電氣火災監(jiān)控設備與電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設計
時間:2009-04-20 18:54:29來源:hesp
導語:?電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)屬于漏電監(jiān)控方面的先期預報警系統(tǒng),與傳統(tǒng)火災自動報警系統(tǒng)不同的是,電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)早期報警是為了避免損失
1、系統(tǒng)的特點
電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)屬于先期預報警系統(tǒng),與傳統(tǒng)火災自動報警系統(tǒng)不同的是,電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)早期報警是為了避免損失,而傳統(tǒng)火災自動報警系統(tǒng)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(jīng)安裝了火災自動報警系統(tǒng)的單位,仍需要安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的根本原因。
2、系統(tǒng)設計應用的依據(jù)
⑴電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計與應用,主要依據(jù)是根據(jù)國家標準中的相關條文:
其一,是GB50045-95《高層民用建筑設計防火規(guī)范》,其中在條文9.5.1里規(guī)定:高層建筑內(nèi)火災危險性大、人員密集等場所宜設置漏電火災報警系統(tǒng)。
其二,是GB50016《建筑設計防火規(guī)范》,在條文11.2.7里規(guī)定:下列場所宜設置剩余電流動作電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)。這些場所包括各種類型的:影劇院、館所、倉庫、住宅小區(qū)、醫(yī)院、商店、學校等等。
其三,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”。
其四,電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品應滿足:GB14287.1《電氣火災監(jiān)控設備》GB14287.2《剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器》GB14287.3《測溫式電氣火災監(jiān)控探測器》。
其五,電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的安裝和運行應滿足GB13955《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》。
其六,電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的供電應滿足GB50052《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》的要求。
其七,電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計應滿足《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計方法》的要求(暫行規(guī)定)。
⑵對“宜”字的理解
國家標準《建筑電氣火災預防要求和檢測方法》有關條文中明確要求“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”。在《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》有關條文中也同樣明確要求“必須安裝剩余電流保護裝置的設備和場所”。其中就末端保護和線路保護做出了具體規(guī)則,另外,在4.6條款里,同樣明確在某些場所“應安裝報警式剩余電流保護裝置”的具體規(guī)定。這些都是強制性的規(guī)定。
在國家標準《高層民用建筑設計防火規(guī)范》和《建筑設計防火規(guī)范》里,對是否安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是以“宜”安裝來表示的。所謂“宜”安裝,按著規(guī)范里用詞說明指出:表示允許也稍有選擇。也就是說可以安裝,也可以不安裝。
怎樣理解“宜”字的含意,把握好“宜”安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計和應用呢?筆者認為,隨著祖國現(xiàn)代化建設的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,用電量大為增加,相應地電氣火災事故的發(fā)生則居高而不下,造成的損失也是不可估量的,綜合考察我國發(fā)生火災的趨勢,故安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是非常迫切的、必要的。
再說,若是我們把低壓配電系統(tǒng)中的尚未造成火災發(fā)生的隱患,事先有效地通過對漏電、溫度的異常變化以及它們可能引起的火災進行預報、監(jiān)控,大大地降低火災事故的發(fā)生,避免損失不是比減少損失的效果更好嗎?筆者相信,強制性地必須安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的全國性的普及措施,已經(jīng)為期不遠了。
3、系統(tǒng)的基本組成及工作原理
⑴基本組成
根據(jù)國家標準GB14287-2005《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)》以及相關規(guī)范《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計方法》(暫行規(guī)定),則電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成應包括:電氣火災監(jiān)控設備、剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器以及測溫式電氣火災監(jiān)控探測器等三個最基本產(chǎn)品種類所組成。其中,剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器又由監(jiān)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(jiān)控探測器由監(jiān)控探測器和測溫傳感器所組成。
目前,國內(nèi)設計、開發(fā)、生產(chǎn)電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品的廠家,知道的已有十來家,但從獲得的實際信息資料來看,該系統(tǒng)最基本產(chǎn)品種類的配置齊全的只有幾家。
⑵工作原理
其基本原理是,當電氣設備中的電流、溫度等參數(shù)發(fā)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(jiān)控探測器里,經(jīng)放大、A/D轉(zhuǎn)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(fā)出報警信號,同時也輸送到監(jiān)控設備中,再經(jīng)監(jiān)控設備進一步識別、判定,當確認可能會發(fā)生火災時,監(jiān)控主機發(fā)出火災報警信號,點亮報警指示燈,發(fā)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(jù)以上顯示的信息,迅速到事故現(xiàn)場進行檢查處理,并將報警信息發(fā)送到集中控制臺。
4、系統(tǒng)產(chǎn)品的選型
觀察國內(nèi)電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品市場,其監(jiān)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(jiān)控系統(tǒng),在實際中又能穩(wěn)定可靠地得到應用,則選擇該系統(tǒng)的產(chǎn)品是重要環(huán)節(jié),也是值得探討的一個問題。
⑴多功能漏電開關型
其特點是:監(jiān)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,又擴展多項功能,例如:過電流、過電壓、延時送電、防雷、欠壓、組網(wǎng)實現(xiàn)遠程集中監(jiān)控以及其它等等功能,匯集在一起。這種類型從外部目測結構為盒裝,從內(nèi)部觀看,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(lián)動接口等的監(jiān)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以上用接觸器或空開——塑殼斷路器)統(tǒng)統(tǒng)地集聚于一體,組成一種多功能式的漏電開關產(chǎn)品。該類型產(chǎn)品的優(yōu)點是:保護功能多,內(nèi)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。而由此產(chǎn)生的缺點是:結構復雜、成本加大、故障率偏高,特別是信號的監(jiān)控、探測、分析、處理、報警、通信、聯(lián)動接口等電路與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(chǎn)品性能的穩(wěn)定可靠性。
再說,其內(nèi)部包含的電源控制開關(斷路器),是低壓配電系統(tǒng)中的關鍵配電產(chǎn)品,它必須通過電氣開關類的電氣產(chǎn)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(xié)商合理組裝,但對改造工程中已經(jīng)成形并使用中的配電箱(柜)則更不適用。
⑵分離配置型
此種類型是:電氣火災監(jiān)控設備與電氣火災監(jiān)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(jiān)控探測器(終端探測頭)采樣配電柜(箱)內(nèi)導電母線中的電流和漏電流信號,經(jīng)內(nèi)置單片機系統(tǒng)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(jiān)控設備,且進一步分析處理后,進行所需要聯(lián)動控制,從而完成該系統(tǒng)應有的功能。一般只有剩余電流和溫度探測功能。這種系統(tǒng)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(tǒng),只通過剩余電流互感器(或測溫探頭)取樣信號,性能穩(wěn)定可靠。不足之處是:監(jiān)控設備與監(jiān)控探測器、監(jiān)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(chǎn)品無論是在新工程還是改造工程上使用,都比較方便??梢灶A見,這種與低壓配電系統(tǒng)相對獨立的此種產(chǎn)品結構形式,將是今后電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品的主要發(fā)展方向。
⑶分離配置整合型
分離配置整合型是電氣火災監(jiān)控設備與電氣火災監(jiān)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(tǒng)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(jiān)控探測器(包括終端探測頭)探測報警功能后一并控制??上驳氖?,節(jié)減了電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)集中控制器和上位機以及組網(wǎng)布線,成本下降,消防中心一體化監(jiān)控,界面統(tǒng)一,管理方便。麻煩的是,這樣一來原先的火災報警控制系統(tǒng),還需要重新通過電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的雙重檢測認證,不值得。再說這種組合,相對復雜的火災報警系統(tǒng)故障率偏高,則直接影響著電氣火災監(jiān)控系統(tǒng),使得系統(tǒng)的穩(wěn)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(jiān)控系統(tǒng),與傳統(tǒng)的火災自動報警系統(tǒng)分開為宜。
5、系統(tǒng)設計中的點位分配
根據(jù)國家標準GB13955《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》4.4條中關于分級保護的規(guī)定,安裝剩余電流火災監(jiān)控裝置時,點位分配原則的步驟是:
⑴研究分析被控低壓AC380V/220V配電線路的相關圖紙,將建筑電氣的分布情況調(diào)查核實,確定配電設備(如配電柜、箱、盤、電纜等重要設備)的位置,把每一個監(jiān)控探測器分配到相應的配電設備上,以此來確定探測器的數(shù)量,避免重設浪費。
⑵確定分級保護。為了縮小發(fā)生人身電擊事故和接地故障切斷電源時引起的停電范圍,通常在供電線路的不同地點安裝三級(或兩級)不同容量的剩余電流保護裝置,以形成分級保護。根據(jù)用電負載及線路情況,一般分兩級或三級保護。適用于城鎮(zhèn)和農(nóng)村第一級和第二級保護。
注:重要線路,應包括安防、消防、應急電源、通道照明線路及不容許停電的重要場所。
⑶二級保護中,所有開關處都要設置安裝剩余電流火災監(jiān)控探測器,即在線路的電源端(第一級保護)和分支首端(第二級也稱為末端保護)都要安裝剩余電流探測器,并接入電氣火災監(jiān)控系統(tǒng),只作火災監(jiān)控報??)開關處應設置剩余電流探測器及動作保護裝置,但不接入電氣火災監(jiān)控系統(tǒng),為的是防止人身觸電。
⑸溫度檢測是以配電設備異常時發(fā)熱為基本原則而進行的,具體檢測點參考如下:
⊙變壓器低壓側(cè)出線端子、變壓器體溫(風溫、油溫、水溫)測試點、負荷開關觸頭。
⊙各配電柜(箱)的進出母線接點、自動開關(斷路器、刀開關)觸頭、大電流導線集中部位、線纜駁接點。
⊙母聯(lián)柜主接點、刀開關觸頭。
⊙補償電容器接線端子、轉(zhuǎn)換開關觸頭。
⑹根據(jù)點位安裝總數(shù),再選擇相應的壁掛、立式或琴臺。
6、系統(tǒng)設計的檢測方法
電氣火災監(jiān)控統(tǒng)的終端信息檢測,有漏電電流和溫度兩種檢測方法。
⑴系統(tǒng)接地
對將要設計安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的用戶,不管是新工程或舊工程改造項目,首先要調(diào)查核實該用戶低壓配電系統(tǒng)的系統(tǒng)接地的形式是什么,否則設計安裝剩余電流互感器的點位進行檢測,是根本無法施行的。低壓配電系統(tǒng)的系統(tǒng)接地形式有IT型、TT型、TN-S型、TN-C型、TN-C-S型。
⑵低壓配電系統(tǒng)總漏電電流的檢測
如果是檢測該用戶用電系統(tǒng)的總體絕緣狀態(tài),則前提有二:其一,必需有獨立的變電系統(tǒng);其二,低壓配電系統(tǒng)的系統(tǒng)接地形式必須是TT或TN-S型。
⑶分支線路漏電電流的檢測AC380V/220V
對于AC220V單相供電系統(tǒng),剩余電流互感器只要套住兩根電源線即可,但要求中性線N(即零線)此后不容許再接地。
對于AC380V三相供電系統(tǒng),由于有三相三線制、三相四線制、三相五線制等使用狀況,則根據(jù)具體情況將剩余電流互感器同時套住LA、LB、LC三相電源線,或同時套住LA、LB、LC+N線。同理,要求中性線N此后不許再接地,保護線PE不得穿過互感器。
在系統(tǒng)接地的形式為TN-C型時,必須將其改造為TN-S型、TN-C-S型或局部TT型系統(tǒng)后,才可以安裝剩余電流檢測裝置。
⑷溫度檢測,一般在二級保護的線路中應用,也就是說當需要對重要場所的導體連接部位監(jiān)測溫度時,宜設置測溫式電氣火災探測器。它與系統(tǒng)接地的形式無關,主要考慮包括線纜在內(nèi)的低壓配電裝置中關鍵部位的溫度,可采用接觸式布置法。當被檢測對象為絕緣體時,宜將探測器的溫度傳感器直接設置在被探測對象的表面。當被檢測對象為配電柜內(nèi)部溫度變化時,可宜靠近發(fā)熱部件,采用非接觸式布置。
7、協(xié)調(diào)配合分級設置報警值
⑴報警值設置范圍
剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器的報警值設置范圍,依據(jù)國家標準GB14287.2中,4.2.2的規(guī)定,不應小于20mA,不應大于1000mA,且報警值應在設定值的80%-100之間。
所以按著此項要求,一般來說把電源總進線處的剩余電流動作值定為400-800mA,電源分支線路上的剩余電流動作值定為100-400mA。
設置范圍有了,但在實際現(xiàn)場,設置剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器的報警值,具體地說應不小于被保護電氣線路和設備的正常運行時泄漏電流最大值的2倍,且不大于1000mA。
⑵固有泄漏電流估算
電氣火災探測器的報警設定值應考慮配電系統(tǒng)及用電設備的正常泄漏電流(剩余電流報警設定值必須大于被測電路的泄漏電流值)。
8、獨立式電氣火災監(jiān)控探測器的使用
獨立式探測器,在大型場所可直接接入電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)中去使用,而在無消防控制室且電氣火災監(jiān)控探測器設置數(shù)量不超過4個時,則可以采用獨立式電氣火災監(jiān)控探測器來使用。
在設置有火災自動報警系統(tǒng)的建筑中,獨立式電氣火災監(jiān)控探測器的報警信息,若是接入火災自動報警控制器或消防控制室圖形顯示裝置顯示,則其報警信息顯示應與火災報警信息顯示有明顯區(qū)別。嚴格地說按照《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計方法》的要求(暫行規(guī)定),當并入火災自動報警系統(tǒng)時,應采用獨立顯示器。
在未設置火災自動報警系統(tǒng)的建筑中,獨立式電氣火災監(jiān)控探測器應配接火災聲光警報器來使用,在探測器發(fā)出報警信號時,應自動啟動火災聲光警報器。
在非重要供電場所,獨立式電氣火災監(jiān)控探測器發(fā)出報警信號后,可以在經(jīng)過一段延時后,切斷供電電源。
9、監(jiān)控設備的設置安裝及布線設計
電氣火災監(jiān)控設備以及系統(tǒng)的報警信號,應設在消防控制室或有人值班的場所。主機電源應取自控制中心的消防供電(AC220V)。
10、監(jiān)控探測器的設置安裝及布線設計
各監(jiān)控探測器采用現(xiàn)場供電電源接入點應在該級斷路器的上端。
⑴配電柜(箱)內(nèi)部形式的安裝設計
一般新工程在樓層設有專門樓層配電柜(箱),可將探測控制器放在配電柜(箱)內(nèi),且離導電母線盡量遠的導軌上安裝,再將剩余電流互感器安套在電源母線上,固定牢靠,探測控制器與互感器之間的連線,應采用屏蔽導線。
⑵配電柜(箱)外部形式的安裝設計
在配電柜(箱)外安裝探測控制器,則無論是對新工程還是改造工程,都是適用的。若有專門安裝探測控制器的防火監(jiān)控箱,裝入探測控制器后可放在配電柜(箱)附近。同理,剩余電流互感器安套在電源母線上,固定牢靠,探測控制器與互感器之間的連線,應采用設置范圍屏蔽導線。對于改造工程,因互感器為閉合型的,所以在安裝時,不僅要注意施工安全還應盡量避免斷電時間過長,影響用戶的用電。
⑶配電柜(箱)成套形式的安裝設計
若是在配電柜(箱)面板上嵌入探測控制器,剩余電流互感器依然固定牢靠在其內(nèi),不增加防火監(jiān)控箱,也不想改動配電柜(箱)內(nèi)部結構,既美觀而方便,則應在設計中明確提出要求,由有關各方在施工圖紙會審確認批準后,可由配電柜(箱)成套廠家,充分考慮預留面板上嵌入探測控制器孔的問題。
⑷安裝布線設計及注意事項
⊙產(chǎn)品在安裝布線時應采取三防措施。
⊙產(chǎn)品應按消防用電的規(guī)定執(zhí)行。各個安裝接線端,接線時不得反接,數(shù)量不得超過2根。
⊙安裝布線時,必須嚴格區(qū)分N線和PE線,穿過剩余電流互感器的N線,不得作為PE線,不得重復接地或接設備外露可接近導體。PE線不得穿過剩余電流互感器。
⊙二總線安裝走線時,注意強弱電線分開走線,不允許交叉和搭線。嚴禁與動力線、照明線、視頻線、廣播線、電話線等穿入同一金屬管內(nèi)。配線應整齊,導線應綁扎成束,穿線可用阻燃PVC管、金屬管及金屬線槽。在穿管、線槽后,應將管口、槽口封堵。
⊙監(jiān)控設備與探測器之間的通訊線應采用雙絞線,建議線徑不得小于1.5mm2,當系統(tǒng)應用在強干擾場所時,通訊線應采用屏蔽雙絞線,屏蔽雙絞線的屏蔽層應良好接大地。
編輯:何世平
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