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电气火灾监控系统如何预防电气火灾的发生

时间:2021/6/2 14:01:15 关键词:电气火灾监控系统,电气火灾监控探测器

电气火灾概念:电气火灾一般是指由于电气线路、用电设备、器具以及供配电设备出现故障性释放的热能;如高温、电弧、电火花以及非故障性释放的能量;如电热器具的炽热表面,在具备燃烧条件下引燃本体或其他可燃物而造成的火灾,也包括由雷电和静电引起的火灾。

电气火灾的季节性特点
电气火灾多发生在夏、冬季。一是因夏季风雨多,当风雨侵袭,架空线路发生断线、短路、倒杆等事故,引起火灾;露天安装的电气设备(如电动机、闸刀开关、电灯等)淋雨进水,使绝缘受损,在运行中发生短路起火;夏季气温较高,对电气设备发热有很大影响,一些电气设备,如变压器、电动机、电容器、导线及接头等在运行中发热温度升高就会引起火灾。二是因冬季天气寒冷,如架空线受风力影响,发生导线相碰放电起火,大雪、大风造成倒杆、断线等事故;使用电炉或大灯泡取暖,使用不当,烤燃可燃物引起火灾;冬季空气干燥,易产生静电而引起火灾。

电气火灾的时间性特点
许多火灾往往发生在节日、假日或夜间。由于有的电气操作人员思想不集中,疏忽大意,在节、假日或下班之前,对电气设备及电源不进行妥善处理,便仓促离去;也有因临时停电不切断电源,待供电正常后引起失火。往往由于失火后,节、假日或夜间现场无人值班,难以及时发现,而蔓延扩大成灾。
电气火灾监控系统
  一、什么情况下会引发电气火灾?

  1、漏电火灾

  所谓漏电,就是线路的某一个地方因为某种原因(自然原因或人为原因,如风吹雨打、潮湿、高温、碰压、划破、磨擦、腐蚀等)使电线的绝缘或支架材料的绝缘能力下降,导致电线与电线之间(通过损坏的绝缘、支架等)、导线与大地之间(电线通过水泥墙壁的钢筋、马口铁皮等)有一部分电流通过,这种现象就是漏电。 当漏电发生时,漏泄的电流在流入大地途中,如遇电阻较大的部位时,会产生局部高温,致使附近的可燃物着火,从而引起火灾。此外,在漏电点产生的漏电火花,同样也会引起火灾。

  2、短路火灾

  电气线路中的裸导线或绝缘导线的绝缘体破损后,火线与邻线,或火线与地线(包括接地从属于大地)在某一点碰在一起,引起电流突然大量增加的现象就叫短路,俗称碰线、混线或连电。 由于短路时电阻突然减少,电流突然增大,其瞬间的发热量也很大,大大超过了线路正常工作时的发热量,并在短路点易产生强烈的火花和电弧,不仅能使绝缘层迅速燃烧,而且能使金属熔化,引起附近的易燃可燃物燃烧,造成火灾。

  3、过负荷火灾

  所谓过负荷是指当导线中通过电流量超过了安全载流量时,导线的温度不断升高,这种现象就叫导线过负荷。 当导线过负荷时,加快了导线绝缘层老化变质。当严重过负荷时,导线的温度会不断升高,甚至会引起导线的绝缘发生燃烧,并能引燃导线附近的可燃物,从而造成火灾。

  4、接触电阻过大火灾

  众所周知:凡是导线与导线、导线与开关、熔断器、仪表、电气设备等连接的地方都有接头,在接头的接触面上形成的电阻称为接触电阻。当有电流通过接头时会发热,这是正常现象。如果接头处理良好,接触电阻不大,则接头点的发热就很少,可以保持正常温度。如果接头中有杂质,连接不牢靠或其他原因使接头接触不良,造成接触部位的局部电阻过大,当电流通过接头时,就会在此处产生大量的热,形成高温,这种现象就是接触电阻过大。在有较大电流通过的电气线路上,如果在某处出现接触电阻过大这种现象时,就会在接触电阻过大的局部范围内产生极大的热量,使金属变色甚至熔化,引起导线的绝缘层发生燃烧,并引燃烧附近的可燃物或导线上积落的粉尘、纤维等,从而造成火灾。

  二、发生电气火灾前都有哪些征兆呢?

  电气火灾前,都有一种前兆,要特别引起重视,就是电线因过热首先会烧焦绝缘外皮,散发出一种烧胶皮、烧塑料的难闻气味。所以,当闻到此气味时,应首先想到可能是电气方面原因引起的,如查不到其他原因,应立即拉闸停电,直到查明原因,妥善处理后,才能合闸送电。

  三、预防电气火灾都有哪些措施呢?

  1、发生火灾时要首先切断电源以免触电,避免电气设备与线路短路扩大。

  2、火灾区域内电气设备由于受潮及烟薰,绝缘能力降低,拉开开关时要使用绝缘工具

  3、剪断电线时,不同线路应在不同部位剪断,以免发生两相或三相短路,架空线路在支持物件附近断开。

  4、带电线接地时应设警戒区域,防止人员进入而触电。

  四、带电灭火应注意的问题?

  发生火灾后,为防止火灾扩大,往往来不及断电或其他原因不能断电而需要带电灭火。

  1、选用不导电的灭火器如二氧化碳、四氯化碳、干粉灭火器等。

  2、人与带电体保持必要安全距离。

  3、防止触电。

  五、什么是电气火灾监控系统?

  电气火灾监控系统是指当被保护线路中的被探测参数超过报警设定值时,能发出报警信号、控制信号并能指示报警部位的系统。电气火灾监控系统,特点在于漏电监控方面属于先期预报警系统,与传统火灾自动报警系统不同的是,电气火灾监控系统早期报警是为了避免损失,而传统火灾自动报警系统是为了减少损失。所以,这就是说为什么不管是新建或是改建工程项目,尤其是已经安装了火灾自动报警系统的单位,仍需要安装电气火灾监控系统的根本原因。

  六、电气火灾监控系统的基本组成

电气火灾具有一定的特殊性,在没有发生电气火灾之前,看不见,摸不着,就像一个黑匣子,我们完全不知道里面到底是怎么一回事。所以我们必须借助现代科技手段,把看不见,摸不着的信息转换成我们能够感觉器官能够接收到的信息,这就是电气火灾监控系统(漏电火灾报警系统)。电气火灾监控系统把电气火灾发生的前期表现出来的征兆通过技术手段转换成我们识别的信息,以达到对电气火灾监控的目的,在电气火灾发生之前发出报警信息。
智慧型电气火灾监控系统
  电气火灾监控原理
1、从产生电气火灾发生的机理看主要有:
(1)故障部位局部长时间发热,造成绝缘进一步下降,最终造成线路短路,导致火灾;
(2)另一个是故障部位产生的电弧或电火花瞬间释放热量造成线路短路,导致火灾。

2、电气火灾监控系统:
一般电气火灾探测的对象有剩余电流和温升,对应有剩余电流式电气火灾监控探测器和测温式电气火灾监控探测器。
(1)剩余电流式电气火灾监控系统可以长期不间断地实时监测线路剩余电流的变化,随时掌握电气线路或电气设备绝缘性能的变化趋势,剩余电流过大时及时报警并指出报警部位,便于查找故障点,真正对电气火灾具有预警作用。可以说剩余电流式电气火灾监控探测器真正做到防微杜渐、防患于未然,能有效减少因漏电发生的火灾,是早期电气火灾监控的主要手段,得到了国内外的一致认可和大量推广。

(2)电气火灾监控系统是采用检测电气线路剩余电流手段进行电气火灾监控的系统。在实际应用时,本系统与剩余电流动作保护器(RCD)配套使用,剩余电流动作保护器一般安装在负载终端,主要用于人身触电时及时切断电源,防止电击事故发生,电气火灾监控系统安装在配电室和配电箱处,实时检测供电线路干线、次干线的剩余电流,如超过剩余电流报警值立即发出声光报警信号,提示检修,主要用于预防漏电引起的电气火灾。两者配合可构成对漏电“整体监测、局部跳闸”的完整防护体系。对切断整体或干线电源而造成大面积停电,可能导致重大经济损失及不良社会影响的场所,不适合安装剩余电流动作保护器,而应当安装电气火灾监控探测器。

  剩余电流探测原理

所谓剩余电流是指流过电气线路三相电流瞬时值的矢量和(用有效值表示),也称漏电流。探测器的传感器为零序电流互感器,零序电流互感器探测剩余电流的基本原理是基于基尔霍夫电流定律即流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零,即ΣI=0。在测量时,三相线A、B、C与中性线N一起穿过零序电流互感器,通过检测三相的电流矢量和,即零序电流I0,I0=IA+IB+IC。在线路与电气设备正常的情况下(对零序电流保护假定不考虑不平衡电流,无接地故障,且不考虑线路、电器设备正常工作的泄漏电流),理论上各相电流的矢量和等于零,零序电流互感器二次侧绕组无电压信号输出。当发生绝缘下降或接地故障时的各相电流的矢量和不为零,故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通,二次侧绕组感应电压并输出电压信号,从而测出剩余电流。考虑电气线路的不平衡电流、线路和电气设备正常的泄漏电流,实际的电气线路都存在正常的剩余电流,只有检测到剩余电流达到报警值时才报警。

  电气火灾监控系统报警原理

电气火灾监控设备与多个电气火灾监控探测器通过CAN总线构成一个完整的通讯网络。电气火灾监控设备通过CAN网络向探测器发出各种命令,探测器主动实时上报探测器的状态信息(报警、故障、剩余电流数值等),当电气火灾监控设备监测到异常信息时,进行声光报警并显示相应信息和信息类型。

根据国家标准GB14287-2005《电气火灾监控系统》以及相关规范《电气火灾监控系统的设计方法》(暂行规定),则电气火灾监控系统的基本组成应包括:电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器以及测温式电气火灾监控探测器等三个最基本产品种类所组成。其中,剩余电流式电气火灾监控探测器又由监控探测器和剩余电流互感器(分对插式、闭合式两种)所组成;测温式电气火灾监控探测器由监控探测器和测温传感器所组成。

剩余电流式电气火灾监控系统采用分层分布式结构,由管理层、网络通讯层和现场设备层组成。系统拓扑图如左图所示:各电气火灾监控探测器通过屏蔽双绞线RS485接口,采用MODBUS通讯协议总线型连接接入通讯服务器,然后通过五类线TCP/TP协议进入工业交换机,然后通过光缆到达监控主机。电气火灾监控系统组成图

a)现场设备层主要是连接网络中用于电参量采集测量的各类型的仪表和保护装置等,也是构建该监控系统必要的基本组成元素。不仅肩负着采集数据的重任,同时也是执行后台控制命令的终端。

b)通讯控制层主要是由通讯服务器、接口转换器件及总线网络等组成。该层是数据信息交换的桥梁,不同的接口转换器件提供了RS232、RS422、RS485、SPABUS等及以太网等各种接口,组网方式灵活,支持点对点的通讯、现场总线网络、以太网等类型的组态网络。通讯服务器主要用于直接对现场仪器仪表转达上位机的各种控制命令,并负责对现场仪器仪表回送的数据信息进行采集、分类和存储等工作,如电压/电流等电参量、输入开关量状态、修改仪表内部参数或各种控制继电器断开/闭合的操作命令等;微机保护装置主要是为保证上位机的正常工作,避免网络中不稳定信号对其造成的干扰或破坏;接口转换器件则是由于现场仪表或其它系列的装置与上位机的通讯接口存在差异,需要进行转换方可进行数据交换。

c)管理测控层是针对监控网络的管理人员,该层直接面向用户。该层也是系统的最上层部分,主要是由电气火灾监控系统软件和必要的硬件设备如计算机、打印机、UPS等。其中软件部分具有良好的人机交互界面,通过数据传输协议读取前置机采集的现场各类数据信息,自动经过计算处理,以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况,并可接受管理人员的操作命令,实时发送并检测操作的执行状况,以保证供用电单位的正常工作。
电气火灾监控系统
  七、电气火灾监控系统的工作原理

  电气火灾监控系统其基本原理是,当电气设备中的电流、温度等参数发生异常或突变时,终端探测头(如剩余电流互感器、温度传感器等)利用电磁场感应原理、温度效应的变化对该信息进行采集,并输送到监控探测器里,经放大、A/D转换、CPU对变化的幅值进行分析、判断,并与报警设定值进行比较,一旦超出设定值则发出报警信号,同时也输送到监控设备中,再经监控设备进一步识别、判定,当确认可能会发生火灾时,监控主机发出火灾报警信号,点亮报警指示灯,发出报警音响,同时在液晶显示屏上显示火灾报警等信息。值班人员则根据以上显示的信息,迅速到事故现场进行检查处理,并将报警信息发送到集中控制台。
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