摘要：近年来，电气火灾监控系统已经逐渐成为建筑消防电气设计中必须考虑的重要部分。本文概述了电气火灾监控系统的组成及原理，并结合东莞地铁二号线工程设计实例给出了相关的系统结构方案，最后针对剩余电流式电气火灾监控探测器在项目应用中应注意的问题进行了探讨。
关键词：电气火灾；监控系统设计；问题
随着我国国民经济的发展和人民生活水平的日益提高，人们对工业用电以及家庭用电方面的需求逐年增加。以2010年为例，我国全社会用电量达到41923亿kWh，同比增长14.56%。各种电气设备不断增加并已普及应用到社会的各个领域，在给人们的生活生产带来极大便利的同时也留下了更多的安全隐患。据2008～2010年度《中国消防年鉴》统计：2007～2009年我国共发生火灾429738起，其中电气火灾125947起，占火灾总数的29.3%，为引发火灾的最主要原因。为遏制电气火灾发生，有关部门相继制定、修改了相关国家标准规范，强调了电气火灾监控系统对电气火灾的防护作用。例如《高层民用建筑设计防火规范（GB50045-2005）第9.5.1条、《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）第11.2.7条中都规定了宜设置电气火灾监控系统的场所；《电气火灾监控系统》（GB14287-2005）规定了电气火灾监控系统的组成及设计要求。
1.电气火灾原因浅析
电气火灾发生的原因很多，如短路、绝缘老化、过流、接地故障、接触不良等等。从本质上讲，在电气火灾起因中，大多都是由于短路造成的，而90%的短路火灾又是渐变型故障引起的。在渐变型故障的发展过程中所产生的能力释放，直接地表现为温度或电弧，实质上是漏电流增大。因为漏电流比较小，常不足以使过流保护设备（断路器、熔断器）动作，而几百毫安的漏电电弧产生的局部高温达2000℃以上，足以引燃周围的可燃物，其隐蔽性常常导致火灾的发生。故需要有专门检测线路中剩余电流的装置，用来测量在无施加电压的情况下，电气设备中相互绝缘的金属零件之间或带电零件与接地零件之间通过其周围介质或绝缘表面所形成的电流，从而实现该类电气火灾的提前预警，达到消除火灾隐患的目的。
2.电气火灾监控系统设计的必要性
（1）随着社会经济发展，电气火灾在火灾事故中所占的比例相当大。根据广东省消防局提供数据显示，2007年广东省共发生电气火灾2319起，占当年全省火灾数的37.6%;2008年共发生电气火灾1912起，占当年全省火灾数的39.2%;2009年共发生电气火灾1678起，占当年全省火灾数的36.9%。任何火灾的防范，最有效的办法就是将火灾消灭在萌芽状态。电气火灾的防范也不例外，当前一个被实践证明行之有效的方法，就是推广使用电气火灾监控系统。
（2）根据我国一些电气短路起火案例的分析，短路起火大部分为电弧性接地故障(电气线路的带电导体与PE线或大地之间的短路)起火。由于电弧性接地故障短路电流较小，过电流保护器难以切断，但可采用剩余电流断路器或剩余电流式电气火灾监控系统，及时切断电源或发出报警信号，从而避免损失。
（3）另外在电气设备运行中出现的温度异常，往往是电气设备故障或事故的前期预兆，温度升高可能是运行中的设备存在局部过热、接触不良、局部放电等因素，热量积累十分明显。过热使得接触面氧化，接触电阻进一步增大，随之产生更大的热量，最终引起电气火灾，但可采用测温式电气火灾监控系统及时发出报警信号。
3.电气火灾监控系统
电气火灾监控系统是指当被保护线路中测得的温度或剩余电流大小超过报警设定值时，能发出报警信号，并能指示报警部位的系统，是一种作用于电气火灾发生前的实时监控系统，与作用于火灾发生后的“火灾自动报警系统”在承担任务、功能和采取的技术手段等方面均不同，两者不能混淆和取代。
东莞地铁二号线采用的TFRC128-EFMP电气火灾监控系统是一款具有蓝牙通信功能的测温式、剩余电流式电气火灾探测系统。它由电气火灾监控主机（TFRC128-EFMP-ET01(8)）、测温式电气火灾监控探测器（TFRC128-EFMR01）、剩余电流式电气火灾监控探测器（TFRC128-EFME01）、无线数据集中器（TFRC128-EFMM01）等组成。该系统通过对电气设备及供电线路的温度、剩余电流的实时检测，实现电气火灾的实时监控。系统具有实时监测温度及剩余电流、探测参数越限实时告警、显示并存储数据信息、自检及故障报警、网络通信等功能。
（2）监控系统基本原理
电气火灾监控系统集监测、报警和集中管理于一体，总线连接监控探测器或监控单元，传送全部采集信息。主机采集探测器传回的探测信号，监测被探测电气线路的三相电流、剩余电流、温度和电压等参数，以及反馈当前回路状态等信息。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电气火灾监控探测器通过互感器、温度传感器等工具采集信号并传送给电气火灾探测主机，当检测值超过设定阈值时，发出报警信号；同时将报警信号上传至上层监控设备，监控主机发出火灾报警信号；报警指示灯亮，报警声音开启，并在显示屏上提示报警信息，指定报警位置；提示值班人员迅速进行检查处理，从而预防电气火灾的发生。
（3）监控系统基本组成
《电气火灾监控系统》（GB14287-2005）中给出了电气火灾监控系统相关的定义及基本组成。电气火灾监控系统是当被保护线路中的被探测参数超过报警设定值时，能发出报警信号和控制信号，并能指示报警部位的系统。它由电气火灾监控设备、电气火灾监控探测器组成。
以东莞地铁二号线的东莞火车站电气火灾监控系统为例，该站共设A端环控电控室、B端环控电控室、0.4kv开关柜室3个监测区域，分布了122个剩余电流式电气火灾监控探测器及31个测温式电气火灾监控探测器，剩余电流式电气火灾监控探测器通过电流互感器采集剩余电流大小，测温式电气火灾监控探测器则安装在各开关柜的三相接头上进行温度探测，探测器通过蓝牙通讯，将探测数据传输到各区域的数据集中器，再由数据集中器通过RS485总线将探测数据汇总到电气火灾监控主机进行分析处理。电气火灾监控系统结合综合监控系统及控制中心、车站控制室的综合监控工作站，形成了有效的电气火灾监控，可大大降低其检测区域的电气火灾发生率。
（4）基本功能及特点
TFRC128-EFMP电气火灾监控系统是利用测温式和剩余电流式电气火灾探测器等现场设备采集信号，以实现对被保护电气线路的报警、监视及管理。它主要具备监控报警、数据显示及储存、自检、故障报警、网络通讯和操作分级等功能。
1、监测点数据越限实时告警、定位及信息输出。
系统对被测点温度和剩余电流值进行实时监测和判断，当数值越限时，及时发出声、光、文字等告警信息，给出告警点位置信息并通过数字接口输出数字报警信息。
2、显示并存储温度及剩余电流信息
系统具备在系统主机的显示屏上实时显示各个点的具体温度值和剩余电流值，并对各点的信息进行存储记录的功能。
3、具有监测信息数据的长期保存、查询、统计功能
系统监测到的数据、系统设备自身故障检测信息及各类报警信息可长期存储（不小于12个月的时间）、随时查询，能够对不同类型的数据进行统计分析。这些数据包括：正常温度/剩余电流数据、异常温度/剩余电流数据、日/月/年平均温度/剩余电流数据、各级预报警数据、故障报警数据等。
4、具有自检及故障报警功能
系统定时主动对监控设备主机与探测器连接线之间的短路、断路故障、监控设备主机主电源欠压、 备用电源与监控设备主机连接线的短路、断路故障进行自检。当检测出异常时，系统会发出声、光报警信号，并显示记录报警信息.
5、具有网络通信功能
系统监控主机具有RJ45以太网接口、RS232/RS485数据总线通信接口，便于与其它相关系统的通信连接。
6、具有操作权限的安全管理功能
系统软件具有多级权限设置功能，分权限管理，明确分工，具有日志记录功能。保证系统的可追溯性，保证系统运行的重要参数及信息的安全性。
结语；我国城市轨道交通大部分都建造在城市地下，地下车站人流密集，空间封闭，一旦发生火灾，将存在疏散难、扑救难、新鲜空气难以快速补充、有毒气体难以快速排出等难点。在地铁设计中使用电气火灾监控系统，将电气引起的火灾消灭在萌芽状态是非常有必要的。但目前电气火灾探测系统仍存在探测器使用寿命不长、误报频发、探头更换困难、设计不合理等缺陷。在系统的设计和安装中，应注意将探测器设计安装在易于维保更换的位置，减少日后维保的难度。
参考文献；
[1]电气火灾监控系统设计_何敏芳
[2]电气火灾监控系统设计方案探讨_潘政文
[3]电气火灾监控系统设计若干问题探讨_邹军
[4]浅谈电气火灾监控系统的设计_范大勇
[5]浅析电气火灾监控系统的设计_邹军
[6]浅析电气火灾监控系统的设计及注意事项_崔玉军
论文作者:尹艺超
论文发表刊物:《基层建设》2016年36期
论文发表时间:2017/3/29
标签：火灾论文; 电气论文; 监控系统论文; 电流论文; 剩余论文; 探测器论文; 系统论文; 《基层建设》2016年36期论文;