流 。
式中，Ie是导线额定电流，A;Pe 是用电设备的额定功率 ,kW;Ue是线路额定电压 ，kV;COS∮是额定功率因数。
2.4、 测温式电气火灾监控探测器设计
《电气火灾监控系统的设计方法》(暂行)中规定了测温式电气火灾监控应设置的部位，对于一类高层建筑应在室内变压器柜、电容补偿柜 、整流柜、转换柜、树干式配电回路起始出线端、放射式配电回路出线或进线端、有可能产生热性故障的配电设备设置测温式电气火灾监控探测器。
2.5、 短路隔离器设置
报警器至监控中心数据集中报警器之间联网总线一旦发生局部短路会造成某一回路或系统瘫痪，因此为避免事故发生应在回路上增设短路隔离器。
2.6、电气火灾监控系统布线设计
探测器与电气火灾监控设备之间采用无极性两总线连接。*大通讯距离不大于1500m二总线布线采用截面积不小于1.0mm2阻燃RVS双绞线。电气火灾监控设备与监控图形显示系统连接线线采用3芯RS232通讯电缆。电气火灾监控系统设备与总线隔离器之间采用截面面积大于l.0mm2的阻燃双绞线连接。
3、结论
本文通过对该建筑的配电系统按照配电柜、支配电箱、支配配电箱进行分级保护，利用导线截面载流量或设备额定功率确定线路额定电流 。根据配电箱内寻|出线路的额定电流选择适宜的剩余电流式传感器，并在配电设备和线路适当部位增加测温传感器，*后在每层的总线分支处设置短路隔离器并对系统布线进行设计说明。
