安科瑞 陳聰

摘要：在社會(huì )發(fā)展水平不斷提升的背景下，人們的用電量逐漸攀升，電氣火災發(fā)生率也有所上升，只有做好火災監控與防護工作才能夠保障用電安全?；诖?，針對電氣火災監控系統與電氣火災防護進(jìn)行了分析，以期優(yōu)化電氣火災防護效果。在查閱并分析相關(guān)資料后發(fā)現，靈活應用現代化監控與防護手段有利于降低電氣火災發(fā)生概率，保障人們的人身安全。因此，在開(kāi)展電氣火災防范工作時(shí)應根據實(shí)際需求設計完善的電氣火災監控系統并不斷提高電氣設計水平、加強針對性防護。

關(guān)鍵詞：電氣火災；監控系統；火災防護

1引言

經(jīng)過(guò)調查研究發(fā)現，電氣火災事故發(fā)生量逐年攀升，對社會(huì )安全與穩定產(chǎn)生了較大威脅。而靈活應用信息技術(shù)手段與智能化設備有利于全面監控電氣火災，為電氣火災的防護提供支持，因此需要提高對監控系統與防護措施的重視程度，從而減少電氣火災的發(fā)生概率。

2電氣火災概述

（1）概念

電氣火災主要指電氣線(xiàn)路、用電設備、供配電設備等出現故障性/非故障性釋放熱能且引燃本體或其他可燃物而引發(fā)的火災，多發(fā)生在建筑物當中，可能會(huì )演變?yōu)橹靥卮蠡馂氖鹿?，具有較大的危險性。

（2）原因

電氣火災主要是由短路、電阻過(guò)大以及過(guò)載等因素造成的。一，短路。短路指的是不同電位的導電部分直接金屬性連接或經(jīng)過(guò)小阻抗連接在一起，主要包括金屬性短路與電弧性短路，是引發(fā)電氣火災的關(guān)鍵原因之一。例如，一些電氣設備在運行過(guò)程中可能會(huì )出現短路等問(wèn)題，這會(huì )導致短路點(diǎn)附近出現電弧與電火花，繼而引燃附近的可燃物品進(jìn)而造成電氣火災。二，電阻過(guò)大。這一問(wèn)題指的是導線(xiàn)與導線(xiàn)、導線(xiàn)與配用電設備之間在連接時(shí)出現接觸電阻過(guò)大的問(wèn)題且使局部產(chǎn)生高溫、電弧，繼而引燃附近的可燃物，主要是由接頭松動(dòng)、線(xiàn)路連接處氧化等原因造成的。三，過(guò)載。若導線(xiàn)中的電流超過(guò)安全載流量時(shí)，導線(xiàn)就會(huì )出現高溫并引燃附近可燃物，造成電氣火災。

3電氣火災監控系統及其設計

3.1電氣火災監控系統

在用電量不斷增加的過(guò)程中，電氣火災事故發(fā)生率越來(lái)越高，利用傳統的保護設備已無(wú)法有效防范電氣火災，而應用電氣火災監控系統可有效防范火災并提高安全用電水平，所以需要充分了解電氣火災監控系統。

3.1.1原理與構成

一，原理。電氣火災監控系統靈活應用了電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)以及通信技術(shù)等，在運行過(guò)程中可以對電氣線(xiàn)路與電氣設備進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，全面采集線(xiàn)路與設備的電流、溫度以及剩余電流等參數，并對數據信息進(jìn)行過(guò)濾、放大、對比等處理，終判斷數據指標是否超過(guò)預定值并發(fā)出相應的報警信號^[3]。

二，構成。電氣火災監控系統主要是由火災監控單元、區域監控主機、監控主機以及數據庫服務(wù)器共同構成，其中火災監控單元可以通過(guò)傳感器檢測電氣參數并經(jīng)過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)將數據信息輸送至區域監控主機中；區域監控主機可以監控、存儲數據并實(shí)現報警顯示與查詢(xún)；監控主機位于監控，具備通知、聯(lián)動(dòng)等多個(gè)模塊；數據庫服務(wù)器是數據，可有效存儲數據。

3.1.2電氣火災監控探測器

電氣火災監控探測器是監控系統的關(guān)鍵構成部分，可有效檢測出隱蔽性的火災風(fēng)險。常用的探測器類(lèi)型有剩余電流式、測溫式，不同類(lèi)型探測器的主要功能不同。一，剩余電流式探測器。這種探測器在配電線(xiàn)路狀態(tài)監控中發(fā)揮著(zhù)重要作用，可以及時(shí)檢測出電氣故障與火災隱患，降低電氣火災的發(fā)生概率。在應用過(guò)程中應嚴格控制探測器的使用數量以及安裝位置，從而優(yōu)化使用效果。二，測溫式探測器。過(guò)熱問(wèn)題可能會(huì )引發(fā)電氣火災，而應用測溫式電氣火災監控探測器可有效檢

測出線(xiàn)路過(guò)熱或接頭過(guò)熱等問(wèn)題。常用的測溫式探測器有接觸式與非接觸式這2種類(lèi)型，在應用時(shí)應根據火災防范需求選擇合適的類(lèi)型，且需要優(yōu)先將探測器安裝在配電柜當中，提高過(guò)熱問(wèn)題的檢測效率。三，電弧式探測器。電弧所產(chǎn)生的能量

可能會(huì )引燃周邊的可燃物，應用電弧式探測器可以有效控制配電線(xiàn)路的末端，充分了解電弧的產(chǎn)生情況，所以可以將這種類(lèi)型的探測器應用在電氣系統中。四，測量熱解粒子式探測器。這種探測器可有效監控電氣故障以及系統溫度變化情況，且可以在發(fā)生明火前進(jìn)行報警，有利于減少火災的發(fā)生。

3.1.3電氣火災監控設備

電氣火災監控設備主要包括監控主機、以太網(wǎng)模塊、觸摸屏模塊等。一，監控主機。監控主機處于核心地位，具有報警聲光輸出、存儲報警記錄等功能，在系統中發(fā)揮著(zhù)重要作用。二，以太網(wǎng)模塊。以太網(wǎng)傳輸具有速度快、可靠性強等優(yōu)勢，

可以為數據信息的傳輸提供支持，所以需要科學(xué)選擇以太網(wǎng)模塊。三，觸摸屏模塊。在系統智能化水平不斷提升的背景下，觸摸屏模塊成為系統的關(guān)鍵設備，有利于實(shí)現人機互動(dòng)。在選擇觸摸屏模塊時(shí)需要充分考慮設備性能、功能以及實(shí)用性等情況。四，存儲模塊。電氣火災監控系統在運行過(guò)程中需要存儲溫度、剩余電流等數據，對存儲設備的要求相對較高，所以需要選擇存儲能力強的設備。

3.2電氣火災監控系統設計

在應用電氣火災監控系統前不僅需要了解系統，也需要做好系統的設計工作，確保系統符合實(shí)際需求：

3.2.1硬件設計

1. 監控設備硬件總體設計。在進(jìn)行電氣火災監控系統設計時(shí)應優(yōu)化監控設備硬件總設計，將U盤(pán)存儲、觸摸屏、以太網(wǎng)、電源電路、復位電路等模塊納入系統中，并將各個(gè)模塊與監控設備CPU連接在一起。

2. 監控設備控制芯片?？刂菩酒诒O控設備中發(fā)揮著(zhù)重要作用，會(huì )對電氣火災監控產(chǎn)生較大影響，所以需要靈活應用單片機，提高控制效率。常用的單片機AVR、51、PIC等不同系列，其中AVR與PIC系列的單片機具有執行效率高等優(yōu)勢，且PIC單片機具有存儲空間大、功耗低、可靠性高等優(yōu)勢，因此可以將PIC單片機應用在監控設備中。在明確單片機后需要做好單片機的引腳分配工作，充分發(fā)揮單片機的作用。

3. 現場(chǎng)總線(xiàn)電路設計。在進(jìn)行現場(chǎng)總線(xiàn)電路設計時(shí)應做好通信芯片選擇以及電路設計等環(huán)節的工作。首先，RS-485的抗干擾能力相對較強、傳輸距離相對較遠，比較符合電氣火災監控的需求，所以可以應用RS-485總線(xiàn)，且需要選擇合適的控制芯片，進(jìn)一步提高系統的傳輸速率。其次，若總線(xiàn)上任何一個(gè)節點(diǎn)出現故障，總線(xiàn)都可能無(wú)法正常運行，所以需要在總線(xiàn)中設置PTC自恢復保險，使PTC電阻直接保護次，電氣控制現場(chǎng)較為復雜，若電壓超過(guò)接收器的極限接收電壓就會(huì )損壞芯片，因此需要利用直流電壓轉換模塊對系統電源與通信芯片電源進(jìn)行隔離處理。需要將光耦器件應用在系統中并優(yōu)化光耦抗干擾電路設計。

4. 可數據存儲模塊設計。這一環(huán)節包括存儲模塊設計、存儲模塊接口電路設計等內容，應根據實(shí)際需求進(jìn)行設計。剩余電流值、溫度值等數據在電氣火災隱患的判斷中發(fā)揮著(zhù)重要作用，只有全面存儲電氣系統的數據信息才能夠為隱患判斷提供數據支撐，所以需要靈活應用U盤(pán)，通過(guò)U盤(pán)存儲數據信息。另外，需要利用SPI接口將監控主機系統與存儲模塊連接在一起，充分發(fā)揮存儲模塊的作用。

5. 觸摸屏模塊設計。觸摸屏在人機交互中具有重要作用，可以讓工作人員查詢(xún)數據并控制系統。在設計時(shí)需要選擇合適的智能終端，通過(guò)該終端進(jìn)行控制、查詢(xún)以及顯示。且需要優(yōu)化觸摸屏與監控主機之間的接口電路設計，通過(guò)5V直流電源直接供電。

6. 以太網(wǎng)模塊設計。在電氣火災監控系統中應用以太網(wǎng)模塊可以讓工作人員遠程監測火災探測器并獲取相應的數據信息，因此應合理選擇以太網(wǎng)擴展方案，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )數據包與單片機數據的透明傳輸。且需要進(jìn)行單片機的擴展，通過(guò)擴展出的串口連接以太網(wǎng)。

3.2.2軟件設計

軟件設計在電氣火災監控系統設計中占據著(zhù)重要地位，應提高對這一環(huán)節的重視程度。

一，應優(yōu)化軟件總體設計。應將自檢程序、初始化程序納入總體設計中，通過(guò)自檢程序使監控設備自動(dòng)檢測探測器的功能，判斷探測器是否能夠正常使用，若不能便自動(dòng)報警，通過(guò)初始化程序使探測器進(jìn)入正常運行狀態(tài)。

二，應優(yōu)化通信軟件設計。硬件中的現場(chǎng)總線(xiàn)需要通信軟件的支持，因此應優(yōu)化通信軟件設計。首先，應科學(xué)選擇通信協(xié)議。Modbus協(xié)議具有數據采集等功能，可以對主機與從機之間的工作形式進(jìn)行規定與控制，所以需要將其RTU模式應用在電氣火災監控系統的通信軟件中。其次，應優(yōu)化循環(huán)冗余校驗算法。在通信過(guò)程中，數據可能會(huì )受到分布參數、傳輸距離等多種因素的影響，很可能會(huì )出現一些問(wèn)題，而應用循環(huán)冗余校驗這種算法可以對數據傳送進(jìn)行校驗，為此需要將其應用在通信軟件中。應優(yōu)化發(fā)送程序。在RTU模式中，時(shí)間會(huì )對報文間隔產(chǎn)生較大影響，所以需要在接收與發(fā)送程序中應用串行通信模塊。

4電氣火災防護措施

在工作過(guò)程中需要靈活應用電氣火災監控系統以及各種防護手段進(jìn)行電氣火災的預防，從而減少事故的發(fā)生。

4.1提高電氣設計水平

電氣設計會(huì )對電氣設備以及線(xiàn)路運行的合理性產(chǎn)生較大影響，只有優(yōu)化電氣設計才能夠減少電氣火災的發(fā)生，因此需要通過(guò)有效手段提高電氣設計水平。一是，在進(jìn)行電氣設備以及電氣線(xiàn)路設計時(shí)應充分考慮環(huán)境因素以及人為因素，盡力減少設備與線(xiàn)路受外界環(huán)境以及人為操作等因素的影響。二是，在進(jìn)行電氣設計時(shí)應不斷優(yōu)化細節設計并將電氣系統與電氣火災監控系統結合起來(lái)，直接通過(guò)監控系統對電氣設備與線(xiàn)路進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，及時(shí)發(fā)現電氣火災隱患。

4.2做好針對性防護工作

從上述內容來(lái)看，短路、過(guò)載等是引發(fā)電氣火災的關(guān)鍵原因，應針對這些做好相應的防護工作。一，做好短路與過(guò)載的防護工作。在日常工作過(guò)程中應確保電氣設備與線(xiàn)路的絕緣層完整無(wú)損，且需要不斷提高絕緣水平，從而預防短路問(wèn)題。若想達到良好的保護效果就需要在電氣系統中安裝含有過(guò)流保護功能的設備，使設備在電流超過(guò)安全載流量時(shí)能夠及時(shí)切斷線(xiàn)路，從而預防短路等問(wèn)題。二，做好接地與漏電防護工作。在預防接地與漏電等問(wèn)題時(shí)，需要通過(guò)電氣火災監控系統處理剩余電流超標等報警信號，從而達到預防效果。且需要通過(guò)RCD等保護設備及時(shí)切斷線(xiàn)路，提高保護水平。三，做好接觸不良的防護工作。在應用電氣火災監控系統時(shí)，應科學(xué)選擇測溫式探測器且需要定期對線(xiàn)路連接處進(jìn)行巡檢。

4.3做好電氣線(xiàn)路火災防護工作

從實(shí)際情況來(lái)看，電氣線(xiàn)路火災在電氣火災中的占比較高，其主要是由電氣線(xiàn)路選型不當等因素造成的，應通過(guò)有效手段進(jìn)行防護。一方面，應加大防范力度。例如，應進(jìn)行規范性設計并做好設計審核工作，增強線(xiàn)路設計的合理性；科學(xué)選擇電氣線(xiàn)路并做好線(xiàn)路質(zhì)量的檢測工作，避免應用不合格的線(xiàn)路產(chǎn)品；靈活應用斷路器等保護設備。另一方面，應加大保護力度。如果出現電氣線(xiàn)路火災就需要按照相關(guān)規定切斷電源，避免出現帶負荷拉閘等問(wèn)題且需要做好處理工作，避免造成嚴重問(wèn)題。

4.4做好電氣照明火災防護工作

在生活生產(chǎn)活動(dòng)不斷增加的過(guò)程中，各種電氣照明裝置的應用范圍越來(lái)越廣。與此同時(shí)，電氣照明火災的發(fā)生率也不斷上升，應加強防護。首先，應科學(xué)選擇燈具。例如，戶(hù)外場(chǎng)所可以應用封閉型燈具或含有防火燈座的開(kāi)啟型燈具；在含有腐蝕性氣體的場(chǎng)所中可以應用密封型燈具；在可能會(huì )產(chǎn)生爆炸介質(zhì)的場(chǎng)所中可以應用整體防爆型燈具。其次，應科學(xué)安裝燈具。大多數場(chǎng)所中都具有可燃物，所以在安裝燈具時(shí)應確保燈具與可燃物之間的距離在50cm以上且與地面之間的距離在2m以上，若達不到這些安全距離就需要設置防護設施。再次，應靈活應用各種附件并確保附件符合照明供電系統對電流以及電壓的要求。應合理控制電氣照明。需要優(yōu)化照明電流的分支回路并在回路中設置短路保護設施，降低出現短路等問(wèn)題的概率。同時(shí)，在保護過(guò)程中應優(yōu)化三相負荷的平衡配置。

4.5加大檢查力度

相比于其他類(lèi)型的火災，電氣火災具有較強的隱蔽性，所以需要加大檢查力度，及時(shí)發(fā)現火災隱患。應定期對電氣線(xiàn)路與設備進(jìn)行巡視，判斷線(xiàn)路與設備的絕緣等各個(gè)方面是否存在老化等問(wèn)題，若存在須及時(shí)更換。且需要檢查設備與線(xiàn)路附近是否存在可燃物，若存在須及時(shí)清理，從而有效避免火災的發(fā)生。另外，電氣火災具有較強的季節性，多發(fā)生在夏季與冬季，應做好季節性的檢查工作并調整供電負荷，及時(shí)排除電氣系統中的安全隱患。

5安科瑞電氣火災監控系統

（1）概述

Acre1-6000電氣火災監控系統，是根據現行規范標準由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數字化獨立運行的系統，已通過(guò)消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗的消防電子產(chǎn)品試驗認證，并且均通過(guò)嚴格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統中的安全正常運行，現均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應用。該系統通過(guò)對剩余電流、過(guò)電流、過(guò)電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監視，實(shí)現對電氣火災的早期預防和報警，當必要時(shí)還能聯(lián)動(dòng)切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標的配電回路;并根據用戶(hù)的需求，還可以滿(mǎn)足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災自動(dòng)報警系統等進(jìn)行數據交換和共享。

（2）應用場(chǎng)合

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、重點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領(lǐng)域。

（3）系統結構

。

（4）系統功能

監控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時(shí)發(fā)出聲、光報警信號，同時(shí)設備上紅色“報警”指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類(lèi)型，記錄報警時(shí)間，聲光報警一直保持，直至按設備的“復位”按鈕或觸摸屏的“復位”按鍵遠程對探測器實(shí)現復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動(dòng)消除。

當被監測回路報警時(shí)，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設備，當報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

通訊故障報警：當監控設備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時(shí)，監控畫(huà)面中相應的探測器顯示故障提示，同時(shí)設備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。電源故障報警：當主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監控設備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。

當發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時(shí)，將報警部位、故障信息、報警時(shí)間等信息存儲在數據庫中，當報警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢(xún)方法。

（5）配置方案

6結論

全面監控和防護電氣火災可以保障人們的安全和社會(huì )穩定發(fā)展，因此需要充分了解電氣火災監控系統的原理與構成并根據實(shí)際需求優(yōu)化系統的軟硬件設計，同時(shí)也需要不斷提高電氣設計水平、強化針對性防護并做好線(xiàn)路火災、照明火災等事故的防護工作，將火災防范落實(shí)在各個(gè)環(huán)節中。

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