如何基于剩余电流原理设计防火探测与监控系统?

2017年03月18日 09:49:35智慧用电_电气火灾监控系统2728

  如何基于剩余电流原理设计防火探测与监控系统?

  剩余电流与泄漏电流及其关系

  什么是剩余电流?剩余电流是“同一时刻,在电气装置中的电气回路给定点处的所有带电体电流值(即瞬时值)的代数和”,其英文译名为“residual current”。众所周知,对称三相交流电流,任一时刻不同相导体的电流代数值,或零或正或负,其和总是为“零”,即对称三相交流电流瞬时值之和为零。

  什么是泄漏电流?泄漏电流是“正常运行状况下,在不期望的可导电路径内流过的电流”,其英文译名为“leakage current”。该术语中“不期望的可导电路径”概念宽泛,本文特指“从带电部件流入大地”,即泄漏电流是指所谓的对地泄漏电流:“无绝缘故障,从设备的带电部件流入大地的电流”。约定俗成,本文将其略去“对地”二字,称之为“泄漏电流”。

  正常泄漏电流不引起火灾

  正常泄漏电流是平均分布的,这种平均分布的泄漏电流可以分为平均线式分布的泄漏电流和平均点式分布的泄漏电流。

  平均线式分布的泄漏电流是指沿线路平均泄漏的电流,是由于相导体存在的对地分布电容引起的。

  平均点式分布的泄漏电流是指各变、配、用电设备以“点”形式存在的很小的泄漏电流。

  由此可见,正常泄漏电流是线路和用电设备分布平均的泄漏电流,其集合量可能达到数百毫安以上,但分布平均的泄漏电流非常微小,所以正常泄漏电流再大,只是集合量大,并非某一点集中的大电流,因此没有足够大的能量引发火灾,不是火灾的隐患。

  接地故障电流可引燃可燃物

  接地故障电流是因绝缘故障而流入大地的电流,其典型特征是“点热积聚效应”。

  由于电气故障或设备老化在某一点发生,这种接地故障不全是金属性的。非金属性接地故障的泄漏电流在能量积聚过程中,将使对地电流缓慢地或突然增加。

  具有“点热积聚效应”的泄漏电流,其300 mA的能量是一个什么概念呢?300mA的电流相当于一只75 W的白炽灯泡发出的热量。

  GB 50016 - 2014《建筑设计防火规范》(以下简称《建规》)提供了一组白炽灯表面温度烤燃可燃物的温度试验数据——75 W的白炽灯泡,以卧式埋入稻草中2min可以烤至其着火。这就是300mA“点热积聚效应”所能引燃可燃物的能量。

  剩余电流与接地故障的关系

  造成剩余电流的原因主要来源于如下几种情况:线路不对称、负载不对称和谐波。

  这三种主要情况,无论是线路或负载不对称还是谐波均为供电系统的正常运行时的状态,不应作为故障报警信息,只要采取合适的纠正措施,正常剩余电流值是比较小的,在整定剩余电流报警的阈值时完全可以躲过。

  接地故障是引发大增量剩余电流的主因。由于接地故障是供配电系统一种严重的不平衡状态,由此引发的剩余电流在正常剩余电流基础上大幅度叠加。

  力排俗称“漏电”的误导

  “剩余电流”是一技术性术语,尤其“剩余”二字专业性强,而“漏电”一词普遍让人感觉较为直观浅显,易理解。

  因此,2005年国家标准在向国际标准靠拢后,虽然将漏电保护断路器改为剩余电流保护断路器,但坊间乃至专业场合还是一直延用“漏电”作为“剩余电流”的俗称或代名词,还是一直把“剩余电流保护断路器”习惯性地称为“漏电保护断路器”。

  在技术上,用“漏电”去认识“剩余电流”严重缺乏电气内涵的渗透力。

  因此,当采用“漏电开关”“漏电断路器”等约定俗成的习惯性用语时,务必排除用“漏电”替代“剩余电流”的概念性干扰,保持专业定力,以免被误导甚至曲解。

  “系统”设置对象

  如果把上述“剩余电流”的概念弄清楚,那么设计一个层次化的电气火灾监控(以下简称“系统”)应当就水到渠成了。

  以往各种标准规范只是笼统圈定各类电气火灾监控探测器的设置,而到底在什么建筑,建筑物内的哪些场所需要设置剩余电流式电气火灾监控探测器(以下简称“探测器”)模糊不清。

  基于“剩余电流”原理,对“系统”做出层次化的架构设计规定,将其分为两个层级。其中具体明确了“系统”设置对象的“建筑物”,并将其作为配置“探测器”的第一级,然后继续识别该建筑物内的具体“场所”,再将其作为配置“探测器”的第二级。

  对第一层级而言,重要的是要在众多的建筑物中识别筛选出那些属于使用性质重要、发生电气火灾危险性大的建筑物。

  住宅、公寓在《119号令》中不作为公安机关消防自审自验的对象,在《规程》中没被列在第3.2. 1条“应”设置的范围内,而是涵盖在第3. 2. 2条第1款的“一类高层民用建筑”的“宜”设置规定中。这里的“一类高层民用建筑”是针对一类高层居住(住宅、公寓)建筑的。

  需要特别指出,住宅、公寓虽不在《119号令》重点监管范围内,应当根据下列相关规范作“系统”设置:

  a. GB 50368 - 2005《住宅建筑规范》第8. 5. 2条“住宅供配电应采取措施防止因接地故障等引起的火灾”(强条)。

  b. JGJ 16 - 2008《民用建筑电气设计规范》第13. 12. 2条“…… 住宅,应设接地故障报警并应符合本规范第7. 6. 7条的规定。”

  c. GB 50096 - 2011《住宅设计规范》第8. 7. 2条第6款“每幢住宅的总电源进线应设剩余电流动作保护或剩余电流动作报警。”

  d. GB 50054 - 2011《低压配电设计规范》(以下简称《低配》)第6. 4. 1条“当建筑物配电系统符合下列情况时,宜设置剩余电流监测或保护电器,其应动作于信号或切断电源:1 配电线路绝缘损坏时,可能出现接地故障;2 接地故障产生的接地电弧,可能引起火灾危险。”

  对第二层级而言,关键的是要在《规程》第3. 2节已经确定需要设置“系统”的建筑物基础上,继而识别“火灾危险性或火灾影响大或两者兼备的场所”作为“探测器”的设置部位,即电气火灾隐患监测点。

  《规程》第3. 3节“探测器设置部位”在识别监测点时,查找了第3. 2. 1、3. 2. 2条所列建筑物相关建筑设计(防火)规范,逐一汲取其理论,着力以“人员密集(1. 0人 /m2)、人员较密集且可燃物多、可燃物多”为原则,筛选出并认定其中那一些属于使用性质重要、发生电气火灾危险性大,尤其是满足“300 mA泄漏电流能引燃可燃物”这一因果关系的建筑物内部的具体场所,将其列为第3. 3. 1、3. 3. 2条,并相应作出“供配电回路应 / 宜设置电气火灾监控点”的规定,以便“直接”“有效”从这些场所获取火灾隐患信号。

  ”系统“应是预警的

  从“直接”“有效”的设置理念来看,“系统”是把所感知的低于能够引燃可燃物的最高阈值作为系统的“有效”动作报警值。

  也就是说,“系统”报警只说明环境具备了引燃可燃物的必要条件,但不是充分条件,只有同时具备贴近甚至是紧贴可燃物而且经过一段温升时间的能量聚集,方能酿成火灾。

  “系统”的动作报警值无论在“BE2”场所,还是在民用建筑的应用,对火灾隐患的反映判断 “提前量”都很大,所以该“系统”应是预警的,“系统”的动作应作用于信号而不应该也不必要作用于断开电源。

  为正常供电设置监测点

  当必须以切断电源的方法,才能确定其是否为泄漏电流隐患线路的时候,这些线路,尤其是重要负荷线路,应当配置剩余电流式电气火灾监测点。

扫描二维码推送至手机访问。

版权声明:本文如需转载请注明出处。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 xp@gdliontech.cn举报,一经查实,本站将立刻删除。

本文链接:https://gdliontech.cn/blog/post/rhjysydlsj.html

相关文章

电气火灾监控设备操作级别有要求吗?

电气火灾监控设备操作级别有要求吗?  监控设备应至少设有两级操作级别。  第一级(最低级)只允许消除声报警信号和查询信息。  进入二级以上操作级别应采用钥匙或操作密码,用于进入高操作级别的钥匙或密码可以进入低操作级别,但用于进入低操作级别的钥匙和密码不能用于进入 高操作级别。...

档案馆内是否需要设置电气火灾监控

档案馆内是否需要设置电气火灾监控

  档案馆内是否需要设置电气火灾监控     由于档案馆保存着大量重要的资料,是无形的财富,价值非常高,一旦损失不可挽回,所以在档案馆内是有必要设置电气火灾监控系统的。  一、 档案馆内电气火灾发生的原因  档案馆内电气火灾的发生与电气化设备的应用关系极大, 电气化设备...

怎样理解国家标准“宜”安装电气火灾监控系统的设计和应用的含意?

怎样理解国家标准“宜”安装电气火灾监控系统的设计和应用的含意?

    怎样理解“宜”字的含意,把握好“宜”安装电气火灾监控系统的设计和应用呢?随着祖国现代化建设的快速发展和人民生活水平的不断提高,用电量大为增加,相应地电气火灾事故的发生则居高而不下,造成的损失不可估量,综合考察我国发生火灾的趋势,安装电气火灾监控系统是非常迫切而必要的。若是我们把低压配电系统中...

切实提高文物建筑电气火灾防控能力

切实提高文物建筑电气火灾防控能力

近日,国家文物局和公安部消防局共同印发《关于加强文物建筑电气防火工作的通知》,要求各级文物部门、公安消防部门、各文物建筑管理使用单位进一步加强文物建筑电气火灾风险评估,加大文物建筑电气火灾隐患检查督察和排查整改力度,采取有效的电气火灾防护技术措施,切实减少火灾危害,全面加强文物建筑电气防火工作,确保...

智慧式用电安全监管服务系统

智慧式用电安全监管服务系统

  为贯彻落实上级指示要求,切实加强电气火灾防控工作,加快“智慧消防”建设步伐,推进“安全服务云”等安全事故防控综合治理体系建设,推广使用智慧用电安全隐患监管服务系统相关事宜。  详情  智慧式电气火灾监控系统是对电气引发火灾的主要因素(导线温度、电流和漏电电流)进行不间断的数据跟踪与统计分析,通过...

工程施工图中消防设计技术审查13大要点!(2)

10.采暖、通风和空气调节  10.1审查采暖、通风与空气调节系统机房的设置位置,建筑防火分隔措施,内部设施管道布置是否符合规范要求。  10.2根据建筑物的不同用途、规模,审查场所的采暖通风与空气调节系统的形式选择是否符合规范要求。  10.2.1甲、乙类厂房及丙类厂房内含有燃烧或爆炸危险粉尘、纤...

基于工业平板电脑的电气火灾监控系统设计

基于工业平板电脑的电气火灾监控系统设计

  基于工业平板电脑的电气火灾监控系统设计  采用工业平板电脑改进基于工控机电气火灾监控系统中的监控设备,实现电气火灾监控系统的小型化和触控功能。通过WindowsCE实时操作系统,提高了系统的实时性,可对电气线路中的温度和漏电流进行实时监测,实现对被保护电气线路的报警、监视、控制与管理。  近年来...

【小课堂】电气火灾监控系统

【小课堂】电气火灾监控系统

  【小课堂】电气火灾监控系统  1、电气火灾监控系统由那几部分组成呢?  一套完整的电气火灾监控系统包含两个部分:电气火灾监控设备和电气火灾监控探测器。    2、电气火灾监控设备具有哪些监控报警功能呢?  在有监控信号输入时,点亮专用的报警指示灯。接收到来自电气火灾监控探测器的报警信号,并在10...

电气火灾监控系统的应用

电气火灾监控系统的应用

  电气火灾监控系统的应用  近年来,电气火灾发生率居高不下,行业各方都采取了很多措施,其中之一就是安装电气火灾监控系统。随着电气火灾监控系统的广泛使用,不同区域的市场上对该系统的各类反应都显露了出来,一时间各种论调、各种观点纷纷而出,众说纷纭。有人说电气火灾监控系统不适合中国国情;有人说该系统不能...

智慧式用电安全隐患监管服务系统

智慧式用电安全隐患监管服务系统

  智慧式用电安全隐患监管服务系统  随着我国经济建设的迅速发展,生产和生活用电大幅度增加,而且现代化的建筑千姿百态,造型各异,室内外装修、电气线路敷设更是复杂,所以电气火灾也随之剧增,给国家经济和人民生命财产造成了巨大损失,据统计,我国火灾80%为建筑火灾,而电气则是引发建筑火灾的首要因素,电气火...

电气火灾综合治理自查检查表下载

电气火灾综合治理自查检查表下载  国务院安委会办公室关于印发电气火灾综合治理自查检查要点及检查表的通知安委办函〔2017〕22号  各省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团安全生产委员会,国务院安委会有关成员单位,有关中央企业:  根据《国务院安全生产委员会关于开展电气火灾综合治理工作的通知》(安委〔...

电气火灾监控系统容易发生哪些故障

  电气火灾监控系统容易发生哪些故障  电气火灾监控系统的主要监控对象就是电气火灾事故,通过电气火灾监控系统,我们可以实时监控可能导致电气火灾事故的隐患,并将隐患实时排除,将电气火灾事故消灭在萌芽状态。不过,电气火灾监控系统只有在正常运行的情况下才能对电气火灾事故进实施监控,一旦电气火灾监控系统发生...

山西运城召开高层建筑消防安全综合治理工作推进会

山西运城召开高层建筑消防安全综合治理工作推进会

  山西运城召开高层建筑消防安全综合治理工作推进会  为认真贯彻落实省政府“8.1”会议精神及“9.15”省政府“13710”政务督办工作任务。9月21日,运城市政府组织召开此次高层建筑消防安全综合治理工作推进会议,副市长、市公安局局长郭尚礼出席会议并讲话。市消防安全委员会成员单位负责人及13个县(...

关于全面推进“智慧消防”建设的指导意见

关于全面推进“智慧消防”建设的指导意见

关于全面推进“智慧消防”建设的指导意见各省、自治区、直辖市公安消防总队:为深入贯彻落实中央政法委和公安部党委关于提升政法及公安工作现代化水平的部署要求,加速推进现代科技与消防工作的深度融合,全面提高消防工作科技化、信息化、智能化水平,实现信息化条件下火灾防控和灭火应急救援工作转型升级,现提出如下意见...

安装电气火灾监控系统的好处

  安装电气火灾监控系统的好处  自人类进入电气时代以来,为了用电安全的需要先后发明制造了拉线开关、保险丝、漏电开关、断路器、空气开关等装置,众所周知,目前终端用户用电以空气开关和漏电保护开关为主,这两类用电保护器都是单个的开关,数量多,往往一个故障要巡视所有的配电箱才能找到,即便如此,由于电力故障...