三談電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)ACS-E的設(shè)置

PAGE5-談電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)（ACS-E）的設(shè)置【提要】本文以筆者十四年來從事電氣火災(zāi)監(jiān)控產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)及應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，概述了對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)（Alarmandcontrolsystemforelectricfireprevention）在建筑設(shè)計(jì)理念上的定位、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的功能、電氣火災(zāi)監(jiān)控產(chǎn)品的性能要求、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置等方面的體會(huì)引言近年來，我國幾乎所有的省區(qū)、大城市的火災(zāi)統(tǒng)計(jì)中，電氣火災(zāi)無一例外地高居首位。大量案例說明，電氣火災(zāi)大部分是接地電弧性短路引起的火災(zāi)，即所謂“漏電火災(zāi)”。1993年11月，我國頒布了GB14287-1993《防火漏電電流動(dòng)作報(bào)警器》，這是第一個(gè)直接規(guī)范預(yù)防電氣火災(zāi)的消防產(chǎn)品的國家標(biāo)準(zhǔn)。這說明我國有關(guān)管理層早已經(jīng)意識到，僅僅依靠責(zé)任制度以及現(xiàn)有的通用電工產(chǎn)品，是不足以有效預(yù)防電氣火災(zāi)的。GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、GB50045-94（2005版）《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、GB14287-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》的頒布實(shí)施，為我國電氣火災(zāi)技術(shù)防范注入了強(qiáng)大的推動(dòng)力，對于遏制電氣火災(zāi)、保障社會(huì)和諧發(fā)展具有分水嶺的意義。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在建筑設(shè)計(jì)理念上的定位1、在電力設(shè)施系統(tǒng)中的定位（與通用電工產(chǎn)品的關(guān)系）通用電工產(chǎn)品已十分成熟，用于電力計(jì)量、執(zhí)行操作和實(shí)施保護(hù)，能防止由線（相）間金屬性短路故障和長時(shí)間過載發(fā)熱（即“短路”和“過電流”）引發(fā)的電氣火災(zāi)，基本上屬于被動(dòng)預(yù)防。電氣火災(zāi)監(jiān)控產(chǎn)品主要針對接地電弧性短路故障，用于監(jiān)控、預(yù)警。從電工角度看，屬于輔助性主動(dòng)預(yù)防安全手段。這是兩種性質(zhì)不同的產(chǎn)品（或系統(tǒng)），有點(diǎn)象“戰(zhàn)斗機(jī)”與“雷達(dá)站”的關(guān)系。2、在消防設(shè)施系統(tǒng)中的定位（與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的關(guān)系）火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是立足撲救的、針對已經(jīng)發(fā)生的火情的后期報(bào)警滅火系統(tǒng)。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)從本質(zhì)上是立足預(yù)防的、專門針對電氣線路故障和涉電意外的前期預(yù)警系統(tǒng)。前者的聯(lián)動(dòng)或控制對象是廣播噴淋排煙等逃生滅火器件，第一處理責(zé)任人是消防保安。后者的聯(lián)動(dòng)或控制對象是電力分合等電工器件，第一處理責(zé)任人是持證電工。兩種系統(tǒng)不能混為一談，更不能互相替代，原則上應(yīng)該互相獨(dú)立。同時(shí)筆者認(rèn)為，在充分的硬件和軟件條件下，兩種系統(tǒng)并非絕對不可以兼容或合并。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的功能GB50045-94（2005版）《高規(guī)》的9.5中，稱為“漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)”。9.5.2.1要求“探測漏電電流、過電流等信號……”。GB14287-2005《系統(tǒng)》中，稱為“電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)”。在該標(biāo)準(zhǔn)第一部分的3.1、3.3中定義為：“當(dāng)被保護(hù)線路中的被探測參數(shù)超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號、控制信號并能指示報(bào)警部位的系統(tǒng)，它由電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器組成”；“探測被保護(hù)線路中剩余電流、溫度等電氣火災(zāi)危險(xiǎn)參數(shù)變化……”。《高規(guī)》和《建規(guī)》都提及了對預(yù)防防電氣火災(zāi)起很大作用的日本《內(nèi)線規(guī)程》（JEAC8001-1978），作為制訂漏電火災(zāi)報(bào)警的重要參考。不過，《內(nèi)線規(guī)程》中的“漏電火災(zāi)報(bào)警”的功能十分簡潔有效而經(jīng)濟(jì)實(shí)用，并沒有象我國《高規(guī)（2005版）》那樣規(guī)定“漏電火災(zāi)報(bào)警”外，還外加一些與漏電火災(zāi)無關(guān)或不必要的要求，例如需探測過電流信號及報(bào)出過電流的位置和變化。這實(shí)際是對原供電系統(tǒng)過電流保護(hù)的重復(fù)設(shè)置，必然大大增加漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的投資，甚至造成管理混亂，不利于推廣應(yīng)用。我們注意到：比《高規(guī)（2005版）》稍后發(fā)布的GB50016-2006《建規(guī)》的11.2.7及其條文說明中，關(guān)于“漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)”，沒有再提及（實(shí)際上是取消了）“探測過電流信號”的要求。需要提出的是：《高規(guī)》、《建規(guī)》都沒有涉及溫度探測。事實(shí)上，建筑物內(nèi)高壓系統(tǒng)的變壓器柜、電容補(bǔ)償柜、整流柜等部位，電纜接頭、開關(guān)觸點(diǎn)等位置，都有可能由于種種原因產(chǎn)生高溫而導(dǎo)致火災(zāi)。變壓器冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障或嚴(yán)重過載，補(bǔ)償系統(tǒng)過補(bǔ)償或自動(dòng)調(diào)節(jié)器失靈、電容器老化，都是十分常見的；至于接頭、觸點(diǎn)日久接觸不良則更普遍。在這些情況下，很容易因過熱而著火甚至發(fā)生爆炸。因此，GB14287-2005包含了“測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器”。當(dāng)然，也不應(yīng)濫用，不必對每個(gè)配電箱都測溫。關(guān)于“電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)”的功能，筆者認(rèn)為，作為具體產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的GB14287-2005的定義更為恰當(dāng)。電氣火災(zāi)監(jiān)控產(chǎn)品的性能要求GB14287-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》對電氣火災(zāi)監(jiān)控產(chǎn)品提出了強(qiáng)制性的要求。它包括三個(gè)部分：“電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備”、“剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器”、“測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器”。1、《第一部分電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》：“電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備”（Alarmandcontrolunitsforelectricfireprotection）是“能接收來自電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的報(bào)警信號，發(fā)出聲、光報(bào)警信號和控制信號，指示報(bào)警部位，記錄并保存報(bào)警信息的裝置”。也就是習(xí)慣稱呼的“監(jiān)控主機(jī)”，以及“區(qū)域控制器”。其性能的基本要求是：主電源應(yīng)采用220V、50Hz交流電源，應(yīng)具有主、備電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置；應(yīng)能接收來自探測器的監(jiān)控報(bào)警信號,并在30s內(nèi)發(fā)出聲、光報(bào)警信號，指示報(bào)警部位，記錄報(bào)警時(shí)間，并予以保持，直至手動(dòng)復(fù)位；報(bào)警聲信號應(yīng)能手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號輸入時(shí)，應(yīng)能再次啟動(dòng)；在報(bào)警狀態(tài)下應(yīng)有用于控制被保護(hù)線路的控制輸出；當(dāng)監(jiān)控設(shè)備發(fā)生與探測器之間的連接線斷路或短路、主電源欠壓、給備用電源充電的充電器與備用電源間連接線的斷路或短路、備用電源與其負(fù)載間連接線的斷路或短路等故障時(shí)，應(yīng)能在100s內(nèi)發(fā)出與監(jiān)控報(bào)警信號有明顯區(qū)別的聲光故障信號。故障聲信號應(yīng)能手動(dòng)消除，再有故障信號輸入時(shí)，應(yīng)能再次啟動(dòng)；故障光信號應(yīng)保持至故障排除。故障期間，非故障回路的正常工作不應(yīng)受影響；應(yīng)能對本機(jī)進(jìn)行功能檢查（自檢）。在執(zhí)行自檢期間，受控制的外接設(shè)備和輸出接點(diǎn)均不應(yīng)動(dòng)作；應(yīng)至少設(shè)有兩級操作級別。2、《第二部分剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》：“剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器”（Leakagecurrentdetectorsforelectricfireprevention）是“探測被保護(hù)線路中可能引發(fā)電氣火災(zāi)危險(xiǎn)的剩余電流參數(shù)變化的探測器”。有獨(dú)立式探測器（具有監(jiān)控報(bào)警功能的探測器）和非獨(dú)立式探測器之分。其性能的基本要求是：當(dāng)被保護(hù)線路剩余電流達(dá)到報(bào)警設(shè)定值時(shí)，應(yīng)在60s內(nèi)發(fā)出報(bào)警信號；報(bào)警值不應(yīng)小于20mA，不應(yīng)大于1O00mA，且報(bào)警值應(yīng)在報(bào)警設(shè)定值的80％～100％之間（注：有些用戶要求有“預(yù)報(bào)警”。而“預(yù)報(bào)警”同樣屬于探測器的報(bào)警。根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，“預(yù)報(bào)警”也不允許低于設(shè)定值的80％）；對于獨(dú)立式探測器，應(yīng)有工作狀態(tài)指示燈和自檢功能；在報(bào)警時(shí)應(yīng)發(fā)出聲、光報(bào)警信號，并予以保持，直至手動(dòng)復(fù)位。獨(dú)立式探測器可以單獨(dú)設(shè)置，而非獨(dú)立式探測器則必須與電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備聯(lián)用。日本《內(nèi)線規(guī)程》中的漏電火災(zāi)報(bào)警裝置相當(dāng)于我國標(biāo)準(zhǔn)中定義的獨(dú)立式探測器。3、《第三部分測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》：“測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器”（Heatdetectorsforelectricfireprevention）是“探測被保護(hù)設(shè)備或線路中可能引發(fā)電氣火災(zāi)危險(xiǎn)的溫度參數(shù)變化的探測器”。有獨(dú)立式探測器（具有監(jiān)控報(bào)警功能的探測器）和非獨(dú)立式探測器之分。其性能的基本要求是：當(dāng)被監(jiān)視部位溫度達(dá)到報(bào)警設(shè)定值時(shí)，探測器應(yīng)在40s內(nèi)發(fā)出報(bào)警信號；報(bào)警值應(yīng)在55℃～140℃的范圍內(nèi)；設(shè)定報(bào)警值與實(shí)際報(bào)警值的誤差不應(yīng)大于±對于獨(dú)立式探測器，應(yīng)有工作狀態(tài)指示燈和自檢功能；在報(bào)警時(shí)應(yīng)發(fā)出聲、光報(bào)警信號，并予以保持，直至手動(dòng)復(fù)位。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置日本《內(nèi)線規(guī)程》規(guī)定15Om2以上建筑面積的旅館、公寓、住宅和其他一些建筑物都須裝設(shè)漏電火災(zāi)報(bào)警器。從我國的實(shí)際情況出發(fā)，應(yīng)根據(jù)建筑物性質(zhì)、發(fā)生電氣火災(zāi)危險(xiǎn)性、保護(hù)對象等級設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)GB14287-2005的定義以及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)完整的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)包括：①作為監(jiān)視控制中心的電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備（監(jiān)控主機(jī)）；②若干個(gè)分布于本建筑物配電系統(tǒng)各關(guān)鍵點(diǎn)的監(jiān)控探測器（剩余電流式和測溫式）；③連接監(jiān)控主機(jī)與各探測器的通訊網(wǎng)絡(luò)（接口、通訊總線及分支線、護(hù)線管槽）；④確保系統(tǒng)信息正確傳遞的中繼器件（地址編碼／收發(fā)器、中繼／隔離器、集線／分支器）；⑤運(yùn)行于某種通訊規(guī)約和人機(jī)交互平臺的軟件（中心與終端）。并非任何場所的電氣火災(zāi)監(jiān)控（報(bào)警）都必須齊備上述所有部分。在總線敷設(shè)路徑簡單且距離不長的較小系統(tǒng)中，中繼器件不是必需的。在監(jiān)控點(diǎn)少于8個(gè)且場所面積小于1500m2的獨(dú)立區(qū)域，則可以只設(shè)置能控制斷路器分閘的1、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的設(shè)置應(yīng)安裝在TN-S系統(tǒng)或局部TN-C-S系統(tǒng)，及TT系統(tǒng)的場所。應(yīng)以低壓配電系統(tǒng)末級探測為基本原則，設(shè)置在配電柜進(jìn)線或出線端，監(jiān)控該級至終端用戶的線路和設(shè)備。在供電末級正常泄漏電流不大，且上一級的負(fù)載和正常泄漏電流仍符合設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)探測器條件時(shí)，宜在其上一級供電配電柜處也設(shè)置，這樣可以對兩級之間的線路和設(shè)備實(shí)施監(jiān)控保護(hù)。對于一級及以上保護(hù)級別的對象，應(yīng)設(shè)置兩級探測監(jiān)控。應(yīng)選擇報(bào)警值和動(dòng)作時(shí)間可調(diào)、剩余電流值可顯示的探測器。這樣不僅可以避免靈敏度過高、經(jīng)常發(fā)生誤動(dòng)作，又可掌握正常運(yùn)行時(shí)的泄漏電流值，為故障的處理提供參考依據(jù)。探測器報(bào)警值應(yīng)考慮被監(jiān)控線路固有的剩余電流，報(bào)警設(shè)定值不宜小于被保護(hù)電氣線路和設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)的泄漏電流最大值的2倍，但不應(yīng)大于1O00mA。被保護(hù)電氣線路和設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)的泄漏電流值，在供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)根據(jù)該線路和設(shè)備的產(chǎn)品國標(biāo)基本確定下來?，F(xiàn)場設(shè)定報(bào)警值時(shí)要謹(jǐn)慎小心，嚴(yán)防將不合格設(shè)備或錯(cuò)誤施工（如線路絕緣不良、共零、TN-S系統(tǒng)N線重復(fù)接地等）造成的泄漏電流當(dāng)成正常運(yùn)行的泄漏電流，從而埋下隱患。宜采用獨(dú)立式探測器，使現(xiàn)場人員能更直接地得到報(bào)警信息。當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)相對集中時(shí)（例如同一配電柜內(nèi)有多個(gè)需要分別監(jiān)控的回路），可采用多通道探測器，以簡化配電柜安裝及節(jié)省投資。應(yīng)采用能接收監(jiān)控主機(jī)的控制信號并可現(xiàn)場設(shè)定輸出或不輸出脫扣信號的探測器。但一般情況下，探測器只用于報(bào)警，尤其是用于消防電源線路。如要求必須自動(dòng)切斷保護(hù)對象的供電，則應(yīng)注意上下級的動(dòng)作時(shí)間配合，以免造成大范圍的停電。在需要自動(dòng)切斷保護(hù)對象供電或通過監(jiān)控主機(jī)遙控?cái)嚯姷膱龊?，配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇配備有能與探測器脫扣信號輸出配合的分勵(lì)脫扣器的斷路器。使用安全電壓供電的電氣設(shè)備、一般環(huán)境條件下使用的具有加強(qiáng)絕緣（雙重絕緣）的電氣設(shè)備、使用隔離變壓器且二次側(cè)為不接地系統(tǒng)供電的電氣設(shè)備，可不安裝剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。以火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的防火分區(qū)為參考，一個(gè)探測器的保護(hù)范圍不應(yīng)超過一個(gè)防火分區(qū)。探測器選型，要充分考慮使用對象、環(huán)境以及實(shí)際操作人員的習(xí)慣和素質(zhì)。強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場操作的易用性、參數(shù)設(shè)定的直觀性、長期運(yùn)行的可靠性、本體結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性，以及強(qiáng)電環(huán)境下的電磁兼容性能。美觀只是次要的考慮。應(yīng)以關(guān)鍵點(diǎn)的監(jiān)控為度，盡量使每個(gè)探測器充分發(fā)揮作用，減少構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)的探測器數(shù)量。剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器設(shè)置部位參見下表：系統(tǒng)保護(hù)對象分級剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器設(shè)置部位正常照明正常動(dòng)力應(yīng)急照明特級●●●一級十九層及十九層以上的居住建筑●○●一類建筑●●●建筑高度不超過24m的公共建筑及建筑高度超過24m的單層公共建筑●●●工業(yè)建筑●●●地下公共建筑●●●二級十層至十八層的居住建筑●每棟（或單元）居住建筑的總電源進(jìn)線處二類建筑●○●建筑高度不超過24m的公共建筑●○●工業(yè)建筑●●○地下公共建筑●○○三級十層以下的居住建筑○每棟（或單元）居住建筑的總電源進(jìn)線處注：●表示應(yīng)設(shè)置；○表示宜設(shè)置2、測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器設(shè)置應(yīng)以探測電氣系統(tǒng)重點(diǎn)部位異常發(fā)熱為基本原則，宜設(shè)置在建筑物內(nèi)高壓系統(tǒng)的變壓器柜、電容補(bǔ)償柜、整流柜、轉(zhuǎn)換柜等重點(diǎn)發(fā)熱部位。宜有選擇地探測1000A以上電纜接頭、電纜本體、開關(guān)觸點(diǎn)等部位。應(yīng)選擇報(bào)警值可調(diào)、溫度值可顯示的探測器。被探測對象為絕緣體、或金屬殼體已可靠接地時(shí)，宜將探測器的測溫探頭直接固定在被探測對象的表面，采用接觸式布置。也可間墊云母絕緣片固定在導(dǎo)電體表面。探測配電柜內(nèi)部溫度變化時(shí)，測溫探頭可采用非接觸式布置，但應(yīng)盡量靠近發(fā)熱部件。測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器設(shè)置部位參見下表：系統(tǒng)保護(hù)對象分級測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器設(shè)置部位室內(nèi)變壓器柜電容補(bǔ)償柜整流柜轉(zhuǎn)換柜樹干式配電回路起始出線端放射式配電回路出線端或進(jìn)線端有可能產(chǎn)生過熱型故障的配電設(shè)備電纜接頭分支頭接線端子特級●●●●●○一級十九層及十九層以上的居住建筑●●●●●○一類建筑●●●●●○建筑高度不超過24m的公共建筑及建筑高度超過24m的單層公共建筑●○●●●○工業(yè)建筑●●●●●○地下公共建筑●○●●●○二級十層至十八層的居住建筑○每棟居住建筑的變壓器柜或總電源進(jìn)線處二類建筑○○○○○○建筑高度不超過24m的公共建筑○○○○○○工業(yè)建筑●●○○○○地下公共建筑○○○○○○注：●表示應(yīng)設(shè)置；○表示宜設(shè)置3、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備的設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器數(shù)量超過8個(gè)，或場所面積大于1500m2時(shí)，應(yīng)將其連接成系統(tǒng)并設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備（以下簡稱“監(jiān)控主機(jī)”）應(yīng)設(shè)置在消防控制室內(nèi)或有人值班的場所。在確保監(jiān)控主機(jī)的報(bào)警信息和故障信息能傳輸給消防控制室的前提下，監(jiān)控主機(jī)可以設(shè)置在保護(hù)區(qū)域附近。監(jiān)控主機(jī)輸出的報(bào)警信息和故障信息（一般是開關(guān)量）可以接入消防控制室內(nèi)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的顯示裝置集中顯示；此