電氣火災(zāi)監(jiān)控在建筑防火中的應(yīng)用研究

■ 費(fèi)海新 河北省消防救援總隊(duì)石家莊市消防救援支隊(duì)

如今，建筑電氣設(shè)備種類(lèi)和數(shù)量都在不斷增多，這在豐富建筑使用功能的同時(shí)，增加了火災(zāi)隱患。要想有效預(yù)防建筑電氣火災(zāi)，在火災(zāi)發(fā)生后立即通過(guò)監(jiān)控和自動(dòng)控制切斷設(shè)備，能有效控制火災(zāi)的發(fā)展和蔓延，并減小由此造成的損失。

一、建筑概況

某建筑地上共14層，設(shè)1層地下室，總建筑面積1.51萬(wàn)m2。對(duì)于該建筑，其消防設(shè)備屬于一級(jí)負(fù)荷；二級(jí)負(fù)荷包括電梯（非消防）、水泵與樓梯間照明；除以上一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷外的負(fù)荷均屬于三級(jí)負(fù)荷。該建筑變電所位于地下一層，為滿(mǎn)足建筑用電量要求，需在低壓配電柜中對(duì)消防用電回路進(jìn)行預(yù)留；低壓側(cè)電源采用交流三相四線220/380V，其配電系統(tǒng)為單母線分段形式；干線配電方式為樹(shù)干式，主要負(fù)荷與容量相對(duì)較大的動(dòng)力負(fù)荷均為放射式配電?，F(xiàn)以該建筑為例，對(duì)其電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)做如下深入分析。

二、設(shè)備選型

在建筑中，一旦發(fā)生電氣火災(zāi)，則其隱患的分布將極為分散，基于此，對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控而言，需要將集中監(jiān)控設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)處理設(shè)備充分結(jié)合到一起，形成集散式系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)對(duì)剩余電流的實(shí)時(shí)檢測(cè)，確定各監(jiān)控點(diǎn)實(shí)際剩余電流，基本不會(huì)對(duì)原配電系統(tǒng)造成任何影響，且系統(tǒng)比較單一和靈活，無(wú)論是新建、改建還是擴(kuò)建項(xiàng)目，都可以使用。除此之外，采用集散式系統(tǒng)還能結(jié)合實(shí)際需要，有針對(duì)性地增減監(jiān)控點(diǎn)，保證靈活性[1]。

在設(shè)備選型過(guò)程中，應(yīng)優(yōu)先考慮技術(shù)先進(jìn)且經(jīng)濟(jì)合理的類(lèi)型。通過(guò)對(duì)上述各因素的綜合考慮，在本次設(shè)計(jì)工作中，主要選擇由施耐德萬(wàn)高公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。其中，剩余電流探測(cè)裝置選擇WEFP-T系列產(chǎn)品，用于對(duì)安裝地點(diǎn)實(shí)際剩余電流進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)到的信號(hào)傳輸?shù)絎EFP-J；現(xiàn)場(chǎng)處理設(shè)備選擇WEFP-J系列產(chǎn)品，對(duì)安裝地點(diǎn)實(shí)際剩余電流實(shí)施檢測(cè)后，將得到的信號(hào)傳輸?shù)絎EFP-S；集中監(jiān)控設(shè)備選擇WEFP-S系列產(chǎn)品，用于對(duì)所有探測(cè)裝置實(shí)施最優(yōu)集中管理[2]。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安裝

（一）剩余電流探測(cè)裝置及現(xiàn)場(chǎng)處理設(shè)備

裝置的安裝主要分成以下兩種情況：

1.對(duì)于剩余電流探測(cè)裝置，一般在低壓柜各線路出線處進(jìn)行安裝。每個(gè)WEFP-J都能同時(shí)接收多個(gè)剩余電流探測(cè)裝置傳輸?shù)男盘?hào)，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行顯示，并通過(guò)通信線為WEFP-S傳遞信號(hào)[3]。

2.如果將剩余電流探測(cè)裝置安裝在進(jìn)箱斷路器之后，則其作用原理和與WEFP-J之間的關(guān)系將和在低壓柜中進(jìn)行的安全基本相同。考慮到各樓層中層箱之間的距離相對(duì)較遠(yuǎn)，故WEFP-J僅對(duì)一路信號(hào)進(jìn)行接收與傳送，在對(duì)這些信號(hào)予以現(xiàn)場(chǎng)顯示和報(bào)警的同時(shí)，將其傳輸?shù)絎EFP-S。

（二）集中監(jiān)控設(shè)備

整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)與系統(tǒng)的WEFP-S都需要依靠專(zhuān)門(mén)的管理軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)集中管理目標(biāo)。系統(tǒng)的集中監(jiān)控設(shè)備需要在消防控制室中進(jìn)行安裝，能對(duì)各監(jiān)控點(diǎn)的主要參數(shù)進(jìn)行顯示，包括三相電流、電壓和溫度等；在顯示參數(shù)的同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)報(bào)警，包括過(guò)流過(guò)壓、欠壓、超溫、剩余電流，當(dāng)然也能根據(jù)需求增加其他報(bào)警。

（三）監(jiān)控系統(tǒng)

按照現(xiàn)行建筑防火規(guī)范提出的要求，建筑應(yīng)做好電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的合理設(shè)置，同時(shí)該系統(tǒng)要滿(mǎn)足以下幾個(gè)方面要求：其一，監(jiān)控主機(jī)以PC計(jì)算機(jī)為主，并采用組態(tài)管理軟件；其二，在樓層箱處進(jìn)行測(cè)點(diǎn)的布置，且所有測(cè)點(diǎn)都能對(duì)三相電流、電壓與剩余電流等信息進(jìn)行采集，同時(shí)要能在計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)顯示；其三，當(dāng)過(guò)流、過(guò)壓、欠壓與剩余電流超出允許范圍時(shí)，應(yīng)能立即報(bào)警；其四，二總線宜選擇雙色雙絞線ZR-RVSP 2×1.5mm2，以便于和報(bào)警系統(tǒng)的通信線路實(shí)現(xiàn)共管敷設(shè)；其五，WEFP-S和相應(yīng)的操作計(jì)算機(jī)都應(yīng)在消防值班室進(jìn)行設(shè)置。

除此之外，在對(duì)剩余電流檢測(cè)結(jié)果報(bào)警值進(jìn)行設(shè)定的過(guò)程中，要對(duì)固有剩余電流予以充分考慮。在配電系統(tǒng)當(dāng)中，無(wú)論是用電設(shè)備還是長(zhǎng)距離線路，均有一定剩余電流，即固有剩余電流。針對(duì)這部分電流，需在監(jiān)控時(shí)將其排除在外?；诖耍柙谔綔y(cè)裝置中通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)施，用檢測(cè)到的電流值與固有剩余電流相減，相減后的結(jié)果才是系統(tǒng)重點(diǎn)監(jiān)控對(duì)象。要將固有剩余電流準(zhǔn)確寫(xiě)入到監(jiān)控系統(tǒng)中，但對(duì)固有剩余電流而言，并不是一個(gè)固定的值，和配電系統(tǒng)所包含的用電設(shè)備數(shù)量及空氣濕度等很多因素都有關(guān)聯(lián)，這會(huì)給系統(tǒng)報(bào)警值的設(shè)定造成很大不便。通過(guò)連續(xù)觀察與測(cè)量，固有剩余電流和線路長(zhǎng)度及系統(tǒng)接入的用電設(shè)備總數(shù)有關(guān)，雖然其他因素也會(huì)造成影響，但只會(huì)引起小幅的波動(dòng)現(xiàn)象?；诖?，在對(duì)固定剩余電流進(jìn)行設(shè)定的過(guò)程中，可直接根據(jù)系統(tǒng)投入使用時(shí)對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)值確定，也可通過(guò)參數(shù)估算的方式確定。線路的單位長(zhǎng)度固有剩余電流如表1所示。

表1 線路的單位長(zhǎng)度固有剩余電流（單位：mA/km）

熒光燈：當(dāng)安裝于金屬構(gòu)件時(shí)，固有剩余電流為0.1mA；當(dāng)安裝于木質(zhì)或者混凝土構(gòu)件時(shí)，固有剩余電流為0.02mA。家用電器：對(duì)于手握式I級(jí)設(shè)備，其固有剩余電流不超過(guò)0.75mA；對(duì)于固定式I級(jí)設(shè)備，其固有剩余電流不超過(guò)3.5mA；對(duì)于II級(jí)設(shè)備，其固有剩余電流不超過(guò)0.25mA；對(duì)于I級(jí)電熱設(shè)備，其固有剩余電流不超過(guò)0.75～5.0mA。對(duì)于計(jì)算機(jī)，移動(dòng)式計(jì)算機(jī)的固有剩余電流為1.0mA，固定式計(jì)算機(jī)的固有剩余電流為3.5mA，組合式計(jì)算機(jī)的固有剩余電流為15.0mA。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)大多在建筑中容易發(fā)生電氣火災(zāi)且火災(zāi)發(fā)生后危險(xiǎn)性相對(duì)較大的地方設(shè)置；監(jiān)控系統(tǒng)按照三級(jí)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，除了要盡可能減小事故面，還應(yīng)便于事故點(diǎn)的查找；對(duì)于建筑一級(jí)保護(hù)，只作為報(bào)警信號(hào)，如果剩余電流超過(guò)設(shè)定值，則立刻斷電，避免還沒(méi)有形成火災(zāi)直接大面積斷電，導(dǎo)致混亂和恐慌。