[科普中国]-电气火灾监控设备

在社会生产生活中电气设备已经成为了不可或缺的重要部分。根据相关统计，电气火灾占据火灾总数的 30% 左右，是所有火灾类型中的首位。因此，为了保障电气设备的使用安全，电气火灾监控系统也逐渐被重视与应用，并且成为了消防电气设计中的重要部分之一。1

背景电气火灾是一种常见的火灾类型，其发生原因众多，例如绝缘体老化、接地故障、电源短路等，都有隐患会导致电气火灾的出现。其中，电源短路是最为主要的原因。在导致电气火灾的电源短路中绝大多数都是电源出现渐变性故障而形成的漏电。要预防电气火灾就需要针对短路的漏电进行准确的监测，装设相关的检测装置与监测系统，对其周围介质或绝缘体表面电流进行监控，以避免电气火灾的发生。1

电气火灾监控系统原理电气火灾监控系统构成电气火灾监控系统主要分为三大部分，分别为监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测设备以及测温式电气火灾探测器。其中，剩余电流式电气火灾监控探测器又可以分为监控探测器以及剩余电流互感器，测温式电气火灾探测器则是由监控探测器与测温传感器构成。电气火灾监控系统通常装设在电气控制室当中，而监控探测器、传感器、互感器等则装设在配电箱的馈出回路当中。

电气火灾监控系统的原理如电气设备的温度、湿度、电流等数据指标出现异常情况时电气火灾监控系统最的探测设备则会通过电磁场感应原理、温度变化的效应来收集不同指标变化的信息，并且将其输送至电气火灾监控系统中的监控探测设备中，经过过滤、放大、A/D转换、分析、判断、对比等步骤后，一旦发生关键数据指标超出预设定值则会立即发出报警讯号，并且同时传递至电气火灾监控系统的监控设备当中，然后经由监控设备进行二次识别、判断，当确认可能会出现火灾时时，监控主机将会发送火灾预警信号，这时报警指示灯点亮并发出报警讯号，监控系统液晶显示设备中出现火灾报警等相关详细信息。相关值班工作人员则能够根据上述显示信息第一时间联系电力工程师或设备维修人员前往设备故障异常现场进行维修检查处理，同时将火灾报警信息传输至集中控制中心。另外，电气火灾监控系统还拥有通信组网功能，能够将其所检测到的相关火灾讯息传递至中央控制层，使得更高一层的监控中心可以获得火灾报警信息。

电气火灾监控系统功能当前电气火灾监控系统种类繁多，功能多种多样，但是总的来说电气火灾监控系统都具有以下基本功能：（1）保护功能。保护功能主要用于保护漏电电流、短路保护、过电流短延时等特征。能够设定漏电电流、过电流长演示、过电流瞬时整定值等数据，以便对设备进行实时的保护。（2）监控功能。实时监控并显示电气设备故障发生处或指定处的漏电流与过电流情况，监控相关参数与被监测设备，能够实时查询记录并且对历史记录进行打印。（3）通讯自检。现场总线通讯技术下实现快速自检，持续对全部监控探测设备布线与数据集中控制设备进行故障排查。（4）对配电柜中关键位置的温度进行实时监控，实时显示温度值，如温度超过标准值则会上传，同时还能够设定是否自动断开回路断路器。1

电气火灾监控系统的应用故障电弧式电气火灾监控探测器配电线路末端由于直接与用电设备相连，往往是火灾最高发的部位。在这部分中，除了由于接触电阻过大、过载等引发的温度升高进而引发火灾外，再有就是由于接触不良、绝缘破损等引发电弧性放电，进而引发电气火灾。所以，配电线路末端防护非常重要。故障电弧探测器应设置在末端配电盘进线处。一旦该部分线路和线路内的用电设备发生电弧性放电，该探测器均能及时探测到，提醒人们及时处理。

剩余电流式电气火灾监控探测器需要装设在低压系统首端或第一级配电箱的出线处。如供电线路的泄露电流超出500m A的时候则可以装设在下一级配电箱中，以充分保证探测器报警值处于300-500m A的范围中。另外，剩余电流式火灾监控探测器不适合用于IT系统的监控探测。

测温式电气火灾监控探测器测温式电气火灾监控探测器主要用于监控配电系统中接头部位或整个线路由于过载、接触不良、接触电阻增大等原因引起的过热，进而引燃周围可燃物引发火灾。测温式探测器根据其传感器特性，分为接触式和非接触式。可以根据保护对象选择适宜的探测方式。从完整的线路来看，整个线路中接头部位最容易产生过热现象，而往往配电线路中接头部位相对集中在配电柜（盘）中，这样就给测温式电气火灾监控探测器提供了很好的集中布置条件，所以，测温式电气火灾监控探测器在配电系统中一般应设置在配电柜。

在有消防控制室的情况下电气火灾监控设备需要安装在消防控制室中，在没有装设消防控制室的情况下电气火灾监控设备需要装设在有人值班的区域。如没有消防控制室并且电气火灾监控探测设备的数量少于8只时，则可以使用独立式电气火灾监控探测设备。独立式电气火灾监控探测设备所探测到的信息与故障信息可以同时显示在火灾报警控制设备中。如需要设置使用自动报警系统，独立式电气火灾监控探测设备需要将报警信号传递至有工作人员值班的区域中，以便工作人员可以第一时间发现警报或异常情况。1

我国电气火灾监控系统应用现状近些年来，电气火灾监控系统已经被普遍应用于一些稍有规模的建筑中，但是其应用却没有达到预期效果。当前我国的大部分建筑只使用了剩余电流式电气火灾监控探测器，而没有配套使用测温式电气火灾监控探测器、故障电弧探测器等，导致系统功能不能得到最大发挥。2

原因分析配电系统缺乏规范性制约电气火灾监控系统功能发挥的最主要因素就是配电系统没有按照相关操作规范进行施工，因此，在安装剩余电流式电气火灾监控探测器时极易出现接线错误、将中性线与PE线进行混接、导线破损、没有用接线端子就直接绞接等问题，进而导致配电系统完工后，极易出现线路泄漏电流的问题，泄漏的电流少则几安培，多则高达几十安培。这样一来就会使得剩余电流式电气火灾监控探测器长期处于报警状态。

产品功能不完善而剩余电流式电气火灾监控探测器的相关功能不完善也是影响电气火灾监控系统功能发挥的重要因素。剩余电流式电气火灾监控探测器不能对用电设备启动时产生的容性电流或感性电流进行有效过滤，因此，一旦这些具有干扰电流的设备启动，就会使得剩余电流式电气火灾监控探测器探测到的电流达到报警值，甚至可能发出报警信号。此外，有些产品不能对电气场所的干扰进行有效辨别，也会产生错误报警的问题。

产品工程设计不合理为产品工程设计不合理也是影响电气火灾监控系统功能发挥的影响因素。这是由于部分系统产品的设计人员没有对剩余电流式电气火灾监控探测器的性能进行全面了解，因而导致其安装的位置不合理，影响其功能的有效发挥。此外，对于剩余电流式电气火灾监控探测器的探测范围在国家标准中有着明确规定，一般应在10m A到1A，也就是说如果将报警值设置在300m A，被保护线路中的自然泄露电流极值在700m A内是允许的，但是，当前大部分的系统工程设计中，保护线路的自然漏电值都要高于这一数值，进而影响探测器的正常运行。2

电气火灾监控系统的应用要点合理的安装剩余电流式电气火灾监控探测器工作人员在进行电气火灾监控系统的安装时，首先应合理的安装剩余电流式电气火灾监控探测器。通常情况下，剩余电流式电气火灾监控探测器应被安装在低压系统的首端或者下一级的配电箱内。而当供电线路泄漏的电流超过500m A时，就应将剩余电流式电气火灾监控探测器安装在下一级的配电箱内，只有这样才能保证探测器的报警值能够处于300到500m A。此外，还应注意对于IT系统的监控探测则不能应用剩余电流式火灾监控探测器来进行。

正确的安装测温式电气火灾监控探测器工作人员还应正确的安装测温式电气火灾监控探测器，通常情况下，应在电缆接头、端子等容易出现高温发热的位置进行测温式电气火灾监控探测器的安装，以达到对低于1000V的配电线路的保护目标，还应注意的是应选择接触式的安装方式。而在对高于1000V的配电线路进行保护时，则应使用光栅光纤电气火灾监控探测器，这时工作人员可以将测温式电气火灾监控探测设备安装在配电箱内部的合适位置，以不需拆动线路为标准。

重视对电气火灾监控设备的安装工作人员还应重视电气火灾设备的安装，在有消防控制室的建筑内，应将设备安装在消防控制室内，而在没有消防控制室的建筑，则应将其安装在有工作人员值班的位置。此外，在既没有消防控制室，同时电气火灾监控探测设备数量又少于8时，工作人员就可以使用独立式的电气火灾监控探测设备。2

结语总的来说，当前电气火灾监控系统已经得到了普及应用，其是否可以快速、准确的监测预报火灾将会直接影响到企业生产以及人民群众的生命生产安全。伴随着电气火灾监控系统技术的不断成熟与发展，相信在未来电气火灾监控系统必然会出现众多更加智能、更加高效、更加可靠、更加多功能的综合探测器，以便能够准确、高效的探测各种早期火灾隐患，从而减少火灾造成的损失。1

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所