电气火灾监控系统的应用现状及发展趋势

冯冠华 李泽秀 马海波

（1.廊坊市公安消防支队 河北 廊坊 065000；2.北京市朝阳区公安消防支队 中国 北京 100023；3.北京市顺义区公安消防支队 中国 北京 101300）

0 引言

目前在我国许多旧的大型公共建筑包括古建筑中，由于电缆老化和施工的不规范造成线路和装置的绝缘性能下降，再加上原始设计载荷能力的有限，而用电量却逐年加大，潜伏的火灾隐患逐年增多，严重地威胁着人民生命和财产的安全。据《中国火灾统计年鉴》统计，自1993年到 2002年全国范围内共发生电气火灾203780起，占火灾总数近40%，在所有火灾起因中居首位。电气火灾造成的人身伤亡也是惊人的，仅2000年到2002年，就造成3215人的伤亡[1]。因电气故障造成的特大火灾也是时有发生，如火灾2005年震惊国内外的两起火灾，“吉林辽海中心医院火灾”和“汕头华南宾馆火灾”，造成了重大的人员伤亡和财产损失。这些触目惊心的数据引起了政府部门的重视，相继制订或修改了有关标准规范，要求在建筑中设置电气火灾监控系统。

1 电气火灾监控系统概述

电气火灾监控系统应由电气火灾监控设备和电气火灾监控探测器构成，能够准确监控线路中的故障和异常状态，能够预先发现电气火灾隐患，及时报警并消除这些隐患。

电气火灾监控设备的报警信息应能传输到消防控制室图形显示装置，并独立显示，其探测器又分为剩余电流式探测器和测温式探测器及线型感温火灾探测器等。在以下将着重介绍剩余电流式火灾监控系统存在的问题及前景应用。

2 电气火灾监控系统的应用现状分析

1）电气火灾监控系统应用场所广泛

（1）现行国家标准GB50116《火灾自动报警系统设计规划》中规定的特级、一级、二级、保护对象。

（2）建筑总面积大于二万平方米的体育场馆、会堂、公共展览馆、博物馆的展示厅。

（3）建筑总面积大于一万五千平方米的民用机场航站楼、客运车站候车室、客运码头候船厅。

（4）建筑总面积大于一万平方米的宾馆、饭店、商场、市场。

（5）建筑总面积大于一千平方米的托儿所、幼儿园的儿童用房、儿童游乐厅等室内儿童活动活动场所，养老院、福利院、医院、疗养院的病房楼，中小学校的教学楼、图书馆、食堂、学校的集体宿舍、劳动密集型企业的员工集体宿舍。

2）电气火灾监控系统EMC试验

电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合运行要求，并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力[2]。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。

目前，国内的电气火灾监控系统均为电子式产品，在低压配电系统中使用很容易受到配电系统中其他元件或线路的电磁干扰。如果产品没有通过EMC试验，不具有良好的电磁兼容性能，势必会产生一定的误报警或拒报警情况。因此，在考核产品报警的精确度的同时，必须考核产品的电磁兼容性能。SIWOFA系列产品已通过EMC试验。

3）剩余电流电气火灾监控系统的应用

目前的剩余电流式电气火灾监控系统在使用中存在误报警和漏报警问题，这其中有配电系统中接线错误或装置安装错误的原因，比如中性线（N）与保护线（PE）的错误连接或两线接反等均可能会使监控探测器检测到的剩余电流超过报警值而误报警。这些问题可以通过人工排查、改正接线来解决。另外剩余电流电气火灾监控系统的剩余电流报警阈值只能够人工设定，一般是在现场安装监控系统前，通过泄漏电流表测试出配电回路中的最大剩余电流值，然后按照国标中的相关规定并结合实际经验设定一个合适的值作为报警阈值[3]。在这种设置方式下，报警值一旦设定，在运行过程不会自己改变，除非人为重新设定。而配电系统在正常情况下的剩余电流也是变化的，幅值和方向均会随着各项负荷电流和负荷性质的变化而变化，这固定报警值很可能造成电气火灾监控系统在运行时产生漏报警和误报警。

为了解决剩余电流式电气火灾监控系统中存在的这些问题，准确地分析剩余电流随负荷电流变化的规律，李宏文等对某建筑物配电系统的负荷电流和剩余电流进行研究得出，剩余电流和负荷电流之间存在关联性，而且二者的变化又具有明显的周期性，可以通过之前负荷电流与剩余电流之间的关系特点，来预估之后相同负荷电流情况下剩余电流的大小。这种策略可以用来实现异常剩余电流的辨识，如果实际值与估计值的差超过了一定的范围则认为是异常的剩余电流。

3 剩余电流式电气火灾监控系统的发展趋势

鉴于现有固定报警阈值的剩余电流式电气火灾监控系统，在应用中存在各种误报、漏报等问题，在此提出一种新型智能剩余电流式电气火灾监控系统的智能策略。此策略要求具有一定的分析判断和应变能力，充分利用探测器所采集到的负荷电流和剩余电流数据，通过对负荷电流和剩余电流随时间变化上的全方位多方面分析，实时自动调整报警阈值，从而最大可能地减少误报和漏报，实现早期准确预警。

新型智能剩余电流式电气火灾监控系统首先要具有随被保护配电线路负荷变化，剩余电流报警阈值亦实时自适应调整的功能，即所谓“实时跟踪”功能[4]。其次，探测器一旦采集到剩余电流信号超过设定报警值，监控系统应该相应有一个适当的延迟观察时间，经过上升速率，过程累积等分析，最终确定是否报警。另外，由于上下班，节假日，季节变化等因素对配电系统中负荷电流和剩余电流均会产生影响，因此应有规律地自动调整探测器的灵敏度。新型智能电气火灾监控系统的研究开发，可望弥补现有固定报警阈值的剩余电流式电气火灾监控系统的不足，大大降低现有剩余电流式电气火灾监控系统的误报和漏报率，使目前电气火灾的防范水平上升到一个新的台阶。

4 结束语

能否有效准确地监测和预报火灾关系到人民群众的生命财产安全，所以电气火灾监控系统在安防领域具有举足轻重的作用。随着社会的不断进步和科学技术的飞速发展，在不久的将来，必然会出现许多高智能、高可靠性的和多功能的多元复合探测器，从而可以更加有效的探测各种早期的火灾情况，从而可以大大降低火灾带来的危害。S

［1］田永,张浩.论电气火灾监控系统的重要意义[J].科技资讯，2011(05)：67.

［2］孟建国,陶明.浅谈剩余电流式电气火灾监控探测器及其应用[J].低压电器，2009(4)：42.

［3］王晓明,李宏，等.剩余电流式电气火灾监控系统智能算法的研究[J].建筑科学，2009(25)：65-66.

［4］王晓明.剩余电流式电气火灾监控系统的应用分析[J].建筑设备控制与管理，2008(2)：67.