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浅谈建筑电气火灾监控系统的设计

发布时间:2015-8-31 13:57:21  作者:固德力安

  浅谈建筑电气火灾监控系统的设计

  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。本文以线路负荷电流为基准选取适宜的剩余电流式探测器,并在配电柜和负荷电流较大或有可能产生过热型故障的面己也设备增设测温探测,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:建筑电气工程;火灾监控;设计;电气火灾监控系统

  引言

  本文主要论述了电气火灾监控系统,电气火灾监控系统随着建筑设计防火规范的完善而在工租程中不断普及、应用,力安科技对电气火灾监控系统的设计进行分析,希望通过交流,有效地防止电气火灾的发生。

电气火灾监控系统.jpg

  1、设置电气火灾监控系统的必要性

  随着科技的发展,建筑自动化程度越来越高,建筑物用电设备及电气线路越来越多,由此带来的问题就是电气火灾高发。在2008-2012年,全同公安消防部共统计20.8万起电气火灾,占此阶段火灾的33.37%。2013年某公司主厂房部分电气线路短路,发生火灾,造成121人亡,76人受伤,自接经济损失l.82亿的惨剧,数据统计如图l所示。以上情况说明我国老旧建筑在设计时消防设计要求低,审查标准也不如现在高,所以更加容易发生火灾,更加有必要增设电气火灾监控系统。针对电气火灾高发的现状,相关规范明确要求在建筑物中设置电气火灾监控系统的同时,最新执行的电气设计划范中专门附加l“电气火灾监控系统”这章内容,对电气火灾监控系统做了比较详细的规定。

  2、电气火灾监控系统工作原理

  2.1、剩余电流式探测器的工作原理

  相线和中性线同时间向穿过剩余也流互感器的-次绕组。如图2所示,其中IL1、IL2、IL3为相线电流,In为中性线电流,S为任一封面,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Iu+I12+I13-In-Id=O整理得IL1+I12+I13-In=Id。

  当Id=O时,互感器的二次绕组不产生感应电压。、当配电线路发生接地故障时,Id≠O,此时互感器二次统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,经分析判断并与报警设定值比较,一旦超出设定值则发出报警信号。监控主机接到报警信号发出声光报警,同时准确显示报警地址,控制室值班人员可通过电气火灾监控主机远程操作切断电源或到现场排除故障。

  在最理想的情况下,剩余电流流式火灾监控系统应根据配电系统构成,可以分为三级,末端配电箱一级,楼层或防火分区一级,总进线或变电所一级。在每一个配电箱或配电柜内设置剩余电流式电气火火探测器,探测器的报警值不应小于20mA,不应大于500mA,且探测器报警值应设在80%~100%之间。可恨据设备和保护线路正常运行时的最大自然漏电电流值的两倍左右来设定报警值,何不应大于500mA。一般在最末级设几十毫安左右漏电电流,在楼层或防火分区宜为300mA,总进线或变电所一级宜为500mAo若电气设备中电流、剩余电流等参数发生异常,达到探测器的设定值时,30s内发出声光报警信号,指示报警部位,记录报警时间,并与保持,直至手动复位。当再次有报警信号输入时,应能再次启动。当设备自身故障时,如断路、短路等应在100s内发出与监控报警信号有明显区别的声光报警信号,故障信号应保持至故障排除,监控设备应能对本机进行功能检查。通过对配电系统各级用电设备及线路的漏电监测,能够及时有效的预警电气故障或火灾发生。所以,剩余电流式电气火灾监控系统安装在配电线路中尤为重要。

  2.2、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,可判断出下一级终端每一只温度探头的状态,并通过通信网络将故障报警信息发送给上级监控设备,完成监控报警的综合处理。

  3、建筑电气火灾监控系统设计要点

  3.1、确定探测区域和保护范围

  关于火灾监控的内容和监控的范用,相关规定给出了明确的指示。相关规范指出了一些应该重点进行监控的地方,包括公共建筑的照明系统与插座供电系统,规范中对二次装修的公共建筑做了特别说明,这类建筑大多设备陈旧、线路老化严重,并且不易施工,因此这类建筑中的隐患是难以被发现的,应重点做好这类建筑的电气火灾监控。剩余电流时电气火灾监控探测器设置部位如表1所示。

剩余电流式电气火灾监控探测器设置部位.jpg

  3.2、建筑电气火灾监控系统施工布线注意事项

  ①电气火灾监控系统的布线应符合现行国家标准的要求,导线的种类、电压等级应符合现行国家标准的规定电气火灾监控 设备的布线要求;

  ②新的建筑工程项目,探测控制器要放在楼层 的专门配电箱内,并且注意要远离导电母线安装,再在电源母线上安装剩余的电流互感器,将其安套牢固。另外最好采用屏蔽导 线作为探测控制器与互感器之间的连接线;

  ③接线时,要严格执行消防用电的规定,比如安装接线端时,不得进行反向接线,接线的数量也有严格规定,即不能超过两根。另外布线时,要采取 相应的防护措施,及防雷、防火和防静电措施;

  ④严格区分N线 和PE线,部分装有剩余电流保护或者是报警装置的线路,剩余电流互感器中,相线和零线必须同时穿过,而PE线则不能穿过。 需要注意的是,穿过剩余电流互感器后的下游线路需要保持一 定的独立性,也就是剩余电流互感器的上游线路“共零”或者是任何的电气连接;

  ⑤总线布线时要注意诸多问题,例如要分开强弱电线进行布线,不能产生交叉和搭线。不能与动力线、照明线、 视频线、广播线、电话线等穿入同一金属管内。配线要保持整齐, 导线要捆扎成束。

  3.3、配电线路的漏电监控

  漏电监控在配电线路监控中占据重要地位,这是由于在电气 火灾的案例中,占有比例最大的是线路电弧性接地故障引发的 火灾。在对线路设置漏电监控之前,首先要对保护对象的火灾危 险性进行了解和评估,同时对工程配电系统设计组成、接地形式 和负荷对象性质要进行划分。对于线路漏电电流监控器的设定 值有着明确要求,如下:报警值要大于等于20mA,但是不能大于lO00mA。并且监控器的报警值需要设置在80100%以内,对于疑似预警的剩余电流额定值都要大于正常运行状态下实测的泄露电流值的3-4倍,同时要小于100300mA。阈值报警的剩余电流额定值都不能低于正常泄露电流值的2倍,但是不能大于300500mA。部分回路需要采用漏电自动脱口的保护装置,在选择装置时需要注意,尽量选择具有漏电保护功能的,这样做的目的是可以通过配电系统设计,从而确定动作的电流值以及时间, 就可以很好地实现选择性的分级保护。

  3.4、配电线路和设备的温度报警

  配电线路和大型设备要根据条件考虑装设温度监控报警系统,注意该系统的装设要根据线路负荷的运行情况和敷设环境来进行。温度检测报警系统一般装设在电气竖井内,用来对电缆和插接式母线的温度进行动态的检测。配电设备的温度报警主要是针对干式变压器而言,要对其进行高温报警值的设定,由火灾监控系统接收报警信息值。

  4、结束语

  电气火灾监控系统还算是个新事物,设计人员在设计中,开发公司在应用时,产品厂商在生产中都在摸索探寻中,国家相关部门也在逐步完善设计规范和产品标准。设计人员应该积累现场经验,根据配电面积及配电设备的实际情况,合理设计电气火灾监控系统,使电气火灾监控系统在防范电气火灾方面充分有效地发挥出它的作用。作者对电气火灾监控系统工程的设计认识有限,希望与业内人士交流,共同提高设计水平。


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