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1、使用电气火灾监控系统防范电气火灾的发生Schneider Wingoal(TianJinElectric Equipment CompanyCo.,LtdMarketing Department杨晨Abstract:With the average power supply rising,electric fire become a important case. Hidden electric fire trouble desire protected by Electic Fire Protect system in interrelatedstandard and criterion.T
2、his article described the configuration,theory, collocation,useand chosen of alarm value of Electic Fire Protect system.Key words: Electic Fire Protect system WEFP Alarm value Leakage current摘要:伴随人均用电量大幅提高,电气火灾成为不得不重视的事实,标准和规范也在要求使用电气火灾监控系统来监控电气火险隐患。本文描述了电气火灾监控系统的构成、原理、监控布点、使用方案和报警设定值的选择。关键词:电气火灾监控系
3、统WEFP 报警设定值泄漏电流21世纪的最初几年中,我国人均用电量攀升飞快。伴随着国民用电量的激增,电气火灾也随之剧增,从而也给国家经济和人民生命财产造成巨大损失。据公安部消防局发布的火灾统计数据,2007年全年共发生火灾15.9万起(不含森林、草原、军队、矿井地下部分火灾,死亡1418人,受伤863人,直接财产损失9.9亿元。从引发火灾的直接原因看,电气引起火灾最多,共45703起,占总数的28.8%。另据统计数据分析,各种电气火灾主要由泄漏电流、电气短路和元件或电缆超负荷这三大原因引起。电气短路有两类,一类是金属性短路,另一类是电弧性短路。电弧性短路是由于短路点未被焊死而迸发电弧或电火花,
4、它的短路电流不大,保险丝一般不会被熔断,而电弧则持续存在,其局部温度可高达200 03000,很易引燃近旁可燃物质,这种短路电弧往往成为火灾的点火源。因此,接地电弧性短路是最常见且多发的电气火灾起因。国外电气防火研究的结论如此,我国这几年一些电气短路火灾的现场分析结果也是如此。而接地电弧短路火灾的防范并不复杂,只需在配电系统中增加探测泄漏电流的电气火灾监控系统即可。它可在建筑内任一处发生接地性电弧短路时及时发出报警信息。电气短路和元件或线缆超负荷这些起火原因最终将会反映到导体发热温度升高周围物质达到着火点后起火。这类由发热而最终导致的电气火灾在全部电气火灾中占到了66%左右的比例。另外,由绝缘
5、受损、环境潮湿等引起的泄漏电流故障(以及由泄漏电流电火花引起又在电气火灾的起因中占有10%以上的比例。监控电气火灾长时间以来都是预防火灾发生的焦点,精确、完善地预先监测出电气火灾发生前存在的隐患,同时提供相应的报警及控制,可以给我们的防火工作带来更好的实效性和目的性。由此可见于配电系统中使用电气火灾监控系统在当今供电现况下尤为重要。根据国家标准GB14287-2005电气火灾监控系统以及相关规范电气火灾监控系统的设计方法(暂行规定,则电气火灾监控系统的基本组成应包括:电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器以及测温式电气火灾监控探测器等三个最基本产品种类所组成。其中,剩余电流式电气火灾监
6、控探测器又由监控探测器和剩余电流互感器(分对插式、闭合式两种所组成。测温式电气火灾监控探测器由监控探测器和测温传感器所组成。其基本原理是,当电气设备中的电流、温度等参数发生异常或突变时,终端探测头通过剩余电流互感器、温度传感器等采样器件对该异常信息进行采集,并输送到监控探测器里,经放大、A/D 转换、CPU对变化的幅值进行分析、判断,并与报警设定值进行比较,一旦超出设定值则发出报警信号;同时也输送到监控设备中,再经监控设备进一步识别、判定,当确认可能会发生火灾时,监控主机发出火灾报警信号,点亮报警指示灯,发出报警音响,同时在液晶显示屏上显示火灾报警等信息。值班人员则根据以上显示的信息,迅速到事
7、故现场进行检查处理。那么,在配电系统中需要对不同的系统结构和不同的使用功能采取不同的布点方式,研究分析被控低压AC380V/220V配电线路的相关结构,将建筑电气的分布情况调查核实,确定需要检测的配电设备的位置,把每一个监控探测器分配到相应的配电设备上,以此来确定探测器的数量,避免重设浪费。通常使用分级保护的原则:1.一级保护的放射式回路的出线端或下端设备的进线端安装监控探测器来检测泄漏电流情况,树干式回路的出线端安装监控探测器采样其各分支回路泄漏电流情况,提供监控数据。2.二级保护中,所有开关处都要设置安装剩余电流火灾监控探测器,即在线路的电源端(第一级保护和分支首端(第二级也称为末端保护都
8、要安装剩余电流探测器,并接入电气火灾监控系统,只作火灾监控报警用。3.第三级(即末端保护开关处应设置剩余电流探测器及动作保护装置,但不接入电气火灾监控系统,目的为的是防止人身触电。施耐德万高(天津电气设备有限公司研发并制造的WEFP电气火灾监控系统正是符合GB14287国家标准的电气火灾监控产品。WEFP电气火灾监控系统是安装于低压配电系统中,用于监测低压配电系统中有关电气火灾产生隐患的电气参数项,并通过监控主机设备采集监测数据作为集中控制和集中管理,当被保护线路中被探测参数超过报警设定值时,能发出报警信号,控制信号,并能指示出报警部位的系统。WEFP电气火灾监控系统包含监控探测器(WEFPT
9、-Z组合式/WEFPT-F分离式、监控单元(WEFPJ、监控主机设备(WEFPS这几大功能模块,可根据用户的需要选择集中总线型的信息管理模式或是功能分区型的信息管理模式。满足用户对于自身配电系统的监控定制需求,配合组成完全满足每一个配电系统应用的电气火灾监控系统。此时,根据建筑的功用不同而在WEFP电气火灾监控系统监控点位选取方面采取以下方案:1.方案一:使用于人员密度大、流动性大的封闭式建筑,如大型集中商贸卖场内部配电系统中在这类封闭式人员密度大、流动性大的建筑内,主配电回路使用电气火灾监控探测器,选取主回路下分支线路处安装。除此之外,由于配置于每分支回路入户处的用电情况无法处理均衡,另需在
10、分配电柜的分支出线回路同时安装电气火灾监控探测器,并使用监控单元来实现集中显示和控制。附图12. 方案 二:使用于高层民用建筑内部配电系统中在高层民用建筑配电系统内,主配电回路使用电气火灾监控探测器,选取主回路下分支线路处安装。除此之外,另需在层箱内使用组合式电气火灾监控探测器,安装于此树干式配电进线侧,同时监控下端的动力回路和照明回路,利用其单独显示、便于使用的特点。3. 方案 三:使用于大型公共建筑内部配电系统中,如酒店、写字楼等在大型公共建筑配电系统内,由于对安全方面的要求和整体配电质量的要求都有了很大的提高。除了主配电回路使用电气火灾监控探测器,选取主回路下分支线路处安装之外。还在层箱
11、内使用组合式电气火灾监控探测器,安装于此树干式配电进线侧,同时监控下端的动力回路和照明回路,且对于末端的重要负荷同时使用组合式电气火灾监控探测器的测温功能和过流检测功能进行全面监控。附图2附图3在电气火灾监控系统的使用中除了监控探测器的点位选择方面之外,在报警设定值这方面也是需要有一些问题值得讨论研究的。根据国家标准GB14287-2005电气火灾监控系统中的规定,剩余电流式电气火灾监控探测器的报警值设置范围应在20mA和1000mA之间,且探测器报警值应在报警设定值的80%100%之间。实验证明,当绝缘受损的线路上面产生的泄漏电流达到300500mA时,破损处将和邻近的接地导体产生火花放电现
12、象。这时,释放出的电火花可以轻易的引燃周围的可燃物和易燃物,从而造成火灾事故。即使,周围没有易燃、可燃物存在,泄漏电流产生的火花放电同样可以加速绝缘的受损面积,使得受损点周围的绝缘层迅速炭化,变为易燃物体,再被火花点燃起火。以此推之,一般情况在树干式回路的进线端或一级保护侧的监控探测器的泄漏电流报警设定值应在400mA800mA之间,而在树干式回路的出线端或二级保护侧的监控探测器的泄漏电流报警设定值应在200mA500mA之间,重要末端回路和主要被监控设备的监控探测器的泄漏电流报警设定值应在200mA以下。另外,在设置泄漏电流报警设定值的时候还应考虑配电系统内的固有泄漏电流。配电系统内的长距离
13、线路和很多用电设备都存在正常的电流泄漏,我们称之为系统的固有泄漏电流,在进行电气火灾监控的时候应把这部分固有泄漏电流排除在监控范围之外。为此我们需要在监控探测器中进行设置,把实际的泄漏电流测量值减去系统固有泄漏电流值的所得结果作为电气火灾监控系统的主要监控对象。此时需要把配电系统的固有泄漏电流值写入电气火灾监控系统,可是整个配电系统的固有泄漏电流值不是一个定值,而是会根据配电系统中用电设备的多少,当时的空气潮湿程度,线路运行时间等多方原因发生变化的,这样就给我们进行设置造成了困扰。不过,经过了长时间观察和测量,发现决定系统内固有泄漏电流和两大主要因素有关,其他因素所造成的影响只能造成固有泄漏电
14、流在某个范围内波动,而这两大主要因素就是线路的长短和接入系统内的用电设备的多少。所以,设定固有泄漏电流值可以依据系统初投入运行时的实测值为准,或采用以下表格内参数估算。表一 220/380V 线路每公里泄漏电流(mA 截 面 （mm2） 绝缘材质 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 56 62 70 70 79 89 99 109 112 116 127 39 40 45 49 49 55 55 25 26 29 33 33 33 33 60 38 60 38 60 38 61 39 聚氯乙烯 52 52 橡皮 聚乙烯 27 32 17 20 表二
15、 电动机泄漏电流(mA 额定功率(kW 运行方式 1.5 正常运行 0.2 2.2 0.2 0.8 5.5 0.3 1.6 7.5 0.4 2.1 11 0.5 2.4 15 0.6 2.6 19 22 30 37 45 55 75 0.7 0.7 0.9 1 1.09 1.22 1.48 3 3.5 4.6 5.57 6.6 7.99 10.5 电动机启动 0.6 表三 荧光灯、家用电器、计算机泄漏电流(mA 设备名称 荧光灯 安装在木质或混凝土构件上 手握式级设备 固定式级设备 家用电器 级设备 级电热设备 移动式 计算机 固定式 组合式 0.25 0.755 1 3.5 15 型式 安装在金属构件上 泄漏电流(mA 0.1 0.02 0.75 3.5 参考文献： 王厚余 国家标准 中国公共安全网 对电气火灾主要隐患的分析和对策建议 GB14287 2005 电气火灾监控系统 2000 2005 2007 电气火灾监控系统设计以及应用的探讨