電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

馮冠華 李澤秀 馬海波

（1.廊坊市公安消防支隊(duì) 河北 廊坊 065000；2.北京市朝陽(yáng)區(qū)公安消防支隊(duì) 中國(guó) 北京 100023；3.北京市順義區(qū)公安消防支隊(duì) 中國(guó) 北京 101300）

0 引言

目前在我國(guó)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(guī)范造成線路和裝置的絕緣性能下降，再加上原始設(shè)計(jì)載荷能力的有限，而用電量卻逐年加大，潛伏的火災(zāi)隱患逐年增多，嚴(yán)重地威脅著人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全。據(jù)《中國(guó)火災(zāi)統(tǒng)計(jì)年鑒》統(tǒng)計(jì)，自1993年到 2002年全國(guó)范圍內(nèi)共發(fā)生電氣火災(zāi)203780起，占火災(zāi)總數(shù)近40%，在所有火災(zāi)起因中居首位。電氣火災(zāi)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(zāi)也是時(shí)有發(fā)生，如火災(zāi)2005年震驚國(guó)內(nèi)外的兩起火災(zāi)，“吉林遼海中心醫(yī)院火災(zāi)”和“汕頭華南賓館火災(zāi)”，造成了重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。這些觸目驚心的數(shù)據(jù)引起了政府部門(mén)的重視，相繼制訂或修改了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，要求在建筑中設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

1 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)概述

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)由電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備和電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器構(gòu)成，能夠準(zhǔn)確監(jiān)控線路中的故障和異常狀態(tài)，能夠預(yù)先發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)隱患，及時(shí)報(bào)警并消除這些隱患。

電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備的報(bào)警信息應(yīng)能傳輸?shù)较揽刂剖覉D形顯示裝置，并獨(dú)立顯示，其探測(cè)器又分為剩余電流式探測(cè)器和測(cè)溫式探測(cè)器及線型感溫火災(zāi)探測(cè)器等。在以下將著重介紹剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)存在的問(wèn)題及前景應(yīng)用。

2 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

1）電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)所廣泛

（1）現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50116《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃》中規(guī)定的特級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、保護(hù)對(duì)象。

（2）建筑總面積大于二萬(wàn)平方米的體育場(chǎng)館、會(huì)堂、公共展覽館、博物館的展示廳。

（3）建筑總面積大于一萬(wàn)五千平方米的民用機(jī)場(chǎng)航站樓、客運(yùn)車(chē)站候車(chē)室、客運(yùn)碼頭候船廳。

（4）建筑總面積大于一萬(wàn)平方米的賓館、飯店、商場(chǎng)、市場(chǎng)。

（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(lè)廳等室內(nèi)兒童活動(dòng)活動(dòng)場(chǎng)所，養(yǎng)老院、福利院、醫(yī)院、療養(yǎng)院的病房樓，中小學(xué)校的教學(xué)樓、圖書(shū)館、食堂、學(xué)校的集體宿舍、勞動(dòng)密集型企業(yè)的員工集體宿舍。

2）電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)EMC試驗(yàn)

電磁兼容性（EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合運(yùn)行要求，并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力[2]。因此，EMC包括兩個(gè)方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過(guò)程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過(guò)一定的限值；另一方面是指器具對(duì)所在環(huán)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(guó)內(nèi)的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)均為電子式產(chǎn)品，在低壓配電系統(tǒng)中使用很容易受到配電系統(tǒng)中其他元件或線路的電磁干擾。如果產(chǎn)品沒(méi)有通過(guò)EMC試驗(yàn)，不具有良好的電磁兼容性能，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生一定的誤報(bào)警或拒報(bào)警情況。因此，在考核產(chǎn)品報(bào)警的精確度的同時(shí)，必須考核產(chǎn)品的電磁兼容性能。SIWOFA系列產(chǎn)品已通過(guò)EMC試驗(yàn)。

3）剩余電流電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

目前的剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在使用中存在誤報(bào)警和漏報(bào)警問(wèn)題，這其中有配電系統(tǒng)中接線錯(cuò)誤或裝置安裝錯(cuò)誤的原因，比如中性線（N）與保護(hù)線（PE）的錯(cuò)誤連接或兩線接反等均可能會(huì)使監(jiān)控探測(cè)器檢測(cè)到的剩余電流超過(guò)報(bào)警值而誤報(bào)警。這些問(wèn)題可以通過(guò)人工排查、改正接線來(lái)解決。另外剩余電流電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的剩余電流報(bào)警閾值只能夠人工設(shè)定，一般是在現(xiàn)場(chǎng)安裝監(jiān)控系統(tǒng)前，通過(guò)泄漏電流表測(cè)試出配電回路中的最大剩余電流值，然后按照國(guó)標(biāo)中的相關(guān)規(guī)定并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)設(shè)定一個(gè)合適的值作為報(bào)警閾值[3]。在這種設(shè)置方式下，報(bào)警值一旦設(shè)定，在運(yùn)行過(guò)程不會(huì)自己改變，除非人為重新設(shè)定。而配電系統(tǒng)在正常情況下的剩余電流也是變化的，幅值和方向均會(huì)隨著各項(xiàng)負(fù)荷電流和負(fù)荷性質(zhì)的變化而變化，這固定報(bào)警值很可能造成電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生漏報(bào)警和誤報(bào)警。

為了解決剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中存在的這些問(wèn)題，準(zhǔn)確地分析剩余電流隨負(fù)荷電流變化的規(guī)律，李宏文等對(duì)某建筑物配電系統(tǒng)的負(fù)荷電流和剩余電流進(jìn)行研究得出，剩余電流和負(fù)荷電流之間存在關(guān)聯(lián)性，而且二者的變化又具有明顯的周期性，可以通過(guò)之前負(fù)荷電流與剩余電流之間的關(guān)系特點(diǎn)，來(lái)預(yù)估之后相同負(fù)荷電流情況下剩余電流的大小。這種策略可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)異常剩余電流的辨識(shí)，如果實(shí)際值與估計(jì)值的差超過(guò)了一定的范圍則認(rèn)為是異常的剩余電流。

3 剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

鑒于現(xiàn)有固定報(bào)警閾值的剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，在應(yīng)用中存在各種誤報(bào)、漏報(bào)等問(wèn)題，在此提出一種新型智能剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的智能策略。此策略要求具有一定的分析判斷和應(yīng)變能力，充分利用探測(cè)器所采集到的負(fù)荷電流和剩余電流數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)負(fù)荷電流和剩余電流隨時(shí)間變化上的全方位多方面分析，實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整報(bào)警閾值，從而最大可能地減少誤報(bào)和漏報(bào)，實(shí)現(xiàn)早期準(zhǔn)確預(yù)警。

新型智能剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)首先要具有隨被保護(hù)配電線路負(fù)荷變化，剩余電流報(bào)警閾值亦實(shí)時(shí)自適應(yīng)調(diào)整的功能，即所謂“實(shí)時(shí)跟蹤”功能[4]。其次，探測(cè)器一旦采集到剩余電流信號(hào)超過(guò)設(shè)定報(bào)警值，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該相應(yīng)有一個(gè)適當(dāng)?shù)难舆t觀察時(shí)間，經(jīng)過(guò)上升速率，過(guò)程累積等分析，最終確定是否報(bào)警。另外，由于上下班，節(jié)假日，季節(jié)變化等因素對(duì)配電系統(tǒng)中負(fù)荷電流和剩余電流均會(huì)產(chǎn)生影響，因此應(yīng)有規(guī)律地自動(dòng)調(diào)整探測(cè)器的靈敏度。新型智能電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)，可望彌補(bǔ)現(xiàn)有固定報(bào)警閾值的剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的不足，大大降低現(xiàn)有剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的誤報(bào)和漏報(bào)率，使目前電氣火災(zāi)的防范水平上升到一個(gè)新的臺(tái)階。

4 結(jié)束語(yǔ)

能否有效準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)火災(zāi)關(guān)系到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在安防領(lǐng)域具有舉足輕重的作用。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，在不久的將來(lái)，必然會(huì)出現(xiàn)許多高智能、高可靠性的和多功能的多元復(fù)合探測(cè)器，從而可以更加有效的探測(cè)各種早期的火災(zāi)情況，從而可以大大降低火災(zāi)帶來(lái)的危害。S

［1］田永,張浩.論電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的重要意義[J].科技資訊，2011(05)：67.

［2］孟建國(guó),陶明.淺談剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器及其應(yīng)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(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)智能算法的研究[J].建筑科學(xué)，2009(25)：65-66.

［4］王曉明.剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用分析[J].建筑設(shè)備控制與管理，2008(2)：67.