再谈电气火灾监控系统的设置2.docx

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1、再谈电气火警监控系统（ACS-E）的设置广东省 潮州市MS电子技能应用研究所 麦时豪【提要】 本文是电气火警监控系统（ACS-E）的设置的续篇。电气火警监控系统设计的主要内容是：探测器的布点设置、探测器的选型和安装、监控主机和监控系统网络拓扑及结构。本文重点论述笔者对电气火警监控系统中剩余电流式电气火警监控探测器布点设置的经验体会电气火警监控探测器的界说国度尺度GB14287-2005电气火警监控系统第一部门的3.3中，“电气火警监控探测器”（Detectors for electric fire protection）被界说为：“探测被掩护线路中的剩余电流、温度等电气火警危险参数变革的探测器

2、”。GB14287-2005划定：电气火警监控探测器以探测参数区分有“剩余电流式电气火警监控探测器”（GB14287-2005第二部门）和“测温式电气火警监控探测器”（GB14287-2005第三部门）两种；以事情方法区分有独立式探测器（具有监控报警功效的探测器）和非独立式探测器两类。可见，剩余电流和温度在GB14287-2005中被认为是电气火警技能防备的重点。事实上，接地电弧性短路、设备或连接点温度过高是电气火警产生的主要原因。基于电气火警监控探测器的界说，剩余电流式电气火警监控探测器的任务仅在于防备电气火警，与GB16917-1997所范例的RCBO（剩余电流行动断路器，即“漏电开关”）

3、在防护功效、技能参数、结构要求等方面有很大区别。RCBO更偏重于人身宁静的防护。两者应当配合使用，但不能相互替代。对电流、电压及其他电力参数的计量监控和妨碍防护，现有的电工器件已十分成熟。在电气火警监控探测器上添加这些功效（例如GB50045-94（2005版）高规的“过电流探测”），笔者认为只是扩展性的，并非须要。虽然，如果在某些场适用户确实需要同时具备过电流、异常电压报警，则又另当别论。几个相关的观点在讨论剩余电流式电气火警监控探测器的设置之前，有须要先弄清以下观点：“剩余电流”：交换供电线路相线（La、Lb、Lc）与中性线N的电流的矢量和。当没有产生单相接地妨碍时，无论三相负载平衡与否，

4、此矢量和的理论值为零（实际上还存在着线路与设备的正常泄漏电流）；当产生接地妨碍时，剩余电流为接地妨碍电流和正常泄漏电流的矢量和。“零序电流”：交换供电线路相线（La、Lb、Lc）的电流的矢量和。当没有产生接地妨碍时，此矢量和的理论值即是中性线N电流的值。当产生接地妨碍时，零序电流为相线（La、Lb、Lc）的电流、接地妨碍电流和正常泄漏电流三者的矢量和；这时，它与中性线N电流是不相等的。“正常泄漏电流”：在无绝缘妨碍的情况下，从设备的带电部件流入大地的电流。这种电流往往是由非纯阻性的阻抗引起的，是某些设备固有的事情特性决定的、在一定范畴内允许的。“接地妨碍电流”：由于绝缘妨碍或通过非预期负载而流

5、入大地的电流。通俗习惯称为“漏电电流”。这种电流是相线对地产生电弧性短路而产生的。一般认为，在非可燃物质情况下，100mA以下尚不组成火警危险。“剩余电流互感器”：探测供电线路剩余电流的互感器，它的一次回路是相线（La、Lb、Lc）和中性线N。即相线和中性线同时、同向穿过窗口。剩余电流互感器的主要要求是mA级的高精度、40A以上的抗过载能力。“零序电流互感器”：探测供电线路零序电流的互感器，它的一次回路是相线（La、Lb、Lc）。即所有相线同时、同向穿过窗口。如果用于单相，效果与普通电流互感器（C.T）相同。剩余电流式电气火警监控探测器的任务是要正确检测出供电线路和设备的接地妨碍电流并实时发出

6、报警，实际上所探测的是被掩护区域的剩余电流。目前剩余电流式探测器根本上都接纳剩余电流互感器作为探测元件。GB14287.2-2005剩余电流式电气火警监控探测器中划定的测试要领，就是针对这种互感器型式的。如果误为“零序电流互感器”，则是观点上的殽杂。如果我们用一个零序电流互感器、再在中性线N上用一个普通电流互感器，然后设法把它们的输出作矢量差，也能探测出剩余电流。这也可作为某些特殊情况下的剩余电流探测要领。剩余电流式探测器的固有缺陷作为电气火警技能防备的重要手段，剩余电流式电气火警监控探测器在现实产生的多数情况下可以检测出供电线路和设备的接地妨碍电流。但是，我们在设计应用中还必须清醒地认识到：

7、由于剩余电流检测的原理所制约，它在三相电路中存在着不可忽视的探测接地妨碍电流的盲区。在单相电路中，或三相电路里只有一相的相线通过妨碍阻抗Za接地时（如图1a），在正常泄漏电流可以忽略不计的情况下，剩余电流互感器所探测到的，简直就是接地妨碍电流。这时，剩余电流式电气火警监控探测器的作用没有问题。 图1 接地妨碍但是，当三相电路有两相或三相同时存在接地妨碍（如图1b），那么剩余电流互感器探测到的是所有各相的事情电流、接地妨碍电流和中性线电流的矢量和。由于三相相位差120，因此探测出来的剩余电流i的值一定小于各相接地妨碍电流（ia、ib、ic）的代数值之和（见图1c）。例如在特殊情况下，如果三相同时

8、存在相等值的接地妨碍电流（岂论这些电流有多大），剩余电流将为0。这时，剩余电流式电气火警监控探测器将不能正确检测出这些接地妨碍电流。如果使用RCBO，则会出现拒动。我们不能因此而否认剩余电流式电气火警监控探测器的作用。究竟出现这些情况并不是经常的，况且在预防电气火警的领域内，无须非常精确地测出剩余电流的数值。但是，终究存在着漏洞；作为设计和使用者，应该尽量制止这些情况的产生。对交换接地妨碍电流的探测，除了剩余电流式外，还可以接纳其他方法的技能，例如电流鉴相式、电流分散式、复合式等进行弥补或革新，尽量缩小或消除盲区，使之越发可靠有效。这虽然需要生产厂家不停研发更为完善的探测器（笔者浅见宜称为“接

9、地妨碍电流电气火警监控探测器”），但相关的国度尺度也有须要作进一步的增补和范例。剩余电流式电气火警监控探测器的设置以笔者的经验，循以下步调可能可以较为公道而快捷地作出剩余电流式电气火警监控探测器的设置方案。1、取得供配电系统图电气火警监控系统的监控工具是供配电系统，供配电系统图是电气火警监控系统的设计底子。不掌握本项目供配电系统的全局，就无法进行公道的设置。供配电系统图应包罗高压配电图、低压配电图（干线图和区域图）、配电柜结线图。我们可以从这些图中了解到市电供应的路数、变压器柜和电容赔偿柜及转换柜的数量和容量、各节点的电流巨细、各段电缆的型号和走向、各配电柜及柜内主要断路器的型号容量以及电缆或

10、铜排的尺寸和结线方法、各区域的用电性质和功率。对付改革项目，纵然无法取得原始设计图，也应在业主配合下实地勘察，力求对供配电系统有尽可能详实的了解。2、阐发电力线路系统的适用性凭据相关范例要求，建立项目的区域低压配电系统应是TN-S系统，即“三相五线制”。在工程实践中，往往从节省投资出发，把供电干线设计成TN-C形式的三相四线，然后以树干形或放射形漫衍出去。从整个配电系统来看，则成为TN-C-S系统。较老旧的修建，其低压配电系统多是TN-C系统，即“三相四线制”。剩余电流式电气火警监控探测器适合安装在TN-S系统或局部TN-C-S系统，及TT系统的场合。要在TN-C系统设置剩余电流式探测器，就必

11、须对原线路进行适当的改革。图2、图3、图4、图5分别是剩余电流式探测器在TN-S系统、TN-C系统、TN-C-S系统、TT系统中的安装示意图。图2 剩余电流式探测器在TN-S系统中的安装方法图3 剩余电流式探测器在TN-C系统中的安装方法图4 剩余电流式探测器在TN-C-S系统中的安装方法图5 剩余电流式探测器在TT系统中的安装方法不管干线是哪种系统形式，在需要设置剩余电流式探测器的低压配电柜安装时，都应当在配电柜内把出线转换成TN-S系统或TT系统，并且要确保出线的N线不重复接地（笔者将在下一续篇详谈剩余电流式电气火警监控探测器的安装）。3、布点设置剩余电流式电气火警监控探测器的设置原则是，

12、应配置在低压配电系统末级配电柜进线或出线端，监控该级至终端用户的线路和设备。所谓“末级配电柜”，是指位于配电系统某一路分支线到若干个终端用户之间的配电柜；例如楼层配电柜、场合区域配电柜、功效专区配电柜、设备专用配电柜等等。以图6（此图仅为大略示意图）所示的某工程低压配电系统为例。在这个系统中，各个二次配电柜可以认为是“末级配电柜”。这些二次柜原则上都应设置剩余电流探测器。 一次配电柜二次配电柜终端配电箱BT变压器柜CB电容赔偿柜-2FZ-2层总配电柜-2F1-2层动力1-2F2-2层动力2-2F3-2层照明-1FZ-1层总配电柜-1F1-1层动力-1F2-1层车库XF消防电源柜XF1消防控制室

13、XF2消防动力1FZ1层总配电柜1F1,1F2,1F3,1F41层商场分区2FZ2层总配电柜2F1,2F2,2F32层商场分区AK1A幢总配电柜3F03层住宅3F13层平台4F017F0417层住宅AC1A幢动力柜18FTA幢电梯18FKA幢中央空调AK2B幢总配电柜 图6 某工程低压配电系统示意图在供电末级正常泄漏电流不大于200mA，且上一级的正常泄漏电流不大于500mA，仍切合设置剩余电流探测器条件时，宜在其上一级供电配电柜处也设置，这样可以对两级之间的线路和设备实施监控掩护。例如“-2FZ”、“-1FZ”，最好也设置。而 “AK1”的下级柜许多，“AC1”是较大的动力负载，它们的正常泄

14、漏电流很可能凌驾500mA，如果竖井内电缆防护及安装良好，则不一定设置。对付一级及以上掩护级别的工具，例如“1FZ”、“2FZ”是人流密集的商场的楼层总柜，应摆设设置，与“1F1”、“2F1”等下级柜配合组成两级探测监控。在以上阐发的底子上，于系统图上开端标示出需要设置剩余电流探测器的配电柜。4、复查精简凭据供配电系统图设计的各配电柜的负载性质、功率、掩护配置，核查是否确有须要设置剩余电流探测器。例如，“18FK”的负载是中央空调机组，该机组配套的控制箱已安装RCBO并有报警装置，这里就可精简。使用宁静电压供电的电气设备、一般情况条件下使用的具有增强绝缘（双重绝缘）的电气设备、使用断绝变压器且

15、二次侧为不接地系统供电的电气设备，可不安装剩余电流探测器。复查精简这一步调不可或缺。笔者认为，电气火警监控系统中探测器在须要的地方一定要设，但应当力求少而精，尽量使每个探测器充实发挥作用，淘汰组成监控系统的探测器数量。这对提高投资效能、包管系统可靠性、方便运行治理都是须要的。5、设置探测器参数剩余电流式探测器的根本参数是报警电流值和控制断路器脱扣的延迟时间。 报警电流值报警电流设定值不宜小于被掩护电气线路和设备正常运行时的泄漏电流最大值的2倍，但不应大于1O00mA。被掩护电气线路和设备正常运行时的泄漏电流值，在供电系统设计时就应凭据该线路和设备的产物国标根本确定下来，并以此为依据，设计报警电

16、流值。例如，某区域设计有100个照明点，全部使用国度推广的节能照明灯具，每个及格电子镇流节能灯的尺度泄漏电流极值是0.5mA。加上其他用电器，估算该区域正常运行时的泄漏电流将有80mA，那么该区域配电柜的剩余电流式探测器的报警电流值应设计为150200mA。虽然报警电流值还需要在现场具体设定，但如果发明实际的泄漏电流比设计估算的正常泄漏电流大许多，就要注意是否有不及格设备或错误施工（如线路绝缘不良、共零、TN-S系统N线重复接地等）。报警电流的设计值有助于防备将妨碍泄漏电流当成正常泄漏电流，从而埋下隐患。两级或多级探测监控的报警电流值应设计为具选择特性，即上游探测器的报警电流设计值至少是下游探

17、测器中最大的报警电流设计值的1.5倍，但不应大于1O00mA。 断路器脱扣的延迟时间电气火警监控是前期预警系统，出现漏电报警后只要能实时处置惩罚，不致于立刻产生火警。一般情况下，探测器只用于报警，尤其是用于消防电源线路。有些一旦断电可能造成更大损失的场合，例如图6的1、2层商场、“XF”、“XF1”、“XF2”、“-1F2”、“-2F3”等配电柜，也不宜设置自动断电。如要求产生接地妨碍时必须自动切断掩护工具的供电，则应注意上下级的行动时间配合，以免造成大范畴的停电。例如图6中各楼层配电柜“3F017F0”，它们的负载分别是本层的若干终端用户（住宅、写字楼或其他），各终端用户配电箱均装有剩余行动

18、电流30 mA、行动时间0.1秒的RCBO。为制止一户产生严重漏电导致整层断电，楼层配电柜的探测器的脱扣信号输出延迟时间应设计为0.5秒。同样，若“-2F1”、“-2F2”设计脱扣时间为0.5秒，则“-2FZ”应设计为1秒。在需要自动切断供电或通过监控主机遥控断电的场合，配电系统设计时应选择配备有能与探测器脱扣信号输出配合的分励脱扣器的断路器。如果只需要遥控断电，可把探测器脱扣信号输出的延迟时间设为无限长。6、确定探测器供电方法目前电气火警监控探测器有两种供电方法：会合供电和现场供电。会合供电方法是由监控设备（主机、区域控制器）或专用整流器（消防电源）产生不高于24V的直流电源，通过专用电源线

19、向系统内所有探测器供电，这和火警自动报警系统的“二总线”方法相同。它的优点是不管现场是否停电，探测器照样能事情；并且24V是宁静电压，不会出现人身危险。这用于火警自动报警系统里的烟感、温感探测器等是很符合的。它的缺点是一旦专用电源或导线产生问题，相当数量甚至全部的探测器都停止事情。另外，目前电气火警监控探测器的静态事情电流比烟感、温感探测器大数倍，如果为10 mA，250个监控点则需要电流2.5A以上，为包管末端电压，专用电源线的单线截面就要有1.5mm2，造成布线困难、投资增加。现场供电方法是探测器在各自的配电柜内，从断路器的进线端就近取得交换电源。它的优点是无需专用整流器和专用电源线，系统网络只有通讯线，布线较方便，投资较节省，甚至可以接纳无线通讯或载波通讯。它的缺点是配电柜上游断电便停止事情。笔者认为，现场供电方法的缺点无关大局。因为没电便不会产生电气火警，纵然此地的电气火警探测器暂时停止事情也没有干系。显然现场供电方法更适合于电气火警监控系统。【附言】笔者所写的这些文字，仅是经验之谈。应网友之约，将陆续浅谈关于电气火警监控系统设置的其他体会，尽量少谈理论、多谈实践。相关的资料案例，请访问2007.12.