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方案设计

电气火灾监控系统的应用

发布时间:2015-9-15 11:18:55  作者:固德力安

  电气火灾监控系统的应用

  摘 要: 主要介绍了电气火灾的主要原因、 几种电气火灾监控系统的构成和设立意义。参照各规范,讨论了宜设立电气火灾监控系统的场所。该系统的设立可大大减少电气火灾事故的发生,对保证人们的生命财产安全具有重要意义。

  关键词: 电气火灾; 电气火灾监控系统; 火灾报警系统

  0 引 言

  随着我 国 的 现 代 化 建 设,电 能 已 成 为 社会生产和生活的必需 品。电 能 给 社 会 生 产 和人们生活 带 来 方 便 的 同 时,也 在 不 同 程 度 上带来了火灾隐患。当今,我国用电量剧增,电力电缆老 化 或 到 达 使 用 寿 命,以 及 各 种 不 规范施工造 成 线 路 和 装 置 的 绝 缘 性 能 下 降,再加上原始 设 计 载 荷 能 力 限 制,造 成 我 国 电 气火灾形势 格 外 严 峻,严 重 威 胁 着 人 们 的 生 命和财产安全。

  据统计,2007 年电气原因引起火灾共 46 247起,占火灾总数 28. 3% ; 2008 年电气原因引发火灾 40 000 起,占火灾总数 29. 7% ; 2009 年电气原因引 起 的 火 灾 共 39 102 起,占 火 灾 总 数 的30. 2% ; 2010 年电气原因引起的火灾共 41 237起,占火灾总数的 31. 1% 。从近几年发生的电气火灾来看,无论在次数还是造成的损失上,都占已调查火灾总数的 30% 左右,处于各种火灾原因的首位。由此可见,电气火灾在当前已成为各种火灾中的主要灾害源,且呈现居高不下逐年增高的趋势。

  1 重、 特大电气火灾数据统计分析

  1. 1 电气火灾场所分布

  电气火灾场所分布图如图 1 所示。由图 1分析可知,工厂发生火灾的比例最大,商业建筑可能性次之,住宅、 宾馆、 写字楼及其他场所概率基本在 10% 左右。因此,应将工厂、 商业建筑、 住宅作为电气火灾的重点设防对象。

电气火灾场所分布??.jpg

  1. 2 电气火灾起火部位

  电气火灾起火部位分布图如图 2 所示。由图 2 分析可知,电气火灾最可能发生于电气系统的以下部位: 电气线路、 用电设备、 电气设备及其他部位。

电气火灾起火部位.jpg

  电气线路主要由载流导体、 绝缘材料组成。电气设备组要有能量转换设备、 接通及断开电路的电器、 控制及保护电路的电器、 接地装置等。

  由以上分析可知,电气线路年久老化、 不规范施工等最容易导致电气火灾; 用电设备导致的电气火灾概率次之。电气设备有专用的变电所、变电房,且一般有专人管理,火灾概率仅占 10%左右。电气火灾中的防火重点主要集中在电气线路和用电设备两大方面,尤其要以电气线路防范为主,同时以加强用电设备的安全使用管理为  辅,才能避免多数的电气火灾。

  1. 3 电气火灾起火原因分析

  起火原因主要分为突发性故障和渐变性故障两种,具体组成如图 3突发性故障引发的电气火灾有短路和雷击,其中 52% 的短路中相间短路占 26% ,金属接地性短路占 26% ,金属接地性短路是漏电的终极结果。突变性故障主要由配电系统功能解决,电气火灾监控系统作为辅助性控制手段,辅助控制突变性故障引发电气火灾的可能。

电气火灾起火原因.jpg

  渐变性故障引发的电气火灾有过热、 接触不良、 过负荷、 电气故障、 漏电。

  电气火灾监控系统主要应解决渐变性故障的监视,即减少电气火灾诱发因素,建立预警及控制。

  2 电气火灾起因分析

  2. 1 剩余电流与配电系统容量及特性关系

  ( 1) 自然泄漏的剩余电流与配电系统容量无直接相关性。

  ( 2) 自然泄漏的剩余电流与配电系统特性直接相关。

  ( 3) 在时间进程中,随着绝缘材料老化,自然泄漏的剩余电流有进一步扩大的趋势。

  ( 4) 在日后变化中,剩余电流还与用电设备的扩展密切相关。

  ( 5) 剩余电流发展的极端状态就是接地性短路故障。

  平均分布式剩余电流非真正的火灾隐患,点热积聚效应式剩余电流才是真正的火灾隐患。

  2. 2 电气线路及设备长期过负荷及过热影响因素

  电气线路及设备长期过负荷及过热影响因素如下:

  ( 1) 设计线路的载流量取值偏大。

  ( 2) 原则上线路长期标定过流电流受断路器中热脱扣限制。

  ( 3) 中性线的过热。

  ( 4) 电气设备的过热温升。

  通过对电气火灾的两大起因分析,可得出以下结论: 要预防电气火灾,最关键的问题是必须要了解监控系统中的剩余电流的大小,以及电气线路和设备的过热温升情况。

  电气火灾监视与控制系统是实现对电气系统剩余电流以及线路、设备过热进行监控的解决方案。当剩余电流突然变大或相关线路设备温升超限的情况下,就会警示电气系统可能出现问题,并发出警报,管理人员就可及早派出专业人员对系统标示出的区域进行巡检排除隐患,避免电气故障引发电气火灾。

  3 宜设电气火灾监视与控制系统的场合

  电气火灾监控系统的设计与应用主要依据以下国家标准相关条文。

  ( 1) GB 50045—1995《高层民用建筑设计防火规范》 ( 2005 年版) 第 9. 5. 1 条规定: 高层建筑内火灾危险性大、 人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。

  ( 2) GB 50016—2006《建筑设计防火规范》第 11. 2. 7 条规定: 影剧院、 馆所、 仓库、 住宅小区、 医院、 商店、 学校等场所宜设置剩余电流动作电气火灾监控系统。

  ( 3) 《建筑电气火灾预防性检测技术要求和方法》 有关条文也明确要求: 应在电源进线端设置自动切断电源或报警的剩余电流动作保护器。

  ( 4) 电气火灾监控系统的产品应满足 GB14287. 1—2005《电 气 火 灾 监 控 设 备 》、 GB14287. 2—2005《剩余电流式电气火灾监控探测器》、 GB 14287. 3—2005《测温式电气火灾监控探测器》 相关要求。

  ( 5) 电气火灾监控系统的安装和运行应满GB 13955—2005《剩余电流动作保护装置安装和运行》 的要求。

  ( 6) 电气火灾监控系统的供电应满足 GB50052—2009《供配电系统设计规范》 的要求。

  ( 7) 电气火灾监控系统的设计应满足《电气火灾监控系统的设计方法》 的要求。

  选取场所示意如表 1

电气火灾监控系统选取场所示意-1.jpg

  末级配电系统中剩余电流( 疑似) 预警值、 报警阈值、 脱扣动作值选择如下:

  ( 1) 总自然泄漏电流值是系统内用电设备及线路的自然泄漏电流值代数和。

  ( 2) 疑似预警的剩余电流额定值均不宜低于正常泄漏电流值的 3 ~4 倍,且不宜大于 100 ~300 mA。

  ( 3) 阈值报警的剩余电流额定值均不宜低于正常泄漏电流值的 2 倍,且不应大于 300 ~500 mA。

  ( 4) 脱扣动作值的剩余电流额定值一般不宜大于 500 mA。

  4 电气火灾监视与控制系统

  系统实现的六大目标功能为剩余电流、 线路温升、 电动机及大型用电设备温升、 配电箱( 柜)温升、 中性线断线和脱扣控制。

  下面例举几种不同形式的系统: 独立式电气系统、 多线制电气系统、 总线式电气系统,其组成及原理框图如图 4 至图 6 所示。

电气火灾监视与控制系统图.jpg

  5 结 语

  电气火灾监控系统与火灾自动报警控制系统定义的区别在于: 火灾自动报警系统着重于考虑火灾已发生的报警及其处理; 电气火灾监控系统着重于电气火灾发生前期的隐患先兆预警。前者是针对广泛的火灾类别; 后者仅是针对电气系统的表述。

  针对电气火灾不断上升的趋势,必须采取有效的应对措施。随着祖国现代化建设的快速发展和人民生活水平的不断提高,用电量大幅增加,电气火灾事故的发生居高不下,造成的损失也是不可估量的。综合考察我国发生火灾的趋势,安装电气火灾监控系统是非常迫切的、 必要的。如果能把低压配电系统中尚未造成火灾发 生的隐患,事先有效地通过对漏电、 温度的异常变化以及它们可能引起的火灾进行预报、 监控,就能大大地降低火灾事故的发生,以保证人们的生命、 财产安全。


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