電氣火災監控系統如何預防電氣火災的發生
時間：2021/6/2 14:01:15 關鍵詞：電氣火災監控系統,電氣火災監控探測器
電氣火災概念：電氣火災一般是指由于電氣線路、用電設備、器具以及供配電設備出現故障性釋放的熱能；如高溫、電弧、電火花以及非故障性釋放的能量；如電熱器具的熾熱表面，在具備燃燒條件下引燃本體或其他可燃物而造成的火災，也包括由雷電和靜電引起的火災。
電氣火災的季節性特點
電氣火災多發生在夏、冬季。一是因夏季風雨多，當風雨侵襲，架空線路發生斷線、短路、倒桿等事故，引起火災；露天安裝的電氣設備（如電動機、閘刀開關、電燈等）淋雨進水，使絕緣受損，在運行中發生短路起火；夏季氣溫較高，對電氣設備發熱有很大影響，一些電氣設備，如變壓器、電動機、電容器、導線及接頭等在運行中發熱溫度升高就會引起火災。二是因冬季天氣寒冷，如架空線受風力影響，發生導線相碰放電起火，大雪、大風造成倒桿、斷線等事故；使用電爐或大燈泡取暖，使用不當，烤燃可燃物引起火災；冬季空氣干燥，易產生靜電而引起火災。
電氣火災的時間性特點
許多火災往往發生在節日、假日或夜間。由于有的電氣操作人員思想不集中，疏忽大意，在節、假日或下班之前，對電氣設備及電源不進行妥善處理，便倉促離去；也有因臨時停電不切斷電源，待供電正常后引起失火。往往由于失火后，節、假日或夜間現場無人值班，難以及時發現，而蔓延擴大成災。
??一、什么情況下會引發電氣火災？
??1、漏電火災
??所謂漏電，就是線路的某一個地方因為某種原因(自然原因或人為原因，如風吹雨打、潮濕、高溫、碰壓、劃破、磨擦、腐蝕等)使電線的絕緣或支架材料的絕緣能力下降，導致電線與電線之間(通過損壞的絕緣、支架等)、導線與大地之間(電線通過水泥墻壁的鋼筋、馬口鐵皮等)有一部分電流通過，這種現象就是漏電。 當漏電發生時，漏泄的電流在流入大地途中，如遇電阻較大的部位時，會產生局部高溫，致使附近的可燃物著火，從而引起火災。此外，在漏電點產生的漏電火花，同樣也會引起火災。
??2、短路火災
??電氣線路中的裸導線或絕緣導線的絕緣體破損后，火線與鄰線，或火線與地線(包括接地從屬于大地)在某一點碰在一起，引起電流突然大量增加的現象就叫短路，俗稱碰線、混線或連電。 由于短路時電阻突然減少，電流突然增大，其瞬間的發熱量也很大，大大超過了線路正常工作時的發熱量，并在短路點易產生強烈的火花和電弧，不僅能使絕緣層迅速燃燒，而且能使金屬熔化，引起附近的易燃可燃物燃燒，造成火災。
??3、過負荷火災
??所謂過負荷是指當導線中通過電流量超過了安全載流量時，導線的溫度不斷升高，這種現象就叫導線過負荷。 當導線過負荷時，加快了導線絕緣層老化變質。當嚴重過負荷時，導線的溫度會不斷升高，甚至會引起導線的絕緣發生燃燒，并能引燃導線附近的可燃物，從而造成火災。
??4、接觸電阻過大火災
??眾所周知：凡是導線與導線、導線與開關、熔斷器、儀表、電氣設備等連接的地方都有接頭，在接頭的接觸面上形成的電阻稱為接觸電阻。當有電流通過接頭時會發熱，這是正常現象。如果接頭處理良好，接觸電阻不大，則接頭點的發熱就很少，可以保持正常溫度。如果接頭中有雜質，連接不牢靠或其他原因使接頭接觸不良，造成接觸部位的局部電阻過大，當電流通過接頭時，就會在此處產生大量的熱，形成高溫，這種現象就是接觸電阻過大。在有較大電流通過的電氣線路上，如果在某處出現接觸電阻過大這種現象時，就會在接觸電阻過大的局部范圍內產生極大的熱量，使金屬變色甚至熔化，引起導線的絕緣層發生燃燒，并引燃燒附近的可燃物或導線上積落的粉塵、纖維等，從而造成火災。
??二、發生電氣火災前都有哪些征兆呢？
??電氣火災前，都有一種前兆，要特別引起重視，就是電線因過熱首先會燒焦絕緣外皮，散發出一種燒膠皮、燒塑料的難聞氣味。所以，當聞到此氣味時，應首先想到可能是電氣方面原因引起的，如查不到其他原因，應立即拉閘停電，直到查明原因，妥善處理后，才能合閘送電。
??三、預防電氣火災都有哪些措施呢？
??1、發生火災時要首先切斷電源以免觸電，避免電氣設備與線路短路擴大。
??2、火災區域內電氣設備由于受潮及煙薰，絕緣能力降低，拉開開關時要使用絕緣工具
??3、剪斷電線時，不同線路應在不同部位剪斷，以免發生兩相或三相短路，架空線路在支持物件附近斷開。
??4、帶電線接地時應設警戒區域，防止人員進入而觸電。
??四、帶電滅火應注意的問題？
??發生火災后，為防止火災擴大，往往來不及斷電或其他原因不能斷電而需要帶電滅火。
??1、選用不導電的滅火器如二氧化碳、四氯化碳、干粉滅火器等。
??2、人與帶電體保持必要安全距離。
??3、防止觸電。
??五、什么是電氣火災監控系統？
??電氣火災監控系統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，特點在于漏電監控方面屬于先期預報警系統，與傳統火災自動報警系統不同的是，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。所以，這就是說為什么不管是新建或是改建工程項目，尤其是已經安裝了火災自動報警系統的單位，仍需要安裝電氣火災監控系統的根本原因。
??六、電氣火災監控系統的基本組成
電氣火災具有一定的特殊性，在沒有發生電氣火災之前，看不見，摸不著，就像一個黑匣子，我們完全不知道里面到底是怎么一回事。所以我們必須借助現代科技手段，把看不見，摸不著的信息轉換成我們能夠感覺器官能夠接收到的信息，這就是電氣火災監控系統（漏電火災報警系統）。電氣火災監控系統把電氣火災發生的前期表現出來的征兆通過技術手段轉換成我們識別的信息，以達到對電氣火災監控的目的，在電氣火災發生之前發出報警信息。
??電氣火災監控原理
1、從產生電氣火災發生的機理看主要有：
（1）故障部位局部長時間發熱，造成絕緣進一步下降，最終造成線路短路，導致火災；
（2）另一個是故障部位產生的電弧或電火花瞬間釋放熱量造成線路短路，導致火災。
2、電氣火災監控系統：
一般電氣火災探測的對象有剩余電流和溫升，對應有剩余電流式電氣火災監控探測器和測溫式電氣火災監控探測器。
（1）剩余電流式電氣火災監控系統可以長期不間斷地實時監測線路剩余電流的變化，隨時掌握電氣線路或電氣設備絕緣性能的變化趨勢，剩余電流過大時及時報警并指出報警部位，便于查找故障點，真正對電氣火災具有預警作用。可以說剩余電流式電氣火災監控探測器真正做到防微杜漸、防患于未然，能有效減少因漏電發生的火災，是早期電氣火災監控的主要手段，得到了國內外的一致認可和大量推廣。
（2）電氣火災監控系統是采用檢測電氣線路剩余電流手段進行電氣火災監控的系統。在實際應用時，本系統與剩余電流動作保護器（RCD）配套使用，剩余電流動作保護器一般安裝在負載終端，主要用于人身觸電時及時切斷電源，防止電擊事故發生，電氣火災監控系統安裝在配電室和配電箱處，實時檢測供電線路干線、次干線的剩余電流，如超過剩余電流報警值立即發出聲光報警信號，提示檢修，主要用于預防漏電引起的電氣火災。兩者配合可構成對漏電“整體監測、局部跳閘”的完整防護體系。對切斷整體或干線電源而造成大面積停電，可能導致重大經濟損失及不良社會影響的場所，不適合安裝剩余電流動作保護器，而應當安裝電氣火災監控探測器。
??剩余電流探測原理
所謂剩余電流是指流過電氣線路三相電流瞬時值的矢量和（用有效值表示），也稱漏電流。探測器的傳感器為零序電流互感器，零序電流互感器探測剩余電流的基本原理是基于基爾霍夫電流定律即流入電路中任一節點的復電流的代數和等于零，即ΣI=0。在測量時，三相線A、B、C與中性線N一起穿過零序電流互感器，通過檢測三相的電流矢量和，即零序電流I0，I0=IA+IB+IC。在線路與電氣設備正常的情況下（對零序電流保護假定不考慮不平衡電流，無接地故障，且不考慮線路、電器設備正常工作的泄漏電流），理論上各相電流的矢量和等于零，零序電流互感器二次側繞組無電壓信號輸出。當發生絕緣下降或接地故障時的各相電流的矢量和不為零，故障電流使零序電流互感器的環形鐵芯中產生磁通，二次側繞組感應電壓并輸出電壓信號，從而測出剩余電流。考慮電氣線路的不平衡電流、線路和電氣設備正常的泄漏電流，實際的電氣線路都存在正常的剩余電流，只有檢測到剩余電流達到報警值時才報警。
??電氣火災監控系統報警原理
電氣火災監控設備與多個電氣火災監控探測器通過CAN總線構成一個完整的通訊網絡。電氣火災監控設備通過CAN網絡向探測器發出各種命令，探測器主動實時上報探測器的狀態信息（報警、故障、剩余電流數值等），當電氣火災監控設備監測到異常信息時，進行聲光報警并顯示相應信息和信息類型。
根據國家標準GB14287-2005《電氣火災監控系統》以及相關規范《電氣火災監控系統的設計方法》(暫行規定)，則電氣火災監控系統的基本組成應包括：電氣火災監控設備、剩余電流式電氣火災監控探測器以及測溫式電氣火災監控探測器等三個最基本產品種類所組成。其中，剩余電流式電氣火災監控探測器又由監控探測器和剩余電流互感器(分對插式、閉合式兩種)所組成；測溫式電氣火災監控探測器由監控探測器和測溫傳感器所組成。
剩余電流式電氣火災監控系統采用分層分布式結構，由管理層、網絡通訊層和現場設備層組成。系統拓撲圖如左圖所示：各電氣火災監控探測器通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接接入通訊服務器，然后通過五類線TCP/TP協議進入工業交換機，然后通過光纜到達監控主機。電氣火災監控系統組成圖
a)現場設備層主要是連接網絡中用于電參量采集測量的各類型的儀表和保護裝置等，也是構建該監控系統必要的基本組成元素。不僅肩負著采集數據的重任，同時也是執行后臺控制命令的終端。
b)通訊控制層主要是由通訊服務器、接口轉換器件及總線網絡等組成。該層是數據信息交換的橋梁，不同的接口轉換器件提供了RS232、RS422、RS485、SPABUS等及以太網等各種接口，組網方式靈活，支持點對點的通訊、現場總線網絡、以太網等類型的組態網絡。通訊服務器主要用于直接對現場儀器儀表轉達上位機的各種控制命令，并負責對現場儀器儀表回送的數據信息進行采集、分類和存儲等工作，如電壓/電流等電參量、輸入開關量狀態、修改儀表內部參數或各種控制繼電器斷開/閉合的操作命令等；微機保護裝置主要是為保證上位機的正常工作，避免網絡中不穩定信號對其造成的干擾或破壞；接口轉換器件則是由于現場儀表或其它系列的裝置與上位機的通訊接口存在差異，需要進行轉換方可進行數據交換。
c)管理測控層是針對監控網絡的管理人員，該層直接面向用戶。該層也是系統的最上層部分，主要是由電氣火災監控系統軟件和必要的硬件設備如計算機、打印機、UPS等。其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過數據傳輸協議讀取前置機采集的現場各類數據信息，自動經過計算處理，以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況，并可接受管理人員的操作命令，實時發送并檢測操作的執行狀況，以保證供用電單位的正常工作。
??七、電氣火災監控系統的工作原理
??電氣火災監控系統其基本原理是，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，再經監控設備進一步識別、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。
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