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近年来,建筑防火越来越重视对电气火灾的防范。我们可以通过一组数据来看防范电气火灾发生的重要性。根据国内近几年的火灾统计,电气火灾年均发生次数占火灾年均总发生次数的 27% ,占重特大火灾总发生次数的 80% ,居各火灾原因之首位,且损失占火灾总损失的 53% 。树上鸟教育建筑电气设计在线视频教学课程

原因主要包括电缆老化、施工的不规范、电气设备故障等。通过合理设置电气火灾监控系统,可以有效探测供电线路及供电设备故障,以便及时处理,避免电气火灾发生。

电气火灾监控系统,又称漏电监控系统,属于先期预报警系统。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,并显示报警位置。

建筑电气火灾监控系统的设计由有资质的设计机构来进行设计,一般由设计院、设计公司完成。系统设计的质量高低,直接影响后续的图纸识读、配置方案、预算、施工,重要性不言而喻。

本文就电气火灾监控系统图纸设计中常见的问题进行说明,如果在设计中能避免以下问题的发生,那么无论是对设计质量还是产品应用方案以及施工进程都将是一个很大的提升。

一、用途、基本组成及原理

1.1 用途

电气火灾就是指配电线路及电气设备由于设计、安装、使用不当或者接触不良、短路等原因而引起的火灾。其中,短路所引起的火灾的概率最高,而短路又可分为一般性短路和接地故障。

一般性短路,是指供电线路之间由于绝缘性能降低,从而导致的相线与相线、相线与零线之间的短路;接地故障,是指相线与接地导体、相线与大地之间的短路,它是由于相线与接地导体、相线与大地之间的绝缘性下降所导致的。

根据统计,因为接地故障而引起的火灾占短路原因而引起火灾的绝大多数,它是较为常见的电气火灾起因。此外漏电电流使得部分的电流流入大地,造成了能源浪费;当人体接触到故障电压引起触电电击,危及生命安全。低压配电系统短路故障示意图,如图1所示。

图1 低压配电系统短路故障

发生故障时,在漏电的故障点处和导体不良的连接处会局部产生异常的高温或电火花、电弧,这种电弧具有比较大的阻抗和压降,它限制了故障电流的通过,从而使得电流保护器不能动作,而数百毫安的电弧所产生的局部高温可达2000℃以上,导致附近的可燃物高温烤燃着火从而引起了火灾。

为了能够预防和减少电气火灾,必须能够在线检测ac220/380v供电线路的绝缘状态,以此来杜绝漏电和各种短路故障的发生。电气火灾监控系统就是用来实时监测供电线路的绝缘状态并实施报警的,当电气线路或者电气设备一旦漏电并超过额定保护值时,报警器立即发出声光报警信号并显示出漏电电流的大小。

因为从发生接地电弧故障到引燃起火以致火势蔓延需要一定的时间,这就有足够多的时间去检查并排除故障,从而能够有效地避免电气火灾的发生或者将损失控制在较小的范围之内。

为了保证供电的连续性,报警时通常不切断电源,这样就可以避免电源开关跳闸而引起整栋建筑物的停电。为了确保安全,在紧急情况下可以再去切断供电电源。

1.2 监控系统的组成

(1)系统组成

电气火灾监控系统是由漏电探测装置与监控设备所组成的。漏电探测装置是由电流互感器、漏电探测器构成。监控探测器与监控设备之间通常是以有线的方式相连接的。电气火灾监控系统示意图,如图2所示。

图2 电气火灾监控系统

(2) 电流互感器检测电流的基本原理

如图3所示,若导线中流过的电流为i1,i1在其周围将产生电磁场,电磁场的强弱与导线中电流的大小成正比。电流互感器是高导磁率器件,把它置于电磁场中,在其次级线圈中将会感应出交变电流i2,i2=i1/n,n为互感器次级线圈的匝数,由此可见i2与i1是成正比的。

图3 电流互感器提取电流信号

(3)监控系统组成和工作原理

监控系统分为漏电探测装置与监控设备。漏电探测装置使用电流互感器提取漏电信号,经过信号放大、ac/dc变换、a/d变换、cpu处理之后,送至输出级。

输出信号经过总线后通往监控设备。监控设备接收的漏电信号经过cpu处理后,送往报警器、显示器、控制信号输出级。报警器由报警指示灯、蜂鸣器组成,显示器使用led数码管、lcd液晶显示屏显示出漏电电流的大小及所有相关的信息,控制信号输出级输出各种报警及控制信号,以切断供电的电源及附加的报警等。

监控设备有存储及打印的功能,可供随时查询。系统框图如图4所示。

一个电气系统的输入、输出端电流值,当无任何损失时,其流入及流出的相量和为零,也就是无漏电电流;如果这个电气系统有电流泄漏,这个系统的电流相量和就不为零,对外有了泄漏电流,系统中便产生了漏电电流。

漏电电流是由akh-0.66l系列电流互感器检测出的,akh-0.66l系列电流互感器将信息传送到arcm系列监控探测器里,经放大、a/d转换、cpu对变化的幅值进行分析、判断,并与报警设定值进行比较,一旦超出设定值则发出报警信号,同时也传送到acrel-6000系列监控设备中,再经监控设备进一步识别、判定,当确认可能会发生火灾时,监控设备发出火灾报警信号,点亮报警指示灯,发出报警声响,同时在液晶显示屏上显示火灾报警等信息。

值班人员则根据以上显示的信息,迅速到事故现场进行检查处理,并将报警信息发送到集中控制台。

图4 监控系统组成原理方框图

二、系统图、系统设计说明

1、无系统图或无设计说明。两者均没有的图纸也很多,这一点就不用过多强调了,首先从设计上就没完成。

2、 配电箱、配电柜中的漏电监测是否测温度不进行说明,或者测温范围不明确,是箱体温度,还是线缆温度,这个得靠猜。

3、 无图例。虽然电气火灾监控系统的图例比较少,但是很重要,系统主要设备有电气火灾监控器、剩余电流式电气火灾监控探测器、测温式电气火灾监控探测器,剩余电流互感器、温度传感器。好的图例让你读图很轻松,很舒服,国标中有标准图例,但很少见设计院设计公司用标准图例,十之一二吧。

4、 好的设计图纸会将矩形和圆形剩余电流互感器进行区分,这个就比较详尽了。配电柜一般用矩形互感器、配电箱的线缆用圆形。匹配错了有时会装不上。图纸设计是否人性化、贴不贴心这一点上就可以体现出来。

三、配电箱内的画法

1、 错用图形符号,剩余电流互感器和电流互感器不是一个东西。前者测三火一零的电流矢量和,后者测过电流。经常有画错的,用电流互感器代替剩余电流互感器。

2、 温度探测不详。有的与设计说明不符,如设计说明中提到温度探测器,配电箱中不画温度探测器。还有一种是画了测温,但不知道测什么,是测线缆还是三火一零线,还是测箱体,不交待清楚,好的设计图纸会标明t1、t2、t3、t4,看一眼就知道是四路温度。

3、 线型线制交待不清,这个比例虽然很小,但也提一下,有了线型线制后需要提一句“引至消防控制室电气火灾监控主机”。

4、 配电箱中的电流值不详,这个主要是选互感器电流大小的时候参照。正常配电箱都会有电流值。但就有的图纸没有,怎么办?如果没有计算电流,可以用断路器电流或者回路功率计算。

四、设计范围

漏电监控通常设置在非消防用电的配电箱(柜)中,但就有设计者非要在消防配电箱中加上漏电监测。剩余电流式电气火灾监控探测器不宜设置在 it 系统的配电线路和消防配电线路中,电气火灾监控系统的设置不应影响供电系统的正常工作,不宜自动切断供电电源。绘图时一般会标注只报警不脱扣就是因为这个梗。

五、主要表计功能及选型方案

主要表计功能及选型方案如图7所示。

图7 主要表计功能及选型方案

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