建筑電氣火災監控系統分析

摘要：為了使建筑的安全性得到更好的保障，在建筑體系中引入電氣火災監控系統有著非常重要的意義。通過電氣火災監控系統，可以實現對所監控供電線路運行狀態的實時監控，這樣就可以掌握線路運行情況，能夠及時發現供電線路存在的安全隱患，及時排除，降低火災事故發生率，保護人們的生命安全與財產安全。而且隨著現代科學技術的不斷發展，電氣火災監控系統也有了新的發展，在設備應用上更加多樣化與智能化，以更好的應對多種突發電氣火災問題。本次研究對電氣火災發生的主要原因進行了分析，并結合電氣火災的具體情況，對監控系統的具體工作原理與應用方法進行了分析。

關鍵詞：建筑;供電線路;電氣火災;監控系統

Analysis of Building Electrical Fire Monitoring System

Jing-Hua Liu*

SCEGC Intelligent Technology Company Ltd.， Xi’an 710068， Shaanxi， China

Abstract： In order to ensure the safety of the building better， it is very important to introduce the electrical fire monitoring system into the building system. Through the electrical fire monitoring system， the real-time monitoring of the operation status of the monitored power supply line can be realized， so that the operation status of the line can be mastered， the potential safety hazards of the power supply line can be found and eliminated in time， the fire accident rate can be reduced， and people's life and property safety can be protected. With the continuous development of modern science and technology， the electrical fire monitoring system also has a new development. The equipment application becomes more diversified and intelligent， so as to better deal with a variety of sudden electrical fire problems. In this study， main causes of electrical fire are analyzed， and the specific working principle and application method of the monitoring system are analyzed combined with the specific situation of electrical fire.

Keywords： Buildings; power supply line; electrical fire; monitoring system

一、前言

隨著社會的不斷發展，電氣設備的使用越來越多，20世紀的最后20年里，我國人均用電量翻了一番，人均用電量還在不斷增加，電氣火災也隨之劇增，給國家經濟和人民生命財產造成了巨大損失。據統計資料顯示，因電氣設備故障原因產生火災所形成的直接與間接損失在各類火災中排列第一，占比百分之五十以上。我們必須采取有效措施減少電氣火災發生，降低因電氣火災造成的人員傷亡與財產損失，最大限度地降低因電氣火災事故對經濟發展與人們正常生活所產生的影響。運用電氣火災監控系統可以對火災隱患自動報警，是防范因建筑電氣設備引發火災事故的非常有效地措施。

二、電氣火災原因分析

（一）線路超負荷

電氣火災事故的眾多原因中，電氣線路載流量超負荷運行是非常重要的原因，電氣線路長期超負荷運行時，會導致線路發熱，很容易誘發火災事故。出現電氣線路超負荷的原因主要有以下幾點：

1. 在電氣線路設計時，對用電負荷增加預見性不足。

2. 在安裝電氣線路或者電氣設備時，未完全按照規范、標準進行操作，導致導線截面變小或用電負荷增加，從而出現超負荷問題。

3. 沒有對電氣線路進行及時的維護與故障檢修，導致電氣元件出現了老化問題，允許通過的電流量變小。

上述問題都會隨著長期運行而造成電氣火災事故。

（二）漏電

電氣線路漏電是引發火災事故的重要的原因，漏電導致局部高溫、電弧或電火花導致電氣火災。通常來說，電氣線路漏電的原因主要有以下幾點：

1. 電氣設備自身質量存在瑕疵，導致其實際負載能力過低。

2. 各種原因造成電氣線路機械損傷。

3. 電氣線路絕緣老化，從而出現漏電問題，進而引發火災事故。

（三）短路

電氣設備火災事故中，短路也是一個非常重要的原因。造成電氣短路的原因主要有以下幾點：

1. 安裝、接線不當造成的短路。

2. 環境潮濕、進水導致的短路。

3. 機械損傷、絕緣老化導致的短路。

4. 用電設備故障造成的短路，詳見圖1。

三、建筑電氣火災分析

在建筑所具有的各項功能中，電氣設備是非常重要的基礎設施，但是因為其存在的特殊性，也成為引發多種安全事故的重要原因。在建筑配置的多種電氣設備的日常使用過程當中，往往會因為設備本身出現故障或者人為操作出現失誤等原因，產生一系列安全問題，這些安全問題會引發火災事故，威脅人們的人身安全與財產安全。

（一）放電型引火源

使用電氣設備時，電流經由供電線路進入設備，所以線路順暢非常重要，如果線路與電氣設備之間的連接出現了問題，或者設備本身出現了故障，出現了火花，或者在電流無序釋放時產生了氣體放電情況，出現了電弧，也會導致火花產生，若不對這些出現的火花進行控制，就很容易出現火災事故。在火災發生后，建筑電氣線路所處環境的溫度會在短時間內急劇上升，與其相鄰的可燃物與線路都會受到直接影響，對建筑的安全性形成了嚴重威脅。這類引火源可能是多種故障并發引起的，任何一種因故障產生的火花，都存在引發巨大火災的可能性。

這種引火源出現主要原因有：建筑電氣設備與線路之間的正常連接出現問題，存在斷路或斷路情況，導致電氣設備不能維持在正常的溫度環境下，或者電氣設備與線路之間出現了電弧性的接地故障，但是此時熔斷器不能發揮正常的作用，導致火災產生。

（二）過熱型引火源

此類引火源是造成建筑電氣火災事故的主要因素，因此要將其列為重點監控對象。過熱型引火源的源頭面臨的溫度非常高，專業人員可以以觀察與檢測的方式找到出現高溫的位置[1-2]。這些位置表現出來的溫度已經超過了電氣設備或者線路所能夠承受的最高溫度，導致設備所能夠發揮的絕緣效果大大降低，嚴重時甚至會造成周圍物體出現燃燒情況，專業人員要對這些線路情況進行實施檢查，判斷其是否在正常狀態下工作，仔細檢查絕緣位置是不是要進行更換，還要檢查電氣線路中有沒有漏電問題。

（三）火災發生場地

建筑電氣火災一般多發于大型商場、工廠以及老舊住宅等場所，其中以工廠發生火災的可能性最大，概率能到40%左右，而且會產生不同程度的建筑電氣破壞情況。與此同時，因為工作人員沒有對場地現場做好監督工作，導致存在線路老化或接地等多種隱患，極大增加了火災出現的概率。

（四）起火部位分析

建筑電氣設備出現火災的位置主要集中于傳感器、線路接口處或者變壓器等元件。比如電纜線路如果出現故障可能造成其絕緣因子出現問題，進而誘發火災。

四、電氣火災監控系統

相關人員要重視對電氣火災監控系統進行系統性分析，對系統的設計原理與實際應用情況進行研究，不斷完善監控系統，使之發揮更大的作用。

（一）電氣火災監控系統的基本工作原理

電氣火災監控系統主要是把電氣設備及其連接線路作為基本的監控對象，實時監測其經過的電流與電壓情況，并且要對正常設備運行狀態下的電流與電壓情況做系統性計算與分析，并將其作為今后分析設備異常問題的參考依據，對出現異常狀態的電氣設備及線路做全面檢查，判斷是否存在火災隱患問題[3-4]。火災監控系統在接收到傳遞過來的運行數據后，會把這些數據迅速送往中央控制站，在中央控制站對接收到的所有數據進行系統分析后，會發出相應的應對指令，這些控制指令傳遞到火災監控系統之后，會控制其啟動火災預警裝置，與此同時，相對應的消防系統也會接收到相關的指令，做出消防動作。

（二）電氣火災監控系統的分級保護

電氣線路在出現火災事故時，通常會同時出現接地故障及電擊，接地故障會造成電源不能正常開啟，此時建筑會出現斷電問題，建筑所具有的基本功能也就無法得到發揮，而電擊問題則存在非常大的安全隱患。同樣，這些隱患的存在也會對其他設備造成一定的安全威脅，與建筑的安全性要求相背離，考慮到這些問題，我們要對設備進行分級保護。或火災監控系統所配置的分級保護分為兩種，一種是二級保護，一種是三級保護，在對保護等級進行劃分時，最為重要的參考依據是設備配電要求以及低壓配電系統所要求的配電等級。二級保護存在末端保護與一級保護系統，而三級保護多了一個中級保護。

（三）設計安裝問題

在安裝電氣火災監控系統的過程中，也會存在很多問題，主要問題有：

1. 探測器安裝

在電氣火災監控系統中，探測器是非常重要的組成部分，能夠準確探測到電氣設備及其線路中出現的異常電流，有著非常重要的價值，在初始設計以及后續的安裝過程中，探測器如果沒有安裝在合適的位置，或者沒有安裝在規定的范圍之內，都會在具體運行過程中影響應該發揮的效果[5]。

2. 報警值設置問題

在電氣火災監控系統的設計與實際安裝過程中，把報警裝置設置合理的電流值是非常關鍵的，它能夠對火災發生時的調控狀態進行有效控制，從而形成控制火災的有效保障。

五、火災監控技術的具體應用方法

（一）參數設計

在具體設計過程中，需要設置以下設備的參數。系統采用分級保護，為對配電系統進行有效監控，準確判斷出故障線路地址，及時發現安全隱患，減少故障停電范圍，根據配電級數的分級和線路發生火災的危險性確定探測器的保護級數，探測保護級數一般分為兩到三級。上一級保護的額定動作電流值是下一級保護的額定動作電流的兩倍，上下級剩余電流動作保護裝置的動作時間差不得小于0.2s。

電氣火災監控系統設計中，額定剩余電流報警值按照供電線路額定工作電流的千分之一估算，由于供電線路負荷、線路絕緣、運行環境等條件不同，供電線路正常運行時的泄露電流值也不同，應根據供電線路實際測量的泄露電流數值調整探測器滴定報警設定值，調整的結果不應小于供電線路正常運行時的漏電值的2倍。為避免設備啟動時瞬時泄漏電流值過大而引起報警，應保護部分設備，延長工作時間，防止異常泄漏行為引起報警[6]。

（二）設備選擇

1. 目前市場主流電氣火災監控系統設備的技術指標

（1）探測精度較高

剩余電流探測范圍在50～1000mA、溫度探測范圍在55℃～140℃、過線電流0～2000A、過線電壓在660V以內。

（2）報警響應時間

剩余電流探測器不大于30s，測溫探測器不大于40s。

（3）使用范圍廣泛

可以在復雜的工程環境中使用，并保持較長的使用壽命。

高精度溫感探頭具有精度高、靈敏度高、安裝方便、不導電、使用時間長、體積小等優點。

2. 監控設備具備以下優點

（1）報警響應速度較快，無延時。

（2）其主機可以實時顯示泄漏的具體位置和時間。

（3）它有獨立的數據庫，可以存儲各種報警數據。

（4）采用RS-485通信標準，最大通信距離可達1公里以上。

（5）有多種主機型號和聯網功能。根據建筑的實際需要，可以構建集群管理系統。

在與其他系統聯動應用的設計中，控制器應符合設計規范和使用標準，配置的集中電源應符合建筑電氣火災監控系統的實際消耗量，并符合消防工程相關規范。并根據實際監控數據，及時判斷異常情況，投入應急運行，促進系統運行更加安全穩定。

六、結語

在建筑電氣系統設計時，預防火災是必須考慮的因素。設置電氣火災監控系統，對配電系統進行實時監測和控制，可在第一時間找到并消除火災隱患，降低財產損失，保護人們的生命安全，是預防建筑電氣火災的有效途徑。

參考文獻：

[1]許寧，曹錦瑞，李華嵩.電氣火災監控系統設計[J].消防技術與產品信息， 2016（06）.

[2]倪明.某電氣火災監控系統的設計與應用[J].消防技術與產品信息， 2016（06）.

[3]吳賀君.淺析新型建筑電氣火災監控系統的標準及特點[J].吉林省經濟管理干部學院學報， 2012（02）.

[4]姚遠.火災監控系統在智能建筑中的應用與研究[J].決策探索（中）， 2018（08）.

[5]朱鵬.基于物聯網的智能電氣火災監控系統研究[J].科技風， 2018（10）.

[6]周光琴.建筑電氣火災監控系統的幾點探討[J].建材與裝飾，2016（11）：178-179.

通訊作者：劉菁華，1986年1月，男，漢族，陜西西安人，現任陜西建工智能科技有限公司項目經理，工程師，大學本科。研究方向：建筑環境與設備工程。