電氣火災監控系統與智慧消防-電氣火災監控系統是＂智慧消防”的先期預報警系統

１智慧消防與電氣火災監控簡介

按照《消防信息化＂十三五總體規劃》要求，綜合運用現代新興信息技術，加快推進＂智慧消防”建設，全面促進信息化與消防業務工作的深度融合，為構建立體化、全覆蓋的社會火災防控體系，打造符合實戰要求的現代消防警務勤務機制提供有力支撐，全面提升社會火災防控能力、部隊滅火應急救援能力和隊伍管理水平，實現“傳統消防＂向“現代消防＂的轉變。

因此，＂智慧消防”應運而生。“智慧消防＂就是指綜合利用物聯網、人工智能、虛擬現實、移動互聯網＋等最新技術，配合大數據云計算平臺、火警智能研判等專業應用，實現城市消防的智能化，是智慧城市消防信息服務的數字化基礎，也是智慧城市智慧感知、互聯互通、智慧化應用架構的重要組成部分。

電氣火災監控系統是＂智慧消防”組成的一部分，是指當被保護線路中的被探測參數超過報警設定值時，能發出報警信號、控制信號并能指示報警部位的系統。

電氣火災監控系統屬于先期預報警系統，與傳統火災自動報警系統不同，電氣火災監控系統早期報警是為了避免損失，而傳統火災自動報警系統是為了減少損失。

２我國電氣火災監控系統應用現狀

近些年來，電氣火災監控系統已經被普遍應用于一些稍有規模的建筑中，但是其應用卻沒有達到預期效果。當前，我國的大部分建筑只使用了剩余電流式電氣火災監控探測器，而沒有配套使用測溫式電氣火災監控探測器、故障電弧探測器等，導致系統功能不能得到最大發揮。分析原因如下：

２。１缺乏規范性

制約電氣火災監控系統功能發揮的最主要因素就是配電系統沒有按照相關操作規范進行施工。

因此，在安裝剩余電流式電氣火災監控探測器時極易出現接線錯誤、將中性線與ＰＥ線進行混接、導線破損、沒有用接線端子就直接絞接等問題，進而導致配電系統完工后，極易出現線路泄漏電流的問題，泄漏的電流少則幾安培，多則高達幾十安培。

這樣，使得剩余電流式電氣火災監控探測器長期處于報警狀態。

２。２功能不完善

剩余電流式電氣火災監控探測器的相關功能不完善也是影響電氣火災監控系統功能發揮的重要因素。

剩余電流式電氣火災監控探測器不能對用電設備啟動時產生的容性電流或感性電流進行有效過濾，因此，一旦這些具有干擾電流的設備啟動，就會使得剩余電流式電氣火災監控探測器探測到的電流達到報警值，甚至可能發出報警信號。此外，有些產品不能對電氣場所的干擾進行有效辨別，也會產生錯誤報警的問題。

２。３設計不合理

設計不合理也是影響電氣火災監控系統功能發揮的因素。

這是由于部分系統產品的設計人員沒有對剩余電流式電氣火災監控探測器的性能進行全面了解，因而導致其安裝的位置不合理，影響其功能的有效發揮。

此外，對于剩余電流式電氣火災監控探測器的探測范圍在國家標準中有著明確規定，一般應在１０　ｍＡ到１Ａ，也就是說如果將報警值設置在３００ｍＡ，被保護線路中的自然泄露電流極值在７００ｍＡ內是允許的，但是，當前大部分的系統工程設計中，保護線路的自然漏電值都要高于這一數值，進而影響探測器的正常運行。

３電氣火災監控系統的主要依據

電氣火災監控系統的設計與應用，主要依據是根據國家標準中的相關條文：

（１　）　ＧＢ　５００１６－２０１４《建筑設計防火規范》１　０。２。７里規定：下列場所宜設置剩余電流動作電氣火災監控系統。這些場所包括各種類型的影劇院、館所、倉庫、住宅小區、醫院、商店、學校等。

（２　）國家標準《建筑電氣火災預防要求和檢測方法》有關條文也明確要求“應在電源進線端設置自動切斷電源或報警的剩余電流動作保護器＂。

（３　）系統產品應滿足：ＧＢ　１４２８７。１－２０１４《電氣火災監控設備》、ＧＢ　１４２８７。２－２０１４《剩余電流式電氣火災監控探測器》、ＧＢ　１４２８７。３－２０１４《測溫式電氣火災監控探測器》。

（４）系統安裝和運行應滿足ＧＢ　１３９５５－２００５《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》。

（５　）系統的供電應滿足ＧＢ　５００５２《供配電系統設計規范》的要求。

（６　）系統的設計應滿足《電氣火災監控系統的設計方法》的要求（暫行規定）。

４電氣火災監控系統工作原理

利用電磁場感應原理、溫度效應的變化對該信息進行采集，并輸送到監控探測器里，經放大、Ａ／Ｄ轉換、ＣＰＵ對變化的幅值進行分析、判斷，并與報警設定值進行比較。

一旦超出設定值則發出報警信號，同時也輸送到監控設備中，再經監控設備進＿步識別、判定，當確認可能會發生火災時，監控主機發出火災報警信號，點亮報警指示燈，發出報警音響，同時在液晶顯示屏上顯示火災報警等信息。

值班人員則根據以上顯示的信息，迅速到事故現場進行檢查處理，并將報警信息發送到集中控制臺。

另外，電氣火災監控系統還擁有通信組網功能，能夠將其所檢測到的相關火災訊息傳遞至中央控制層，使得更高一層的監控中心可以獲得火災報警信息。

５電氣火災監控系統組成和網絡架構

電氣火災監控系統由電氣火災監控設備、電氣火災探測器、剩余電流互感器和溫度傳感器組成，分層分布式結構，電氣火災監控設備與電氣火災探測器之間采用阻燃屏蔽雙絞線通訊連接。網絡架構示意圖如圖１所示。

６電氣火災監控系統功能

當前電氣火災監控系統種類繁多，功能多種多樣，電氣火災是一種常見的火災類型，其發生原因眾多，例如絕緣體老化、接地故障、電源短路等，都有可能會導致電氣火災的出現。其中，電源短路是最為主要的原因。

在導致電氣火災的電源短路中絕大多數都是電源出現漸變性故障而形成的漏電。要預防電氣火災就需要針對短路的漏電進行準確的監測，裝設相關的檢測裝置與監測系統，對其周圍介質或絕緣體表面電流進行監控，以避免電氣火災的發生。

電氣火災監控系統的基本工作原理是當電氣設備中的電流、溫度等參數發生異常或突變時，終端探測頭（如剩余電流互感器、溫度傳感器等）利用電磁場感應原理、溫度效應的變化對該信息進行采集，并輸送到監控探測器里，經放大、Ａ／Ｄ轉換、ＣＰＵ對變化的幅值進行分析、判斷，并與報警設定值進行比較。

一旦超出設定值則發出報警信號，同時也輸送到監控設備中，再經監控設備進＿步識別、判定，當確認可能會發生火災時，監控主機發出火災報警信號，點亮報警指示燈，發出報警音響，同時在液晶顯示屏上顯示火災報警等信息。

值班人員則根據以上顯示的信息，迅速到事故現場進行檢查處理，并將報警信息發送到集中控制臺。另外，電氣火災監控系統還擁有通信組網功能，能夠將其所檢測到的相關火災訊息傳遞至中央控制層，使得更高一層的監控中心可以獲得火災報警信息。

５電氣火災監控系統組成和網絡架構

電氣火災監控系統由電氣火災監控設備、電氣火災探測器、剩余電流互感器和溫度傳感器組成，分層分布式結構，電氣火災監控設備與電氣火災探測器之間采用阻燃屏蔽雙絞線通訊連接。網絡架構示意圖如圖１所示。

６電氣火災監控系統功能

當前電氣火災監控系統種類繁多，功能多種多樣，但是總的來說電氣火災監控系統都具有以下基本功能：

（１　）保護功能：保護功能主要用于保護漏電電流、短路保護、過電流短延時等特征。能夠設定漏電電流、過電流長延時、過電流瞬時整定值等數據，以便對設備進行實時的保護。

（２）監控功能：實時監控并顯示電氣設備故障發生處或指定處的漏電流與過電流情況，監控相關參數與被監測設備，能夠實時查詢記錄并且對歷史記錄進行打印。

（３　）通訊自檢：現場總線通訊技術下實現快速自檢，持續對全部監控探測設備布線與數據集中控制設備進行故障排查。

（４　）對配電柜中關鍵位置的溫度進行實時監控，實時顯示溫度值，如溫度超過標準值則會上傳，同時還能夠設定是否自動斷開回路斷路器。

７電氣火災監控系統選型

縱觀國內電氣火災監控系統的產品市場，其監控探測器的結構形式主要有三種類型，即多功能漏電開關型、分離配置型、分離配置整合型。如何為用戶設計安裝電氣火災監控系統，在實際中又能穩定可靠地得到應用，則選擇該系統的產品是重要環節，也是值得探討的一個問題。

７。１多功能漏電開關型

多功能漏電開關型的探測器主要特點是結構復雜、成本加大、故障率偏高。該類型監控探測器除了自身應有的剩余電流探測（或溫度探測）、報警功能外，又擴展了多項功能，例如：過電流、過電壓、延時送電、防雷、欠壓、組網實現遠程集中監控以及其他功能等。

這種類型的探測器，外部結構為盒裝，內部則是將含有電源變換電路、信號處理電路、報警電路、顯示電路、通信、聯動接口等的監控探測器與電流互感器、剩余電流互感器、主回路分斷開關（１００Ａ以下多用磁保持繼電器、１００Ａ以上用接觸器或塑殼斷路器）集聚于一體，組成一種多功能式的漏電開關產品。

其優點突出，保護功能多，內置電流互感器、剩余電流互感器（包括溫度傳感器），接線少，整體度高；缺點明顯，結構復雜、成本高、故障率偏高。特別是信號的監控、探測、分析、處理、報警、通信、聯動接□等電路與ＡＢＣ三相主電（或單相）回路的間隔距離太近，易遭受強電磁場的干擾，降低產品性能的穩定可靠性。再說，其內部包含的電源控制開關（斷路器），是低壓配電系統中的關鍵配電產品，它必須通過電氣開關類的電氣產品的３Ｃ認證。在安裝使用上也不太方便，如新建工程則需要和配電箱（柜）廠家溝通協商合理組裝，但對改造工程中已經成形并使用中的配電箱（柜）則更不適用。

７。２分離配置整合型

分離配置整合型探測器的主要特點是消防中心一體化監控，相對復雜的火災報警系統故障率偏高。該類型探測器是電氣火災監控設備與電氣火災監控探測器（包括終端探測頭）分離配置型的一種特殊類型。它與分離配置型不同的是：其總線直接使用

普通火災報警系統的二總線，省去集中控制器和上位機，由火災報警控制器整合電氣火災監控探測器（包括終端探測頭）探測報警功能后一并控制。

節減了電氣火災監控系統集中控制器和上位機以及組網布線，成本下降，消防中心一體化監控，界面統一，管理方便。麻煩的是，這樣一來原先的火災報警控制系統，還需要重新通過ＧＢ　１４２８７－２０１４《電氣火災監控系統》的雙重檢測認證，不值得。

再者，這種組合相對復雜的火災報警系統故障率偏高，則直接影響著電氣火災監控系統，使得系統的穩定可靠性降低，甚至于造成癱瘓。所以，最好還是設置獨立的電氣火災監控系統，與傳統的火災自動報警系統分開為宜。

７。３分離配置型

分離配置型探測器是電氣火災監控設備與電氣火災監控探測器（包括終端探測頭剩余電流互感器、溫度傳感器）分離配置。即通過監控探測器（終端探測頭）采樣配電柜（箱）內導電母線中的電流和漏電流信號，經內置單片機系統分析處理后，應用二總線通信約定，上報消防控制室或值班室里的電氣火災監控設備，且進一步分析處理后，進行所需要聯動控制，從而完成該系統應有的功能。一般只有剩余電流和溫度探測功能。

該類型探測器分工明確、結構簡單、成本少、故障率偏低，不含電源控制開關，不串入配電系統，只通過剩余電流互感器（或測溫探頭）取樣信號，性能穩定可靠。

其不足之處：監控設備與監控探測器、監控探測器與終端探測頭之間需要敷設信號線及２芯脫扣控制線。此種類型產品無論是在新工程還是改造工程上使用，都比較方便。

可以預見，這種與低壓配電系統相對獨立的產品結構形式，將是今后電氣火災監控系統產品的主要發展方向。

８電氣火災監控系統的應用

８。１故障電弧式電氣火災監控探測器

配電線路末端由于直接與用電設備相連，往往是火災最高發的部位。在這部分中，除了由于接觸電阻過大、過載等引發的溫度升高進而引發火災外，再有就是由于接觸不良、絕緣破損等引發電弧性放電，進而引發電氣火災。

所以，配電線路末端防護非常重要。故障電弧探測器應設置在末端配電盤進線處。一旦該部分線路和線路內的用電設備發生電弧性放電，該探測器均能及時探測到，提醒人們及時處理。

８。２剩余電流式電氣火災監控探測器

需要裝設在低壓系統首端或第一級配電箱的出線處。如供電線路的泄露電流超出５００ｍＡ的時候則可以裝設在下＿級配電箱中，以充分保證探測器報警值處于３００ｍＡ　￣　５００ｍＡ的范圍中。

另外，剩余電流式火災監控探測器不適合用于丨丁系統的監控探測。

８。３測溫式電氣火災監控探測器

測溫式電氣火災監控探測器主要用于監控配電系統中接頭部位或整個線路由于過載、接觸不良、接觸電阻增大等原因引起的過熱，進而引燃周圍可燃物引發火災。

測溫式探測器根據其傳感器特性，分為接觸式和非接觸式。可以根據保護對象選擇適宜的探測方式。從完整的線路來看，整個線路中接頭部位最容易產生過熱現象，而往往配電線路中接頭部位相對集中在配電柜（盤）中，這樣就給測溫式電氣火災監控探測器提供了很好的集中布置條件，所以，測溫式電氣火災監控探測器在配電系統中一般應設置在配電柜。

在有消防控制室的情況下電氣火災監控設備需要安裝在消防控制室中，在沒有裝設消防控制室的情況下電氣火災監控設備需要裝設在有人值班的區域。

如沒有消防控制室并且電氣火災監控探測設備的數量少于８只時，則可以使用獨立式電氣火災監控探測設備。獨立式電氣火災監控探測設備所探測到的信息與故障信息可以同時顯示在火災報警控制設備中。如需要設置使用自動報警系統，獨立式電氣火災監控探測

設備需要將報警信號傳遞至有工作人員值班的區域中，以便工作人員可以第一時間發現警報或異常情況。

總的來說，當前電氣火災監控系統已經得到了普及應用，其是否可以快速、準確地監測預報火災將會直接影響到企業生產以及人民群眾的生命生產安全。

伴隨著電氣火災監控系統技術的不斷成熟與發展，相信在未來電氣火災監控系統必然會出現眾多更加智能、更加高效、更加可靠、更加多功能的綜合探測器，以便能夠準確、高效地探測各種早期火災隱患，從而減少火災造成的損失。

與此同時，隨著科技不斷進步、技術硬件條件逐漸發展完善及產業規模快速壯大，電氣火災監控系統將會進一步助力“智慧消防”的建設。從而提升消防管理智能化，實現智慧防控、智慧管理，最大限度做到“早預判、早發現、早除患、早撲救＂，打造從城市到家庭的“防火墻”。