電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)與智慧消防-電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是＂智慧消防”的先期預報警系統(tǒng)
１智慧消防與電氣火災監(jiān)控簡介
按照《消防信息化＂十三五總體規(guī)劃》要求，綜合運用現(xiàn)代新興信息技術，加快推進＂智慧消防”建設，全面促進信息化與消防業(yè)務工作的深度融合，為構建立體化、全覆蓋的社會火災防控體系，打造符合實戰(zhàn)要求的現(xiàn)代消防警務勤務機制提供有力支撐，全面提升社會火災防控能力、部隊滅火應急救援能力和隊伍管理水平，實現(xiàn)“傳統(tǒng)消防＂向“現(xiàn)代消防＂的轉變。
因此，＂智慧消防”應運而生?！爸腔巯溃⒕褪侵妇C合利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、虛擬現(xiàn)實、移動互聯(lián)網(wǎng)＋等最新技術，配合大數(shù)據(jù)云計算平臺、火警智能研判等專業(yè)應用，實現(xiàn)城市消防的智能化，是智慧城市消防信息服務的數(shù)字化基礎，也是智慧城市智慧感知、互聯(lián)互通、智慧化應用架構的重要組成部分。
電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是＂智慧消防”組成的一部分，是指當被保護線路中的被探測參數(shù)超過報警設定值時，能發(fā)出報警信號、控制信號并能指示報警部位的系統(tǒng)。
電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)屬于先期預報警系統(tǒng)，與傳統(tǒng)火災自動報警系統(tǒng)不同，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)早期報警是為了避免損失，而傳統(tǒng)火災自動報警系統(tǒng)是為了減少損失。
２我國電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)應用現(xiàn)狀
近些年來，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)被普遍應用于一些稍有規(guī)模的建筑中，但是其應用卻沒有達到預期效果。當前，我國的大部分建筑只使用了剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器，而沒有配套使用測溫式電氣火災監(jiān)控探測器、故障電弧探測器等，導致系統(tǒng)功能不能得到最大發(fā)揮。分析原因如下：
２。１缺乏規(guī)范性
制約電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)功能發(fā)揮的最主要因素就是配電系統(tǒng)沒有按照相關操作規(guī)范進行施工。
因此，在安裝剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器時極易出現(xiàn)接線錯誤、將中性線與ＰＥ線進行混接、導線破損、沒有用接線端子就直接絞接等問題，進而導致配電系統(tǒng)完工后，極易出現(xiàn)線路泄漏電流的問題，泄漏的電流少則幾安培，多則高達幾十安培。
這樣，使得剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器長期處于報警狀態(tài)。
２。２功能不完善
剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器的相關功能不完善也是影響電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)功能發(fā)揮的重要因素。
剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器不能對用電設備啟動時產(chǎn)生的容性電流或感性電流進行有效過濾，因此，一旦這些具有干擾電流的設備啟動，就會使得剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器探測到的電流達到報警值，甚至可能發(fā)出報警信號。此外，有些產(chǎn)品不能對電氣場所的干擾進行有效辨別，也會產(chǎn)生錯誤報警的問題。
２。３設計不合理
設計不合理也是影響電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)功能發(fā)揮的因素。
這是由于部分系統(tǒng)產(chǎn)品的設計人員沒有對剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器的性能進行全面了解，因而導致其安裝的位置不合理，影響其功能的有效發(fā)揮。
此外，對于剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器的探測范圍在國家標準中有著明確規(guī)定，一般應在１０?。恚恋剑保?，也就是說如果將報警值設置在３００ｍＡ，被保護線路中的自然泄露電流極值在７００ｍＡ內是允許的，但是，當前大部分的系統(tǒng)工程設計中，保護線路的自然漏電值都要高于這一數(shù)值，進而影響探測器的正常運行。
３電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的主要依據(jù)
電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計與應用，主要依據(jù)是根據(jù)國家標準中的相關條文：
（１?。。牵隆。担埃埃保叮玻埃保础督ㄖO計防火規(guī)范》１?。?。２。７里規(guī)定：下列場所宜設置剩余電流動作電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)。這些場所包括各種類型的影劇院、館所、倉庫、住宅小區(qū)、醫(yī)院、商店、學校等。
（２?。﹪覙藴省督ㄖ姎饣馂念A防要求和檢測方法》有關條文也明確要求“應在電源進線端設置自動切斷電源或報警的剩余電流動作保護器＂。
（３?。┫到y(tǒng)產(chǎn)品應滿足：ＧＢ １４２８７。１－２０１４《電氣火災監(jiān)控設備》、ＧＢ?。保矗玻福贰＃玻玻埃保础妒Ｓ嚯娏魇诫姎饣馂谋O(jiān)控探測器》、ＧＢ １４２８７。３－２０１４《測溫式電氣火災監(jiān)控探測器》。
（４）系統(tǒng)安裝和運行應滿足ＧＢ?。保常梗担担玻埃埃怠妒Ｓ嚯娏鲃幼鞅Ｗo裝置安裝和運行》。
（５ ）系統(tǒng)的供電應滿足ＧＢ?。担埃埃担病豆┡潆娤到y(tǒng)設計規(guī)范》的要求。
（６ ）系統(tǒng)的設計應滿足《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計方法》的要求（暫行規(guī)定）。
４電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)工作原理
利用電磁場感應原理、溫度效應的變化對該信息進行采集，并輸送到監(jiān)控探測器里，經(jīng)放大、Ａ／Ｄ轉換、ＣＰＵ對變化的幅值進行分析、判斷，并與報警設定值進行比較。
一旦超出設定值則發(fā)出報警信號，同時也輸送到監(jiān)控設備中，再經(jīng)監(jiān)控設備進＿步識別、判定，當確認可能會發(fā)生火災時，監(jiān)控主機發(fā)出火災報警信號，點亮報警指示燈，發(fā)出報警音響，同時在液晶顯示屏上顯示火災報警等信息。
值班人員則根據(jù)以上顯示的信息，迅速到事故現(xiàn)場進行檢查處理，并將報警信息發(fā)送到集中控制臺。
另外，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)還擁有通信組網(wǎng)功能，能夠將其所檢測到的相關火災訊息傳遞至中央控制層，使得更高一層的監(jiān)控中心可以獲得火災報警信息。
５電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡架構
電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災監(jiān)控設備、電氣火災探測器、剩余電流互感器和溫度傳感器組成，分層分布式結構，電氣火災監(jiān)控設備與電氣火災探測器之間采用阻燃屏蔽雙絞線通訊連接。網(wǎng)絡架構示意圖如圖１所示。
６電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)功能
當前電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)種類繁多，功能多種多樣，電氣火災是一種常見的火災類型，其發(fā)生原因眾多，例如絕緣體老化、接地故障、電源短路等，都有可能會導致電氣火災的出現(xiàn)。其中，電源短路是最為主要的原因。
在導致電氣火災的電源短路中絕大多數(shù)都是電源出現(xiàn)漸變性故障而形成的漏電。要預防電氣火災就需要針對短路的漏電進行準確的監(jiān)測，裝設相關的檢測裝置與監(jiān)測系統(tǒng)，對其周圍介質或絕緣體表面電流進行監(jiān)控，以避免電氣火災的發(fā)生。
電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的基本工作原理是當電氣設備中的電流、溫度等參數(shù)發(fā)生異?；蛲蛔儠r，終端探測頭（如剩余電流互感器、溫度傳感器等）利用電磁場感應原理、溫度效應的變化對該信息進行采集，并輸送到監(jiān)控探測器里，經(jīng)放大、Ａ／Ｄ轉換、ＣＰＵ對變化的幅值進行分析、判斷，并與報警設定值進行比較。
一旦超出設定值則發(fā)出報警信號，同時也輸送到監(jiān)控設備中，再經(jīng)監(jiān)控設備進＿步識別、判定，當確認可能會發(fā)生火災時，監(jiān)控主機發(fā)出火災報警信號，點亮報警指示燈，發(fā)出報警音響，同時在液晶顯示屏上顯示火災報警等信息。
值班人員則根據(jù)以上顯示的信息，迅速到事故現(xiàn)場進行檢查處理，并將報警信息發(fā)送到集中控制臺。另外，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)還擁有通信組網(wǎng)功能，能夠將其所檢測到的相關火災訊息傳遞至中央控制層，使得更高一層的監(jiān)控中心可以獲得火災報警信息。
５電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡架構
電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災監(jiān)控設備、電氣火災探測器、剩余電流互感器和溫度傳感器組成，分層分布式結構，電氣火災監(jiān)控設備與電氣火災探測器之間采用阻燃屏蔽雙絞線通訊連接。網(wǎng)絡架構示意圖如圖１所示。
６電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)功能
當前電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)種類繁多，功能多種多樣，但是總的來說電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)都具有以下基本功能：
（１?。┍Ｗo功能：保護功能主要用于保護漏電電流、短路保護、過電流短延時等特征。能夠設定漏電電流、過電流長延時、過電流瞬時整定值等數(shù)據(jù)，以便對設備進行實時的保護。
（２）監(jiān)控功能：實時監(jiān)控并顯示電氣設備故障發(fā)生處或指定處的漏電流與過電流情況，監(jiān)控相關參數(shù)與被監(jiān)測設備，能夠實時查詢記錄并且對歷史記錄進行打印。
（３?。┩ㄓ嵶詸z：現(xiàn)場總線通訊技術下實現(xiàn)快速自檢，持續(xù)對全部監(jiān)控探測設備布線與數(shù)據(jù)集中控制設備進行故障排查。
（４?。ε潆姽裰嘘P鍵位置的溫度進行實時監(jiān)控，實時顯示溫度值，如溫度超過標準值則會上傳，同時還能夠設定是否自動斷開回路斷路器。
７電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)選型
縱觀國內電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品市場，其監(jiān)控探測器的結構形式主要有三種類型，即多功能漏電開關型、分離配置型、分離配置整合型。如何為用戶設計安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，在實際中又能穩(wěn)定可靠地得到應用，則選擇該系統(tǒng)的產(chǎn)品是重要環(huán)節(jié)，也是值得探討的一個問題。
７。１多功能漏電開關型
多功能漏電開關型的探測器主要特點是結構復雜、成本加大、故障率偏高。該類型監(jiān)控探測器除了自身應有的剩余電流探測（或溫度探測）、報警功能外，又擴展了多項功能，例如：過電流、過電壓、延時送電、防雷、欠壓、組網(wǎng)實現(xiàn)遠程集中監(jiān)控以及其他功能等。
這種類型的探測器，外部結構為盒裝，內部則是將含有電源變換電路、信號處理電路、報警電路、顯示電路、通信、聯(lián)動接口等的監(jiān)控探測器與電流互感器、剩余電流互感器、主回路分斷開關（１００Ａ以下多用磁保持繼電器、１００Ａ以上用接觸器或塑殼斷路器）集聚于一體，組成一種多功能式的漏電開關產(chǎn)品。
其優(yōu)點突出，保護功能多，內置電流互感器、剩余電流互感器（包括溫度傳感器），接線少，整體度高；缺點明顯，結構復雜、成本高、故障率偏高。特別是信號的監(jiān)控、探測、分析、處理、報警、通信、聯(lián)動接□等電路與ＡＢＣ三相主電（或單相）回路的間隔距離太近，易遭受強電磁場的干擾，降低產(chǎn)品性能的穩(wěn)定可靠性。再說，其內部包含的電源控制開關（斷路器），是低壓配電系統(tǒng)中的關鍵配電產(chǎn)品，它必須通過電氣開關類的電氣產(chǎn)品的３Ｃ認證。在安裝使用上也不太方便，如新建工程則需要和配電箱（柜）廠家溝通協(xié)商合理組裝，但對改造工程中已經(jīng)成形并使用中的配電箱（柜）則更不適用。
７。２分離配置整合型
分離配置整合型探測器的主要特點是消防中心一體化監(jiān)控，相對復雜的火災報警系統(tǒng)故障率偏高。該類型探測器是電氣火災監(jiān)控設備與電氣火災監(jiān)控探測器（包括終端探測頭）分離配置型的一種特殊類型。它與分離配置型不同的是：其總線直接使用
普通火災報警系統(tǒng)的二總線，省去集中控制器和上位機，由火災報警控制器整合電氣火災監(jiān)控探測器（包括終端探測頭）探測報警功能后一并控制。
節(jié)減了電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)集中控制器和上位機以及組網(wǎng)布線，成本下降，消防中心一體化監(jiān)控，界面統(tǒng)一，管理方便。麻煩的是，這樣一來原先的火災報警控制系統(tǒng)，還需要重新通過ＧＢ １４２８７－２０１４《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)》的雙重檢測認證，不值得。
再者，這種組合相對復雜的火災報警系統(tǒng)故障率偏高，則直接影響著電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，使得系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性降低，甚至于造成癱瘓。所以，最好還是設置獨立的電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的火災自動報警系統(tǒng)分開為宜。
７。３分離配置型
分離配置型探測器是電氣火災監(jiān)控設備與電氣火災監(jiān)控探測器（包括終端探測頭剩余電流互感器、溫度傳感器）分離配置。即通過監(jiān)控探測器（終端探測頭）采樣配電柜（箱）內導電母線中的電流和漏電流信號，經(jīng)內置單片機系統(tǒng)分析處理后，應用二總線通信約定，上報消防控制室或值班室里的電氣火災監(jiān)控設備，且進一步分析處理后，進行所需要聯(lián)動控制，從而完成該系統(tǒng)應有的功能。一般只有剩余電流和溫度探測功能。
該類型探測器分工明確、結構簡單、成本少、故障率偏低，不含電源控制開關，不串入配電系統(tǒng)，只通過剩余電流互感器（或測溫探頭）取樣信號，性能穩(wěn)定可靠。
其不足之處：監(jiān)控設備與監(jiān)控探測器、監(jiān)控探測器與終端探測頭之間需要敷設信號線及２芯脫扣控制線。此種類型產(chǎn)品無論是在新工程還是改造工程上使用，都比較方便。
可以預見，這種與低壓配電系統(tǒng)相對獨立的產(chǎn)品結構形式，將是今后電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品的主要發(fā)展方向。
８電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的應用
８。１故障電弧式電氣火災監(jiān)控探測器
配電線路末端由于直接與用電設備相連，往往是火災最高發(fā)的部位。在這部分中，除了由于接觸電阻過大、過載等引發(fā)的溫度升高進而引發(fā)火災外，再有就是由于接觸不良、絕緣破損等引發(fā)電弧性放電，進而引發(fā)電氣火災。
所以，配電線路末端防護非常重要。故障電弧探測器應設置在末端配電盤進線處。一旦該部分線路和線路內的用電設備發(fā)生電弧性放電，該探測器均能及時探測到，提醒人們及時處理。
８。２剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器
需要裝設在低壓系統(tǒng)首端或第一級配電箱的出線處。如供電線路的泄露電流超出５００ｍＡ的時候則可以裝設在下＿級配電箱中，以充分保證探測器報警值處于３００ｍＡ?。。担埃埃恚恋姆秶小?/p>
另外，剩余電流式火災監(jiān)控探測器不適合用于丨丁系統(tǒng)的監(jiān)控探測。
８。３測溫式電氣火災監(jiān)控探測器
測溫式電氣火災監(jiān)控探測器主要用于監(jiān)控配電系統(tǒng)中接頭部位或整個線路由于過載、接觸不良、接觸電阻增大等原因引起的過熱，進而引燃周圍可燃物引發(fā)火災。
測溫式探測器根據(jù)其傳感器特性，分為接觸式和非接觸式。可以根據(jù)保護對象選擇適宜的探測方式。從完整的線路來看，整個線路中接頭部位最容易產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，而往往配電線路中接頭部位相對集中在配電柜（盤）中，這樣就給測溫式電氣火災監(jiān)控探測器提供了很好的集中布置條件，所以，測溫式電氣火災監(jiān)控探測器在配電系統(tǒng)中一般應設置在配電柜。
在有消防控制室的情況下電氣火災監(jiān)控設備需要安裝在消防控制室中，在沒有裝設消防控制室的情況下電氣火災監(jiān)控設備需要裝設在有人值班的區(qū)域。
如沒有消防控制室并且電氣火災監(jiān)控探測設備的數(shù)量少于８只時，則可以使用獨立式電氣火災監(jiān)控探測設備。獨立式電氣火災監(jiān)控探測設備所探測到的信息與故障信息可以同時顯示在火災報警控制設備中。如需要設置使用自動報警系統(tǒng)，獨立式電氣火災監(jiān)控探測
設備需要將報警信號傳遞至有工作人員值班的區(qū)域中，以便工作人員可以第一時間發(fā)現(xiàn)警報或異常情況。
總的來說，當前電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)得到了普及應用，其是否可以快速、準確地監(jiān)測預報火災將會直接影響到企業(yè)生產(chǎn)以及人民群眾的生命生產(chǎn)安全。
伴隨著電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)技術的不斷成熟與發(fā)展，相信在未來電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)必然會出現(xiàn)眾多更加智能、更加高效、更加可靠、更加多功能的綜合探測器，以便能夠準確、高效地探測各種早期火災隱患，從而減少火災造成的損失。
與此同時，隨著科技不斷進步、技術硬件條件逐漸發(fā)展完善及產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖賶汛?，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)將會進一步助力“智慧消防”的建設。從而提升消防管理智能化，實現(xiàn)智慧防控、智慧管理，最大限度做到“早預判、早發(fā)現(xiàn)、早除患、早撲救＂，打造從城市到家庭的“防火墻”。