电气火灾监控系统(ACS-E)的设置

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电气火灾监控系统设计
为了遏制电气火灾的上升势头，　政府有关部门对　《高层民用建筑设计防火规范》　（ＧＢ５００４５－９５，　２００５　版，　以下简称　《高规》　《建筑设计防火规范》　和　（ＧＢ５００１６－２００６，　以下简称《低规》）进行了局部条文修订，要求在建筑物内安装剩余电流动作火灾监控系统。

　１　电气火灾隐患的主要成因　电气火灾形成主要分为过热型和放电型两种，实际中火灾隐患主要由过热型引起。

过热型是电气线路和设备发热部位产生异常高温，如超过允许温度和温升，　将会加速绝缘老化或直接引燃周围的电燃物，主要由以下故障引起：　⑴电气线路或设备线圈发生短路；　⑵电气线路和设备过载；　⑶导体连接部分接触不良，接触电阻过大；　⑷导体绝缘性能下降，引起漏电；　⑸非线性负载引起电气线路和设备高次谐波过载，尤其中性线过载；　⑹供电电压过低或过高，电气设备的频繁启动等。

　放电型是电气线路和设备产生的故障火花和电弧引燃周围的可燃物，主要由以下故障引起：　⑴电气线路和设备发生电弧性接地故障；　⑵电气线路和设备发生相间短路、单相短路或断线；　⑶电气线路过压击穿；　⑷电磁感应放电等。

　２　火灾自动报警系统、剩余电流动作保护装置与电气火灾监控系统的区别　火灾自动报警系统主要解决各种火灾发生之后的报警，同时启动消防联动控制系统对火灾区域内的人员进行快速和有序疏散，并对火灾区域实施扑救。

而剩余　电流保护装置（ＲＣＤ）　主要解决的是人身电气安全问题（一般在终端电气设备保护开关处设置，其剩余电流≤３０ｍＡ　无延时脱扣，特殊场所剩余电流保护装置电　流≤１０ｍＡ　无延时脱扣或报警），起到直接或间接接触电击防护功能，当然　ＲＣＤ　也有一部分内容适用于电气火灾的防范。

　电气火灾监控系统（由电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器、测温式电气火灾监控探测器三部分组合而成）主要解决的是对电气火灾的预防和　控制，隔离故障线路，重要性质负荷线路报警等，不包括对人身安全的直接及间接接触电击防护功能。

系统采用　ＨＵＢ（集线器）星形结构线，总线采用超五类　８　芯　ＵＴＰ（非屏蔽双绞线），与火灾自动报警系统分开且独立敷设，因此其和火灾自动报警系统为并列关系，也可成为火灾自动报警系统的一个子系统，仅仅实　时提供火灾监控探测器对配电线路、配电设备和大型用电设备所监测的数据采集和传输。

　３　电气火灾监控系统　３．１　电气火灾监控器设置　目前，漏电火灾报警系统的设计主要依据《高规》和《低规》局部修订条文，但对新建和改造的建筑物设置电气火灾监控系统，没能给出明确的电气火灾监控　器（简称“监控器”）的设置，笔者认为可根据火灾自动报警系统对保护对象的分级，确定建筑物的火灾危险性，并结合《剩余电流动作保护装置的安装和运　行》（ＧＢ１３９５５－２００５）中电气火灾的防护章节的规定，在以下位置设置监控器：　⑴应在电力总配电箱进线处设置监控器；　⑵建筑物内人员密集场所和歌舞、娱乐、放映、游艺场所的配电箱进线处设置监控器；　⑶配电室重要负荷（消防、安防、大型计算机房、通讯机房等）低压出线回路设置监控器等；　监控器设置还应符合现行国家标准《电气火灾监控系统》（ＧＢ１４２８７－２００５）第　１　部分：电气火灾监控设备，第　２　部分：剩余电流式电气火灾监控探测器，第　３　部分：测温式电气火灾监控探测器的有关规定。

　３．２　电气火灾监控系统设计　３．２．１　一般要求　⑴明确保护对象的配电系统组成和接地型式；　⑵电气火灾监控系统（简称“系统”）主机应设在消防控制室内或　２４　小时有人值班的场所；　⑶系统应有自动和远程手动两种触发装置；　⑷系统功能主要以监控对象的报警为主，如确实需要触发控制时应以手动触发为主；　⑸系统容量应留有一定的裕量，产品应符合国家相关规范和标准要求。

　３．２．２　设计要求
因《高规》和《低规》是建筑设计规范，非专门的漏电火灾报警系统设计规范，并没给出详细的设计要求，因此，笔者根据以往所设计的工程和国家相关标准　条文，主要对漏电火灾报警系统设计提出几点想法供商榷。

　⑴配电线路的漏电监控。

　根据国际消防资料和近年来国内电气火灾案例分析，由线路电弧性接地故障引起的火灾比例最大，因此配电线路的漏电监控是电气火灾系统中的重要部分。

　对线路的漏电监控，首先应了解保护对象火灾危险性，同时明确工程配电系统设计组成、接地型式和负荷对象性质。

对线路漏电电流监控器设定值有下列要求：　报警值不应小于　２０ｍＡ，不应大于　１０００ｍＡ，且监控器的报警值应在报警设定值的　８０％～１００％之间，对疑似预警的
剩余电流额定值均不宜低于正常运行实测泄漏电　流值　３～４　倍且不宜大于　１００～３００ｍＡ，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　倍且不宜大于　３００～５００ｍＡ。

　配电线路的漏电监控保护应设两级或三级保护，笔者认为随着建筑物的体量增加和建筑物内供电对象多样性，建议建筑物内配电线路的漏电监控保护以三级保　护为主。

第一级通常为线路末端，因是线路末端原则上仍应使用传统无延时的　ＲＣＤ，漏电动作电流　Ｉ△ｎ≤３０ｍＡ，高灵敏度、快速动作型，主要用于防人身触电　保护，ＲＣＤ　应选用电磁式，它靠接地故障电流来动作，与线路残压无关能确保动作的可靠性。

第二级设在楼层配电箱进线处和动力设备间内配电柜进线处，动　力回路监控器漏电电流报警值　Ｉ△ｎ　为　５０～１００ｍＡ，阈值报警值　Ｉ△ｎ　为　２００～３００ｍＡ；照明回路监控器漏电电流值　Ｉ△ｎ１００～２００ｍＡ，阈值报警值为　Ｉ△ｎ３００～　５００ｍＡ，以上电流值最后按实际正常泄漏电流值　２　倍确定，且不宜大于　３００～５００ｍＡ。

第二　级设置的漏电监控器主要功能以预警为主（准确报出故障线路地址和隐患部位），尽量避免采用漏电自动脱扣保护，因为从发生故障到烤燃起火以至成灾，需　要一个相当长的时间，因此发出报警后完全有时间查出故障线路和妥善处理故障回路。

　确需采用漏电自动脱扣保护的回路，最好选用漏电保护装置（漏电断路器、漏电负荷开关和配有漏电附近的断路器），由配电系统设计确定动作电流值和时间，　实现具有选择性的分级保护，参数选择有以下要求：　①用于配电线路的剩余电流保护装置动作电流应不小于正常运行泄漏电流值的　２．５　倍，同时还应不小于其中泄漏电流最大的一台用电设备正常运行泄漏电流值　的　４　倍。

　②上下级剩余电流保护装置的动作时间差不得小于　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，且时间差应　尽量小。

　③上级剩余动作电流（Ｉ△ｎ）不应小于下级剩余动作电流（Ｉ△ｎ）的　３　倍，对火灾危险性大的场所取值范围为　１００～５００ｍＡ，对于一般场值取　５００ｍＡ～１Ａ。

　建筑物总进线处为第三级，第三级设置的监控器仅仅用于漏电报警，其漏电电流值定为　４００～８００ｍＡ。

　因此，火灾监控系统对配电线路的漏电应以报警为主，线路的漏电脱扣应由配电系统设计人员根据负荷性质与相关设计规范、国家标准设计，避免功能重复，　使设置复杂化，降低其可靠性且增加业主的建筑费用。

回路监控示意见图　１。

⑵配电线路和设备的温度报警。

　配电线路和大型用电设备除有漏电监控报警外，还应根据负荷运行情况和线路敷设的环境因素，建议条件允许时考虑在个别位置增设温度监测报警，如在电气　竖井内设置温度监控器动态检测电缆和插接式母线温升情况。

配电设备的温度报警主要对干式变压器设置高温报警，以上报警信号送至电气火灾监控系统。

　选用温度报警方式时，应根据线路和设备所提供的耐热特性及允许温升的资料设定温度报警参数，其值一般规定为小于允许耐热温度　５℃。

　⑶电气火灾监控器。

　配电线路漏电监控器选用配三个电流探测器与一个剩余电流探测器的组合型，监控器预设的各项参数值应有现场可调功能。

　此外，为避免重复设置，配置有剩余电流探测控制器的配电箱，若需漏电脱扣，一般只使用普通带脱扣的断路器（脱扣电压宜为　２４Ｖ　ＤＣ），不再使用剩余电流　断路器；若需漏电报警，同样无需象以往使用报警式剩余电流断路器，以免造成浪费。

同时为避免监控器和监控中心的联网总线的短路，应在回路上增设短路　隔离器。

３．３　电气火灾监控系统的设备性能要求　⑴可探测泄漏电流信号；　⑵可探测电气联接点处温度信号；　⑶电气火灾监控系统的报警电流值应可调；　⑷电气火灾监控系统应具有自动巡检功能；　⑸电气火灾监控系统应具有发出声光报警，准确报出探测点地址，并监视探测点的变化，打印故障报表功能；　⑹储存各种故障及操作试验信号，信号储存时间不应少于　１２　个月；　⑺系统监控主机应有良好的兼容性。

　工程应用实例：　广州时代玫瑰园二三期，元邦明月园，北京嘉华会俱乐部，广东商学院三水校区教学楼，东莞市塘厦镇广播电视影视中心，广东省计划生育专科医院，瑞金市　苏维埃纪念公园，广州邮电通信设备有限公司科技研发大楼，云浮市　１１９　指挥中心，东莞钻石半岛酒店，惠州市惠城区体育馆，中国移动广东公司汕尾分公司，　广州开发区科技企业加速器（首期）工程，增城市石滩中心镇医院门诊综合楼。

　４　结束语　综上所述，电气火灾监控系统是一个联网的整体装置，是一个完整的系统。

其主要功能是在火灾发生前，能对配电线路、变配电设备、重要用电设备的电流（以　线路漏电电流为主）和温度变化进行检测，以及对隐患和故障部位的地址进行报警。

　因此，电气火灾监控系统的设计首先明确保护对象的火灾危险程度，并结合工程的配电系统设计和负荷特
性确定保护分级；同时，电气火灾监控系统的设计应　以线路漏电检测和报警为主，可根据负荷特性和运行状况，对配电设备和线路适当的部位增加温度监控器，如变压器、电气竖井内的电缆桥架和电缆夹层等，　提高系统的性价比。

此外，在配电设计时还应充分考虑线路负荷增长因素和敷设条件对载流量的影响，选择足够的中性线截面，认真做好工程的总等电位和局　部等电位联结的设计，合理选配剩余电流动作保护装置等对电气火灾的防护也一样至关重要。

１。