電氣火災監控系統的應用現狀及發展趨勢

馮冠華 李澤秀 馬海波

（1.廊坊市公安消防支隊 河北 廊坊 065000；2.北京市朝陽區公安消防支隊 中國 北京 100023；3.北京市順義區公安消防支隊 中國 北京 101300）

0 引言

目前在我國許多舊的大型公共建筑包括古建筑中，由于電纜老化和施工的不規范造成線路和裝置的絕緣性能下降，再加上原始設計載荷能力的有限，而用電量卻逐年加大，潛伏的火災隱患逐年增多，嚴重地威脅著人民生命和財產的安全。據《中國火災統計年鑒》統計，自1993年到 2002年全國范圍內共發生電氣火災203780起，占火災總數近40%，在所有火災起因中居首位。電氣火災造成的人身傷亡也是驚人的，僅2000年到2002年，就造成3215人的傷亡[1]。因電氣故障造成的特大火災也是時有發生，如火災2005年震驚國內外的兩起火災，“吉林遼海中心醫院火災”和“汕頭華南賓館火災”，造成了重大的人員傷亡和財產損失。這些觸目驚心的數據引起了政府部門的重視，相繼制訂或修改了有關標準規范，要求在建筑中設置電氣火災監控系統。

1 電氣火災監控系統概述

電氣火災監控系統應由電氣火災監控設備和電氣火災監控探測器構成，能夠準確監控線路中的故障和異常狀態，能夠預先發現電氣火災隱患，及時報警并消除這些隱患。

電氣火災監控設備的報警信息應能傳輸到消防控制室圖形顯示裝置，并獨立顯示，其探測器又分為剩余電流式探測器和測溫式探測器及線型感溫火災探測器等。在以下將著重介紹剩余電流式火災監控系統存在的問題及前景應用。

2 電氣火災監控系統的應用現狀分析

1）電氣火災監控系統應用場所廣泛

（1）現行國家標準GB50116《火災自動報警系統設計規劃》中規定的特級、一級、二級、保護對象。

（2）建筑總面積大于二萬平方米的體育場館、會堂、公共展覽館、博物館的展示廳。

（3）建筑總面積大于一萬五千平方米的民用機場航站樓、客運車站候車室、客運碼頭候船廳。

（4）建筑總面積大于一萬平方米的賓館、飯店、商場、市場。

（5）建筑總面積大于一千平方米的托兒所、幼兒園的兒童用房、兒童游樂廳等室內兒童活動活動場所，養老院、福利院、醫院、療養院的病房樓，中小學校的教學樓、圖書館、食堂、學校的集體宿舍、勞動密集型企業的員工集體宿舍。

2）電氣火災監控系統EMC試驗

電磁兼容性（EMC）是指設備或系統在其電磁環境中符合運行要求，并不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁干擾的能力[2]。因此，EMC包括兩個方面的要求：一方面是指設備在正常運行過程中對所在環境產生的電磁干擾不能超過一定的限值；另一方面是指器具對所在環境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。

目前，國內的電氣火災監控系統均為電子式產品，在低壓配電系統中使用很容易受到配電系統中其他元件或線路的電磁干擾。如果產品沒有通過EMC試驗，不具有良好的電磁兼容性能，勢必會產生一定的誤報警或拒報警情況。因此，在考核產品報警的精確度的同時，必須考核產品的電磁兼容性能。SIWOFA系列產品已通過EMC試驗。

3）剩余電流電氣火災監控系統的應用

目前的剩余電流式電氣火災監控系統在使用中存在誤報警和漏報警問題，這其中有配電系統中接線錯誤或裝置安裝錯誤的原因，比如中性線（N）與保護線（PE）的錯誤連接或兩線接反等均可能會使監控探測器檢測到的剩余電流超過報警值而誤報警。這些問題可以通過人工排查、改正接線來解決。另外剩余電流電氣火災監控系統的剩余電流報警閾值只能夠人工設定，一般是在現場安裝監控系統前，通過泄漏電流表測試出配電回路中的最大剩余電流值，然后按照國標中的相關規定并結合實際經驗設定一個合適的值作為報警閾值[3]。在這種設置方式下，報警值一旦設定，在運行過程不會自己改變，除非人為重新設定。而配電系統在正常情況下的剩余電流也是變化的，幅值和方向均會隨著各項負荷電流和負荷性質的變化而變化，這固定報警值很可能造成電氣火災監控系統在運行時產生漏報警和誤報警。

為了解決剩余電流式電氣火災監控系統中存在的這些問題，準確地分析剩余電流隨負荷電流變化的規律，李宏文等對某建筑物配電系統的負荷電流和剩余電流進行研究得出，剩余電流和負荷電流之間存在關聯性，而且二者的變化又具有明顯的周期性，可以通過之前負荷電流與剩余電流之間的關系特點，來預估之后相同負荷電流情況下剩余電流的大小。這種策略可以用來實現異常剩余電流的辨識，如果實際值與估計值的差超過了一定的范圍則認為是異常的剩余電流。

3 剩余電流式電氣火災監控系統的發展趨勢

鑒于現有固定報警閾值的剩余電流式電氣火災監控系統，在應用中存在各種誤報、漏報等問題，在此提出一種新型智能剩余電流式電氣火災監控系統的智能策略。此策略要求具有一定的分析判斷和應變能力，充分利用探測器所采集到的負荷電流和剩余電流數據，通過對負荷電流和剩余電流隨時間變化上的全方位多方面分析，實時自動調整報警閾值，從而最大可能地減少誤報和漏報，實現早期準確預警。

新型智能剩余電流式電氣火災監控系統首先要具有隨被保護配電線路負荷變化，剩余電流報警閾值亦實時自適應調整的功能，即所謂“實時跟蹤”功能[4]。其次，探測器一旦采集到剩余電流信號超過設定報警值，監控系統應該相應有一個適當的延遲觀察時間，經過上升速率，過程累積等分析，最終確定是否報警。另外，由于上下班，節假日，季節變化等因素對配電系統中負荷電流和剩余電流均會產生影響，因此應有規律地自動調整探測器的靈敏度。新型智能電氣火災監控系統的研究開發，可望彌補現有固定報警閾值的剩余電流式電氣火災監控系統的不足，大大降低現有剩余電流式電氣火災監控系統的誤報和漏報率，使目前電氣火災的防范水平上升到一個新的臺階。

4 結束語

能否有效準確地監測和預報火災關系到人民群眾的生命財產安全，所以電氣火災監控系統在安防領域具有舉足輕重的作用。隨著社會的不斷進步和科學技術的飛速發展，在不久的將來，必然會出現許多高智能、高可靠性的和多功能的多元復合探測器，從而可以更加有效的探測各種早期的火災情況，從而可以大大降低火災帶來的危害。S

［1］田永,張浩.論電氣火災監控系統的重要意義[J].科技資訊，2011(05)：67.

［2］孟建國,陶明.淺談剩余電流式電氣火災監控探測器及其應用[J].低壓電器，2009(4)：42.

［3］王曉明,李宏，等.剩余電流式電氣火災監控系統智能算法的研究[J].建筑科學，2009(25)：65-66.

［4］王曉明.剩余電流式電氣火災監控系統的應用分析[J].建筑設備控制與管理，2008(2)：67.