电气火灾监控系统在建筑防火中的研究与应用
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定201801
摘要：建筑实体中的防火设计和防火系统建设是保障建筑实体安全，体现出建筑工程质量水平的重要环节。从火灾的引发原因方面分析，电气系统是在运行中比较容易引发火灾的运行系统。因此，针对电气系统的运行状态进行监控并辅助设置火灾预警系统是非常重要的。电气火灾监控系统是建筑实体防火措施中非常关键的步骤。关于电气火灾监控系统的应用，需要技术人员从配电柜安装、设备安装、布线操作 三方面要点入手保障电气火灾监控系统的安装应用效果，使其监控和火灾预防作用得到充分的发挥。
关键词：建筑防火；电气火灾；监控系统；应用分析
1 引言
在建筑实体中，电气系统和相关设备的操作应用需要严格遵守规范要求，并且在操作方法上注重科学性和系统性。但从实际出发来看，建筑实体中的电气系统在实践操作中存在操作不当、质量不过关等多方面影响因素，这都会导致电气系统运行中的火患发生率有所提高。及时匹配安装火灾监控系统是建筑防火工作开展中的重要环节，也是确保电气系统作用正常发挥的关键方法。
2 电气系统引发火灾的主要特征
2.1 防范难度较大
电气系统引发的火灾，在具体实践中，通常是由于电气系统长期运行中出现问题后引发火灾的，且这类火灾往往是由于一些外部环境因素的影响导致火灾的发生，从这个角度上来说，可见电气系统所引发的火灾，其常规表现具有隐蔽性较强的特征，一般情况下不宜直接通过火灾的安全隐患排查及时发现，这也意味着电气系统火灾的预防难度和治理难度也是相对较大的。因此更需要通过监控设备和系统的设置，使电气系统的火灾在预防效果上达到更高的水平层次。除此之外，电气系统引发的火灾具有累积效应，这也是火灾防范难度较大的主要原因。
2.2 电气系统引发的火灾损伤程度高
虽然火灾的危害都是相对比较严重的，但电气系统所引发的火灾往往会导致整个系统线路上的辅助设备和相关线路都出现问题，若在电气系统应用规模较大的情况下，则意味着整
个电气系统覆盖的区域都有，可能由于火灾隐患的出现或局部的火灾，导致整个区域范围内的建筑电气系统运行异常，若问题严重性较高，危害的范围和严重程度还可能进一步加大，
这也是电气系统引发火灾的过程中，应当及时采取措施进行处理并引起重视的主要原因。在电气系统火灾发生后，可能造成的伤害严重程度相对更高，因此前期的监控工作也就体现出了非常关键的价值，只有在前期做好全方位的监控工作，才能在火灾发生前就及时通过预警和提示发现火情，避免火灾更大范围的出现扩散的问题。
2.3 电气系统引发的火灾在火情诱发原因上相对较为复杂
火灾的引发原因在电气系统运行的背景下有较为复杂的情况，无论是电气系统本身的运行异常，还是由于外部环境因素的影响导致系统的运行状态发生变化，都有可能造成火情的发生。且火灾的预防工作需要对根本性的火灾引发原因进行明确，这也就从侧面提示了应用火灾防御和监控系统的重要意义。当监控系统本身的质量水平和火灾的预防判断能力达到一定的水平层次，意味着电气系统引发的火灾，在火灾诱因的判断准确性上能够得到更进一步的提升，这对于终为未来的预防工作提供依据起到了非常重要的作用。
3 电气火灾监控系统在建筑实体中应用的重要意义
3.1 针对电气系统运行中可能出现的安全隐患进行及时杜绝
在现代社会背景下，建筑实体内的电气系统运行，对于整个建筑实体的运行状态都会造成非常严重的影响，基于此电气系统的运行中若出现安全隐患和问题，意味着整个的建筑实体内部的正常运行都会受到相应的影响，在这种情况下需要针对电气系统可能出现的火灾或隐患加强监控和防范力度，而监控系统的匹配设置，有利于通过系统作用的发挥及时，在一些电气系统运行的参数指标出现异常时，就进行预警提示，进一步确保一些可能出现的更为严重的问题，在初级阶段就得到有效地预防和控制，促使整个建筑实体的运行安全得到针对性保障。
3.2 实时监控电气系统和相关设备的运行状态
电气系统的运行状态往往是关系到火患是否会发生的重要因素，作为建筑实体中容易引发火灾的系统，若电气系统日常的运行状态出现异常，也会增大引发火灾的概率。因此，在电气系统运行的过程中运用火灾监控系统，对电气系统的整体运行状态进行和管理是非常必要的，通过实时性的和管理，一方面能够帮助管理人员对电气系统的实际运行状态进行全方位的了解，另一方面，有了监控系统的作用，一些可能引发火情的影响因素和系统运行异常状态也能被及时发现。
3.3 能够提高火灾预警和监控的*性
较之传统的以人员为*的判断，火灾处理工作的开展也会更加具有针对性和有效性，这对于整个建筑实体的正常运行来说都具有非常重要的现实意义，是现阶段管理人员和电气系统建设的技术人员应当充分重视的一项工作，只有做好监控工作火灾的预防和处理工作，才能获得更高的质量。
4 电气系统引发火灾的常见原因分析
4.1 由于漏电问题引发火灾
漏电问题的引发原因本身具有多样性的特征，在现代的城市建设过程中，随着建筑实体的整体规模不断加大，与之匹配的电气运行系统的规模也需要在建设方面达到一定的范围，
区域漏电问题，在电气系统长期运行的过程中，可能由于设备老化或线路故障等多方面的原因引起。且漏电问题，在电气系统的运行中，属于比较常见的，容易引发火灾的隐患。
在建筑实体的运行中，电气系统随着建筑实体运行时间的增加也处在不断消耗的状态下。另外，若电器设备本身的质量水平存在问题，则也会导致其在运行过程中出现异常现象。一旦电气系统自身发生漏电问题，在热作用的影响下，电火花会成为火灾的重要隐患，电火花的产生会使得带电导体的绝缘部分被破坏，终影响整体电气系统的正常运行，使其发生漏电现象[1]。另外，电气设备本身的问题则主要是安装科学性不足，由于长期应用带来的腐蚀老化问题。一旦出现漏电，对于整个系统的安全都会造成不良影响，且电气系统本身的一些细节问题不容易直接观察发现，这就需要匹配应用电气火灾监控系统发挥对细节隐患和问题进行发现和监控的作用。
4.2 由于短路问题引发火灾
短路是线路发生异常的一个非常常见的典型代表。一旦出现短路，不仅意味着电路中的瞬时电流会猛增，其对于整个线路的危害也是非常大的。虽然短路的问题在处理方式上较为成熟，也能够比较快速地得到处理，但若短路问题不及时被发现引发火灾时，可能造成的影响却是非常严重的。具体来说，一旦系统的电路发生短路现象，则会表现为电流突增、电阻减小。若短路的突发力度较大，会使得一些线路中的金属实体由于高热出现融化或燃烧的现象，这是短路问题引发火灾的主要过程。随着电气系统的运行，短路故障的发生概率是呈现不断上升的趋势的。因此，匹配应用电气防火监控系统主要是为了针对多发性的短路问题进行及时有效地监控，并且进一步采取控制性措施。应用了电气防火监控系统后，电阻突然减小、电流突然增大的现象可被系统的预警设置捕捉到，并进一步通过预警的方式发出提示，这为及时有效地解决问题，争取了宝贵的时间[2]。
4.3 由于负荷问题引发火灾
负荷问题在现代的建筑实体内部电气系统运行中是比较常见的现象。这一方面是由于管理人员对负荷问题的监控和管理缺乏重视程度，另一方面也与前期的电气系统规划设计工作有直接的关系。由于前期的规划设计缺乏合理性和有效性，导致整体的电气运行系统发挥作用时出现了负荷出的问题。负荷问题的产生与建筑实体内电气系统的运行规模逐步增大有直接的关系。之所以会出现负荷问题，一方面与电路本身的荷载能力以及质量水平有直接关系，另一方面线路的整体布局合理性若存在问题，也会导致局部出现负荷的问题和不足。虽然部分建筑实体内的电路负荷问题属于比较常见的问题，但若不及时解决长期负荷的现象，就会使得火灾隐患出现的概率大幅度提升。随着建筑实体的建设规模逐步扩大，电气系统的复杂性和整体规模也呈现出同步增大的趋势。负荷问题是现代建筑体系中电气系统常见的运行问题，主要是指导线在应用中由于负荷而加快了老化速度，而若老化后持续应用就会进一步使得绝缘层受到破坏，终影响系统的运行状态增大火灾的引发概率。
5 火灾监控系统在建筑防火中的实践应用探索
5.1 基本选用要求
火灾监控系统的选用也需要结合火灾监控工作的基本要求，从功能特点以及防范效果的发挥角度进行观察和分析，只有在前期做好基本的系统选用工作，才能确保后期的火灾预警以及防范作用得到更加充分的发挥。前期的合理选用对于后期的作用发挥所起到的作用是非常关键的。因此，火灾监控系统的实践应用中，重视前期选用的筛选和分析工作是非常重要的。对于火灾监控系统的应用而言，选用设备时不仅要考虑成本和市场因素，应用效果和功能发挥状态也是需要重点考虑的因素。从目前的市场现状来看，电气火灾监控系统在宏观上具有比较稳定的质量水平，且在具体的生产工艺上我国目前的电气火灾监控系统，在工艺成熟度上也达到了一定的程度，配电体系与其他消防设备都能够做到协同，与电气火灾监控系统进行融合应用。在实际的选择应用环节，需要相关的管理人员和技术人员结合整体的系统工作要求以及系统运行状态，对可用的设备进行合理选择。这里需要强调的是，若选择剩余电流式的电气火灾监控系统，则需要对系统设备的接地方式进行有效控制和合理观察。接地方式的正确性关系到设备的运行状态和运行有效性。只有首先在接地状态上做好有效地控制，才能确保这一系统在作用发挥的效果上更加高效而准确。
5.2 低压配电火灾智能监控系统的应用
此种智能监控系统在实践应用中属于应用广泛性较高的一类监控系统。这种监控系统的敏感性和综合应用效果都相对更好，在监控系统运行中也包括了多种不同的环节，通过协同控制和运行的模式达到更好的火灾监控效果。具体来说，这一系统的应用包括了以下几部分基本环节。
一是通过前期的测试对监控系统的运行状态和相关参数进行把握。另外，信息存储与显示的工作，也需要在这一环节做好检验和测试工作。在监控设备运行时需要进行检验的参数包括了电压、电流等多种不同的类型。除此之外，环境中的温度和湿度等指标信息也需要进行严格的控制。在所有参数的检验状态符合实践要求后，才能运行相关的智能化监控系统。尤其是对一些细节数据的检验，更应当注重合理性和科学性。
二是实现数据的现场搜集和远程控制，在系统的基础信息采集完成后，需要同步考虑通信接口的通讯传输作用是否能充分发挥，在本文研究的系统中，通信协议包括了RS232和
485两种类型，能够高效快捷地完成信息传输工作。另外，可通过集成通信接口的应用实现控制端口与设备本身的联系，达到远程控制的效果。
三是对现场的数据进行综合分析与处理，在智能化的火灾控制系统中，现场数据的综合处理具有非常重要的作用，只有做好监控系统的参数设计和后台的操控软件管理，才能够确
保系统的作用得到更加充分的发挥。作为管理人员，在采集到基础的数据后，还需要进行进一步的预处理，分析基于软件系统的功能特点和设备运行要求，并且同步绘制电气分布与设备分布的具体图形，设置合理的保护参数，为漏电保护工作的顺利有序开展提供帮助。
5.3 配电箱和控制箱的安装操作
配电箱和控制箱在火灾预警系统中的作用发挥是非常集中而有针对性地，因此针对这两个独立系统的安装操作也应当同步注重*性和有效性。一方面需要注意安装操作，应当结合配电箱和控制箱的功能特点，在整体的安装程序上进行有效控制，另一方面安装操作工作的开展也应当严格按照相关的标准化要求执行落实。例如，配电箱和控制箱内部的线路分布情况以及具体的线路控制要求都有*的具体要求。在配电箱和控制箱的安装操作中，分为内部和外部两个
组成部分。尤其是对于新建工程来说，基础的安装操作效果对于整个系统的运行会产生非常重要的影响。因此，需要合理控制内外部安装的基本流程，并且重视基于漏电现象发生的*互感设备的匹配安装工作。而关于相关的匹配设备的安装方式需要进行合理的选择，在匹配安装时一般会直接在配电柜的控制面板上嵌入式地安装漏电控制设备，并且同步固定一个电流互感器设备，这主要是为了不改动配电柜内部的基本结构和状态，形成能够直接发挥出火灾监控和安全保障的功能特点。
6安科瑞电气火灾监控系统
6.1概述
Acre1-6000电气火灾监控系统，是根据中心的消防电子产品试验，并且均通过严格的EMC电磁兼容试验，保证了该系列产品在低压配电系统中的安全正常运行，现均已批量生产并在得到广泛地应用。该系统通过对剩余电流、过电流、过电压、温度和故障电弧等信号的采集与监视，实现对电气火灾的早期预防和报警，当必要时还能联动切除被检测到剩余电流、温度和故障电弧等标的配电回路;并根据用户的需求，还可以满足与AcreIEMS企业微电网管理云平台或火灾自动报警系统等进行数据交换和共享。
6.2应用场合
适用于智能楼宇、高层公寓、宾馆、饭店、商厦、工矿企业、*重点消防单位以及石油化工、文教卫生、金融、电信等领域。
6.3系统结构
6.4系统功能
监控设备能接收多台探测器的剩余电流、温度信息，报警时发出声、光报警信号，同时设备上红色“报警”指示灯亮，显示屏指示报警部位及报警类型，记录报警时间，声光报警一直保持，直至按设备的“复位”按钮或触摸屏的“复位”按键远程对探测器实现复位。对于声音报警信号也可以使用触摸屏“消声”按键手动消除。
当被监测回路报警时，控制输出继电器闭合，用于控制被保护电路或其他设备，当报警消除后，控制输出继电器释放。
通讯故障报警：当监控设备与所接的任一台探测器之间发生通讯故障或探测器本身发生故障时，监控画面中相应的探测器显示故障提示，同时设备上的黄色“故障”指示灯亮，并发出故障报警声音。电源故障报警：当主电源或备用电源发生故障时，监控设备也发出声光报警信号并显示故障信息，可进入相应的界面查看详细信息并可解除报警声响。
当发生剩余电流、温报警或通讯、电源故障时，将报警部位、故障信息、报警时间等信息存储在数据库中，当报警解除、排除故障时，同样予以记录。历史数据提供多种便捷、快速的查询方法。
6.5配置方案
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应用场合 |
型号 |
产品照片 |
功能 |
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消防控制室 |
Acrel-6000/B |
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适用于1~4条通信总线多可连接256个探测器，可适用于壁挂安装的场所。 |
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Acrel-6000/Q |
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适用于大型组网，壁挂式监控主机数量较多且需集中查看的场所，主要监测壁挂主机信息。 |
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一、二级 低压配电 |
ARCM200L-Z 2 |
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三相(I、U、kW、Kvar、kWh、Kvar h、Hz、cos中)，视在电能、四象限电能计量，单回路剩余电流监测，4路温度监测，2路继电器输出，4路开关量输入，事件记录，内置时钟，点阵式LCD显示，2路独立RS 485/Modbus通讯 |
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ARCM200L-J 8 |
8路剩余电流监测，2路继电器输出，4路开关量输入，事件记录，内置时钟，点阵式LCD显示，1路RS 485/Modbus通讯 |
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ARCM 300-J 1 |
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1路剩余电流监测，4路温度监测，1路继电器输出，事件记录，LCD显示，1路RS 485/Modbus通讯 |
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AAFD-□ |
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检测末端线路的故障电弧，485通讯，导轨式安装。 |
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ASCP 200-□ |
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短路限流保护、过载保护、内部温限流保护、过欠压保护、漏电监测、线缆温度监测，1路RS 485通讯，1路GPRS或NB无线通讯，额定电流为0-40A可设。 |
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短路限流保护、过载保护、内部温限流保护、过欠压保护、漏电监测、线缆温度监测，1路RS485通讯，1路NB或4G无线通讯，额定电流为0-63A可设。 |
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配套附件 |
AKH-0.66 |
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测量型互感器，采集交流电流信号 |
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AKH-0.66/L |
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剩余电流互感器，采集剩余电流信号 |
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ARCM-NTC |
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温度传感器，采集线缆或配电箱体温度 |
7结束语
在建筑实体内的电气系统运行过程当中，匹配安装电气火灾防控系统是降低因电气引发火灾事件的发生率的科学方法。作为技术人员和相关系统的运行支持人员应当基于建筑内部电气系统的运行状态进行全方位的分析和研究，确保所匹配安装的火灾防控系统在实践应用中发挥出作用。对于技术人员来说，其也应当分别从配电柜安装、火灾监控系统设备安装以及布线问题三方面出发，加强技术控制力度，为终提升防火监控系统和设备的安装质量提供保障。
参考文献：
[4]陆生鲜.水利水电工程中电气火灾与安全用电研究—评《水安全与水利水电可持续发展》[J].人民长江,2019(10):239.
[5]解洪杰.浅谈电气火灾监控在建筑防火中的应用.
[6]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.5版.
