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城市商业综合体电气火灾云平台设计探讨

发布时间:2022-08-23 02:44:11 来源:yobo体育官网登录入口 作者:yobo平台官网下载

  :简述电气火灾的几种起因,分析电气火灾监控系统的组成、工作原理、功能、分级保护、设计准则和安装要求,阐述了电气火灾监控系统在城市商业综合体中的应用实例。城市商业综合体电气火灾监控系统要贴合自身复杂的现场情况,以预警及时、准确,运行可靠、稳定为标准,选用性能优异、技术成熟的产品。

  随着我国经济的快速发展,电气火灾起数逐年增多。公安部办公厅《2017 年全国火灾情况》表明,2017 年我国发生电气火灾 9.2 万起,占火灾总数的 34.2%。其中,电气线路问题占电气火灾总数的 62.6% ,电器设备故障占30.5%。我国电气火灾已连续多年高居各类火灾,而发达国家电气火灾占比不足 10%。国家已根据社会现状及电气火灾防控要求,多次修订消防标准、规范,大力推广电气火灾监控系统的应用。

  电气火灾的致灾因素很多,如电气短路、绝缘体破损、设备故障等,具体表现为:

  (1)长时间过热。载流接触不良或过负荷,导致线路、接线处等部位长时间发热,一旦处理不及时,积热极易引燃周围可燃物,造成火灾事故。

  (2)短时间大量发热。雷击、短路会引起通电电流急剧升高,瞬间散发大量热量,烧毁电气线)电弧放电。线路因断裂或绝缘体老化而产生故障电弧,故障电弧击穿空气形成电火花,造成局部高温,通常可达 2 000 ℃以上),能够瞬间引燃绝大多数可燃物。

  为遏制电气火灾高发态势,我国相继修订相关标准规范,进一步提升社会面电气火灾防控水平。2012 年,国家实行强制性产品认证制度,要求所有厂家的电气火灾监控产品经过消防产品合格评定中心强制检验合格后方可销售,有效提高了厂家电气火灾监控产品生产能力、维保能力和市场准入能力。2013 年,GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》规定了电气火灾监控系统的组成和选择原则,明确了相关设置要求。2014 年,GB 14287-2014《电气火灾监控系统》修订增加了监控设备接收和显示剩余电流值和温度值、抗大电流冲击、电源瞬变、电磁环境抗扰度等技术指标,并强制厂家重新检验认证,规范产品市场秩序。另外,JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》、GB 50016-2014《建筑设计防火规范》、GB 50166-

  2016《火灾自动报警系统施工及验收规范》等规范也相继对电气火灾监控提出具体要求。可见,电气火灾监控系统的应用是社会发展的必然趋势。

  电气火灾监控系统主要由电气火灾监控设备、剩余电流式监控探测器、测温式监控探测器、故障电弧式监控探测器组成。

  (1)电气火灾监控设备。能够获取监控探测器传输的报警信号;经分析处理,判断是否发出声、光报警信号,也可发出断电等控制信号,保护配电线路;还可以显示报警类型和位置,记录、存档、打印报警信息,监测受控回路工作状态,是整个监控系统的主机设备。

  (2)剩余电流式监控探测器。能够监测配电线路中剩余电流,判定是否发出报警信号。

  (3)测温式监控探测器。能够监测配电柜、线路的实时温度,防止温度过高引发火灾。

  (4)故障电弧式监控探测器。电气线路绝缘老化破损、电气连接松动、空气潮湿时,易引起空气击穿所导致的气体游离放电现象。故障电弧式监控探测器通过探测被保护线路中的故障电弧,可防止电气火灾的发生。

  依据 Kirchhoff 定律,在任一瞬间,通过电路中任意封闭面的电流代数和为零。因此,对地剩余电流等于穿过剩余电流检测元件主电路的电流代数和,即 Id=IL1+IL2+IL3-IN。其中,Id 为线路在 A 点的对地剩余电流值,IL1、IL2、IL3为相线电流值,IN为中性线电流值,S 为任意封闭面。剩余电流检测原理,如图 1 所示。

  电气火灾监控系统的工作原理,如图 2 所示。监控探测器实时测量各线路的电流值并传送至现场处理设备,现场处理设备经过运算得出监控点剩余电流值,并判断是否超出标准值。集中监控设备通过二总线获得各监控点剩余电流值,经分析判断发出控制信号。

  (1)监控功能。当受控回路发生异常,监控设备能够即时监控并指示故障回路报警类型和位置,具备查询、记录功能,能够打印历史记录。

  (2)保护功能。可自主设定过电流安全值、漏电电流标准值等,一旦相关数值超出安全范围,发出报警,提醒工作人员检修,实现过流保护、过压保护、漏电保护等功能。

  (3)自检功能。实现电源检查、连接检查、端口检查、报警检查等故障排查功能,确保系统正常稳定运行。

  (4)断电功能。测量监控点处的温度,一旦温度超出安全范围将发出报警信号,甚至进行断电保护。

  根据现场情况和使用需要,剩余电流动作保护装置一般安装在配电线路电源总进线、分支干线或用电设备处,通过调整各级线路中电流标准值、漏电电流动作值与响应时间,实现两级或三级保护。上级剩余电流动作装置动作时间应比下级动作时间长 0.2 s,但时间差不应过大。

  目前使用较多的保护方式是三级保护,相对更加安全可靠。第一级是电源总进线保护。电源总进线是配电线路起始端,一旦断电后果严重,因而第一级漏电保护装置不应设置断电功能,其剩余电流探测器的动作电流应设置在 0.5~1.0 A 范围。当电源总进线中电流超过正常漏电电流的两倍时,探测器发出报警信号。第二级是干线保护。电源总进线由干线连接到各分支线,其剩余电流探测器的动作电流应设置在 0.3~0.5 A。因为干线连接线路较多,断电影响很大,同样不应设置断电功能。第三级是分支线路与用电设备保护。干线通过各分支线与用电设备相连接,因各分支线和用电设备与人直接接触,故要防止触电事故发生。第三级剩余电流探测器的动作电流应低于 0.3 A,响应时间应小于 0.1 s,探测器应设置切断保

  护功能。一些重要电气线路持续供电,其剩余电流探测器只应具备报警功能,以兼顾用电安全与用电需求。

  测温式动作保护装置同样采用三级保护。测温器一般直接安装在被监测元件上,如果被监测元件有绝缘外皮,测温器应安装在绝缘材料内的元件表面上。若监测配

  (1)GB 50016-2014 第 10.2.7 条中要求,以下场所宜设置电气火灾监控系统:建筑高度大于 50 m 的乙、丙类厂房和丙类仓库,室外消防用水量大于 30 L/s 的厂房(仓库);一类高层民用建筑;座位数超过 1 500 个的电影院、剧场,座位数超过 3 000 个的体育馆,任一层建筑面积大于3 000 m2 的商店或展览建筑,省(市)级及以上的广播电视、电信、财贸金融建筑,室外消防用水量大于 25 L/s 的其他公共建筑;文物保护单位的砖木或木结构的古建筑等场所的非消防用电负荷。

  (2)JGJ 16-2008 第 13.12.1 条规定:特级建筑物的供电系统应安装剩余电流动作报警装置,建筑物的供电系统宜安装剩余电流动作报警装置,住宅建筑除外。

  (3)GB 50116-2013 提出,电气火灾监控系统安装使用不应破坏配电线路日常运行,不宜设置断电保护功能。城市商业综合体是指已建成投入使用的建筑面积在50 000 m(2含)以上的集购物、住宿、展览、餐饮、文娱、交通枢纽等两种或两种以上功能于一体的建筑。依据国家标准 GB 50016-2014 中第 10.2.7 条,大多数城市商业综合体宜设置电气火灾监控系统。

  选用、安装电气火灾监控系统时,首先应明确建筑性质和火灾危险性,以此确定安装电气火灾监控探测器的种类及安装位置。不同的配电系统和用电设备,其使用情况和重要性不同,要视情况安装在电源总进线、干线、分支线路或用电设备上。剩余电流式电气火灾监控探测器应尽可能安装在第一级配电柜的出线端面板,当配电线 A 时,宜安装在其下一级配电柜(箱)。安装测温式电气火灾监控探测器时,应尽量靠近发热部位,如线缆接头、开关、端子等部位,对于低压(1 kV 以下)供电线路宜直接将探测器安装在被探测部位表面,对于高压(1 kV 以上)供电线路宜安装红外测温式监控探测器或光纤测温式探测器。高度超过 12 m 的大空间场所的顶部较高,发生火灾时不易被发现,应在配电箱内安装故障电弧式电气火灾监控探测器,保证对线路故障的有效监测,且被监测线路的长度不宜过长,当长度大于 100 m 时应安装多个探测器。电气火灾监控设备应尽可能设置在消防控制室内,对于未设置消防控制室场所的,监控设备设置在有人员值班处。

  当无消防控制室场所需要安装的探测器不足 9 个时,不适合安装电气火灾监控系统。这种情况可以选择安装独立式电气火灾监控探测器,但其报警、故障信息信号应能传送到消防控制柜或人员值班处。

  某城市商业综合体建筑面积约为 82 000 m2,地上 4层,地下 2 层,由两个 10 kV 变电所进行供电,配电线路采用双母线分段运行。室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统、防排烟系统、消防电梯、疏散照明等为一级负荷;其他为二级、三级负荷;低压配电电源为交流三相五线 V。使用的电气火灾监控系统型号为 RWA-BZ 壁挂式,总控制器为 AVR 微控制器,通信方式为 CAN 总线通信,通信距离不大于 10 km,监控报警项目包括剩余电流故障(漏电)、温度故障等,报警响应时间不大于 30 s,报警声压级不小于 70 db/m,环境温度一般为-20~40 ℃,相对湿度为 10%~90%,海拔高度不超过3 000 m。该系统具有报警、系统状态指示预警、报表打印、远程控制、历史记录等功能,探测器在监测到漏电电流过高、线路短路、温度过高等异常情况时,发出报警信号,显示故障单元属性(部位、类型),并记录相关信息。该系统拥有完整的 CCCF 认证,经过严格的电磁兼容试验,电磁辐射、大电流冲击、静电、电涌等影响很小,能够确保稳定、可靠运行。

  2017 年以来,国家集中开展为期 3 a 的电气火灾综合治理,推广电气火灾监控系统。在社会单位物防、技防水平不断提高的同时,也暴露出大多数城市商业综合体在建设之初未设计、安装电气火灾监控系统,而且其电气火灾隐患分布比较分散的问题。因此,建议城市商业综合体采用对原有配电线路影响很小的集散系统,安装简便灵活,可视情况增减监控点。

  Acrelcloud-6000安全用电云管理系统能够对剩余电流、设备温度、故障电弧等电气故障进行实时监控、报警、记录,并且通过云端的远程控制。设备与云端的通讯方向不受限制,能上传数据、透传指令,并时间显示实时状态。通过对上传至云端的数据进行分析,为用户提供火灾隐患的相关数据,能够及早的发现问题并实施排查,避免火灾的发生。另一方面,云平台提供超大容量的信息储存及稳定的服务,提升了服务质量,对用户的长远发展具有战略意义。此外,该系统通过集中监控,使得数据通过每个节点的4G网络传输至云端集中式管理和监控,主控端布置于城市消防大队,从而能够对采集的信息进行统一的监控和管理。

  (1)安全用电监管服务系统包含安全用电管理云平台、电脑终端显示系统、手机APP、漏电探测器、漏电互感器、电流互感器等。

  (2)安全用电监管服务系统平台能展示剩余电流、温度、电流等电气安全参数的实时监测数据及变化曲线、历史数据与变化曲线、实时报警数据等,能实时显示现场服务次数、排除隐患数、未排除隐患数、报警未处理数、常规巡检及产品维护等数据,监管数据能保存十年以上。

  (3)手机APP软件同时具有IOS版本和安卓版本,能通过手机APP对每条报警记录进行呼叫,便于紧急情况下能尽快通知用电单位。

  (4)能对各个单位及设备的电气安全运行情况进行自动统计和分析评估,并随时展示电气安全运行分析报告。

  (5)监控探测终端产品满足国家法律法规和有关技术标准(GB14287.2《剩余电流式电气火灾监控探测器》和GB14287.3《测温式电气火灾监控探测器》)的要求,并通过国家消防产品质量监测检验中心提供的消防3C认证。

  (6)漏电探测器能同时探测剩余电流、四路温度、三相电流等参数值,并能通过无线以移动通讯网络接入安全用电监管系统平台。

  安科瑞故障电弧产品型号代码为AAFD,共有两种电流等级,可监测回路故障电弧的发生,并及时预警,提醒用户处理,防止电弧导致的火灾的发生。

  AAFD可配合AF-GSM400使用并接入安全用电平台,该产品不可在同一台AF-GSM400下与ARCM混接。如图:

  安科瑞限流式保护器型号代码为ASCP200-1,有三种电流等级,可监测回路短路过载等故障信息,发生故障时预警和产生灭弧效果,防止电弧导致的火灾的发生。

  ASCP200-1可配合AF-GSM400使用并接入安全用电平台,也能够通过插入SIM卡直接上传到平台。

  短路保护功能。保护器实时监测用电线路电流,当线路发生短路故障时,能在150微秒内实现快速限流保护,并发出声光报警信号。

  过载保护功能。当被保护线路的电流过载且过载持续时间超过动作时间(3…60秒可设)时,保护器启动限流保护,并发出声光报警信号。

  表内超温保护功能。当保护器内部器件工作温度过高时,保护器启动超温限流保护,并发出声光报警信号。

  过、欠压保护功能。当保护器检测到线路电压过压或欠压时,保护器发出声光报警信号,可预先设置是否启动限流保护。

  配电线缆温度监测功能。当被监测线缆温度超过报警设定值时,保护器发出声光报警信号,可预先设置是否启动限流保护。

  漏电流监测功能。当被监测的线路漏电超过报警设定值时,保护器发出声光报警信号,可预先设置是否启动限流保护。

  保护器具有1路RS485接口,1路2G无线通讯,可以将数据发送到后台监控系统,实现远程监控。

  AF-GSM400-2G/4G/CE模块是一款2G/4G有线无线模块,该无线模块为安全用电云平台专用模块。

  AF-GSM400接入每块仪表所需流量为20M/月,单个模块可以接入30块仪表。默认上传间隔2分钟,如发生报警,会实时上传数据。

  温度传感器为一热敏电阻NTC,它提供0-120°的温度监控基准,可以用来监测线缆或配电箱体的温度,提供温度保护。

  城市商业综合体安装电气火灾监控系统已是社会发展必然趋势,是对火灾自动报警系统的有力补充。设计单位应认真研读相关规范,充分考虑现场的实际情况,把握设置原则和系统结构,不断完善系统功能,保障建筑的使用安全。在设备选型时,要充分考虑设备的稳定性、可靠性,选择拥有完整 CCCF 认证的电气火灾监控系统。

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