摘要

       石油化工行業(yè)中電氣設(shè)備使用不當(dāng)以及線路短路、過負(fù)荷、接觸不良等，均是引發(fā)火災(zāi)事故的主要原因。從預(yù)防火災(zāi)發(fā)生及消防用電設(shè)備電源維護(hù)的角度出發(fā)，簡要闡述了石油化工企業(yè)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的重要性。結(jié)合智慧消防的發(fā)展需求及工程實(shí)踐，探討了消防監(jiān)控系統(tǒng)一體化的配置方案，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)火災(zāi)的預(yù)防，從而有效避免火災(zāi)帶來的人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失、環(huán)境破壞等一系列問題。

關(guān)鍵詞:電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)；消防監(jiān)控；一體化；火災(zāi)探測器；剩余電流互感器

1 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

       電氣專業(yè)涉及的火災(zāi)防范措施不是針對某個(gè)具體部位的預(yù)防，而是從線路、線纜到用電設(shè)備終端的系統(tǒng)化 防 范，是從電源側(cè)到用電設(shè)備終端的系統(tǒng)化防范，是從電源側(cè)到用電負(fù)荷側(cè)的分級化防范，是從線路、線纜溫度剩余電流到用電負(fù)荷電弧監(jiān)測功能化的防范。

（1）電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的組成

       電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)通常由電氣火災(zāi)監(jiān)控器和電氣火災(zāi)探測器組成，該系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖１所示。

       電氣火災(zāi)監(jiān)控器應(yīng)具有實(shí)時(shí)集中監(jiān)控、故障顯示及報(bào)警、故障及報(bào)警記錄等功能，并在消防控制室或有人值守的場所安  裝；若電氣火災(zāi)監(jiān)控器安裝在無人值守的變電所，則需將報(bào)警信號和故障信號上傳至對應(yīng)的消防控制室。工程實(shí)踐中，常用的電氣火災(zāi)探測器類型有剩余電流式和測溫式，但隨著電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備的不斷發(fā)展，組合式電氣火災(zāi)探測器可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)１kV及以下配電線路剩余電流和線路溫度的監(jiān)測。組合式電氣火災(zāi)探測器在簡化電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)硬件數(shù)量的同時(shí)，通過采集多種參數(shù)，從而預(yù)判線路短路、過載等不同原因造成的漸變類電氣故障，可提前將各種火災(zāi)隱患扼殺在初始階段。

圖１ 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意

（2）新建石油化工生產(chǎn)裝置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置

        電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置原則是以預(yù)防電氣設(shè)備及線路故障引發(fā)的火災(zāi)為主，為滿足石油化工生產(chǎn)裝置通常的連續(xù)生產(chǎn)要求，不應(yīng)輕易切斷用電負(fù)荷電源。因此大多數(shù)情況下，該系統(tǒng)僅動(dòng)作于報(bào)警，而不動(dòng)作于跳閘。該系統(tǒng)通過電氣火災(zāi)探測器監(jiān)測電氣線路的運(yùn)行情況并采集相關(guān)數(shù)據(jù)，當(dāng)被監(jiān)測線路出現(xiàn)異常的漏電流、溫升時(shí)，電氣火災(zāi)監(jiān)控器上顯示故障線路的漏電電流、溫度、地址，并進(jìn)行聲、光報(bào)警，提醒運(yùn)行維護(hù)人員及時(shí)排查事故。該系統(tǒng)作為全廠火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的一個(gè)獨(dú)立子系統(tǒng)，當(dāng)該系統(tǒng)報(bào)警的同時(shí)，也應(yīng)同時(shí)將報(bào)警信號送至火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

        IEC60364442《低壓電氣裝置第4-42部分：安全防護(hù)熱效應(yīng)保護(hù)》中說明了配電線路中泄漏電流達(dá)到300mA就可能引起火災(zāi)，GB50116-2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》建議剩余電流式電氣火災(zāi)探測器動(dòng)作值為300~500mA，GB50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：為減少電氣火災(zāi)危險(xiǎn)而裝設(shè)的剩余電流檢測或保護(hù)設(shè)備其動(dòng)作電流不應(yīng)大于300mA?；谏鲜鲆?guī)范中相關(guān)條款，工程實(shí)踐中通常將電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中剩余電流監(jiān)測的報(bào)警閾值設(shè)定為300mA。

       考慮到電壓等級1kV以下不同絕緣介質(zhì)、不同導(dǎo)體材料的電纜長期允許工作溫度不同，例如0.6/1kV銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜長期允許的工作溫度為90℃，而0.6/1kV銅芯聚氯乙烯絕緣電纜中導(dǎo)體長期允許的工作溫度為70℃，因此測溫式電氣火災(zāi)探測器的報(bào)警閾值宜根據(jù)線路電纜的型號、規(guī)格等參數(shù)確定。為預(yù)防電氣火災(zāi)發(fā)生和減少誤報(bào)警頻率，通常將電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中溫度監(jiān)測的報(bào)警閾值按電纜長期允許工作溫度的80%~90%設(shè)置。電壓等級1kV以上的供電線路，根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，建議采用光纖測溫式電氣火災(zāi)探測器并直接設(shè)置在保護(hù)對象的表面。

（3）在役石油化工生產(chǎn)裝置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置的思考

       GB50116-2013中9.1.1條規(guī)定：電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可用于具有電氣火災(zāi)危險(xiǎn)的場所；GB50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（2018版）》中10.2.7條僅要求在有條件時(shí)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。由于規(guī)范的解讀不同，使得部分石油化工生產(chǎn)企業(yè)在設(shè)計(jì)、建設(shè)的初期，未考慮電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置。隨著全社會(huì)對安全生產(chǎn)的重視，國務(wù)院安全生產(chǎn)委員會(huì)于2017年4月26日印發(fā)了《關(guān)于開展電氣火災(zāi)綜合治理工作的通知》，并在全國范圍內(nèi)組織開展了為期3a的電氣火災(zāi)綜合整治工作，從一定程度上引起了石油化工生產(chǎn)企業(yè)對預(yù)防電氣火災(zāi)的重視。

2消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)

       消防工程是一個(gè)系統(tǒng)性工程，常見的消防用電設(shè)備主要包括：消防排煙風(fēng)機(jī)、消防補(bǔ)風(fēng)（送風(fēng)）風(fēng)機(jī)、消防水泵、消防泡沫裝置、消防噴淋或雨淋閥系統(tǒng)的就地控制箱、電動(dòng)防火卷簾門、消防電梯、消防應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)中的Ａ型應(yīng)急照明集中電源、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等。這些消防用電設(shè)備在控制火災(zāi)蔓延、保證人員疏散、營救等方面均有重要作用，可從一定程度上減少因火災(zāi)造成的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失。在正常情況下，這些設(shè)備大多數(shù)處于熱備狀態(tài)，只有在火情出現(xiàn)時(shí)才需要投入工作，如果消防用電設(shè)備的電源出現(xiàn)問題，將導(dǎo)致這些消防用電設(shè)備形同虛設(shè)。因此，保障消防用電設(shè)備供電電源的可靠性尤為重要。

       根據(jù)以往的工程實(shí)踐與案例，消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)作為一種系統(tǒng)架構(gòu)相對簡單的預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)，在石油化工設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用，其消防電源狀態(tài)監(jiān)控器與電壓/電流傳感器的兩層結(jié)構(gòu)組網(wǎng)模式，可以有效地實(shí)現(xiàn)消防設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并反饋消防用電設(shè)備電源的工作狀態(tài)，對提高石油化工企業(yè)消防安全管理水平具有“保駕護(hù)航"的作用。

（1）消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的組成

       消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)主要用于日常消防用電設(shè)備電源的維護(hù)與監(jiān)控，以保證火情發(fā)生時(shí)相應(yīng)的消防用電設(shè)備可以正常投入工作，為消防救援提供有力的保障。該系統(tǒng)通常由消防電源監(jiān)控主機(jī)、分機(jī)以及電流/電壓監(jiān)控模塊傳感器等組成，系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

       對于大型石油化工企業(yè)，各裝置區(qū)消防用電設(shè)備末端安裝的電流/電壓監(jiān)控模塊傳感器將采集的消防設(shè)備電源參數(shù)，通過總線與安裝于各個(gè)裝置區(qū)消防控制室或有人值守區(qū)域內(nèi)的消防設(shè)備電源監(jiān)控分機(jī)構(gòu)成消防設(shè)備電源監(jiān)控子系統(tǒng)，各裝置區(qū)內(nèi)的消防設(shè)備電源監(jiān)控分機(jī)再與全廠性中心控制室內(nèi)的消防設(shè)備電源監(jiān)控主機(jī)通信，從而實(shí)現(xiàn)全廠消防設(shè)備電源的監(jiān)控系統(tǒng)的建立。

       該系統(tǒng)根據(jù)消防設(shè)備電源的電壓、電流、開關(guān)狀態(tài)等電氣參數(shù)的變化情況發(fā)出相應(yīng)的指令。當(dāng)消防用電設(shè)備電源出現(xiàn)斷路、過電壓、欠電壓、缺相、過載等故障時(shí)，發(fā)出聲、光告警信號，提醒運(yùn)行管理及維護(hù)人員及時(shí)檢查、處理，并通過相應(yīng)的尋址功能鎖定具體的報(bào)警回路。

圖2 消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意

 

（2）配置消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)注意的事項(xiàng)

       石油化工企業(yè)的配電方案通常采用變電所放射式直供電的方式。如果消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置在靠近變電所配電設(shè)備的出線端，當(dāng)消防配電線路出現(xiàn)故障時(shí)，該系統(tǒng)將不能如實(shí)反饋消防用電設(shè)備受電端的實(shí)際電源情況。因此，該系統(tǒng)的電流/電壓監(jiān)控模塊傳感器的安裝位置，原則上宜盡可能地靠近消防用電設(shè)備的末端，如消防雙電源切換裝置的進(jìn)線處，以盡可能地保證消防電源監(jiān)控的有效性。

3智慧消防與消防監(jiān)控一體化

      （1）2017年10月10日，公安部消防局發(fā)布了《關(guān)于全面推進(jìn)“智慧消防"建設(shè)的指導(dǎo)意見》（公消［2017］297號），要求綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新興信息技術(shù)，加快推進(jìn)“智慧消防"建設(shè)，全面促進(jìn)信息化與消防業(yè)務(wù)工作的深度融合、全覆蓋的社會(huì)火災(zāi)防控體系，實(shí)現(xiàn)“傳統(tǒng)消防"向“現(xiàn)代消防"的轉(zhuǎn)變。該指導(dǎo)意見的主要對象雖然是社會(huì)火災(zāi)防控體系，但作為社會(huì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的一個(gè)組成部分，隨著消防產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展與消防安全意識的增強(qiáng)，石油化工企業(yè)也存在向現(xiàn)代消防轉(zhuǎn)變的需求。

圖3 消防監(jiān)控系統(tǒng)一體化結(jié)構(gòu)示意

      基于消防監(jiān)控系統(tǒng)一體化與智慧消防網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，石油化工企業(yè)值班人員可全天候遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警聯(lián)動(dòng)、消防設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測、消防巡檢等日常工作，有效地提高了消防管理水平與工作效率。同時(shí)，安全生產(chǎn)責(zé)任人、消防安全責(zé)任人可以通過網(wǎng)頁界面以及APP應(yīng)用，隨時(shí)調(diào)看企業(yè)內(nèi)部相關(guān)消防系統(tǒng)、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并且在消防系統(tǒng)事故、故障報(bào)警時(shí)，第一時(shí)間獲取相關(guān)信息。通過智慧消防物聯(lián)網(wǎng)，當(dāng)?shù)叵乐鞴懿块T也可實(shí)時(shí)掌控轄區(qū)石油化工企業(yè)的消防設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)，不但可以實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)日常消防監(jiān)督與檢查，而且通過對相似企業(yè)消防數(shù)據(jù)的分析，量化轄區(qū)石油化工企業(yè)火災(zāi)危險(xiǎn)程度，指導(dǎo)消防主管部門對火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)研判，為消防服務(wù)和決策提供信息支撐。

4安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

（1）概述

       Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)國家現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)，已通過國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的消防電子產(chǎn)品試驗(yàn)認(rèn)證，并且均通過嚴(yán)格的EMC電磁兼容試驗(yàn)，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運(yùn)行，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應(yīng)用。該系統(tǒng)通過對剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)對電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報(bào)警，當(dāng)必要時(shí)還能聯(lián)動(dòng)切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標(biāo)的配電回路;并根據(jù)用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺(tái)或火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。

（2）應(yīng)用場合

       適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家重點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。

（3）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（4）系統(tǒng)功能

        監(jiān)控設(shè)備能接收多臺(tái)探測器的剩余電流、溫度信息，報(bào)警時(shí)發(fā)出聲、光報(bào)警信號，同時(shí)設(shè)備上紅色“報(bào)警"指示燈亮，顯示屏指示報(bào)警部位及報(bào)警類型，記錄報(bào)警時(shí)間，聲光報(bào)警一直保持，直至按設(shè)備的“復(fù)位"按鈕或觸摸屏的“復(fù)位"按鍵遠(yuǎn)程對探測器實(shí)現(xiàn)復(fù)位。對于聲音報(bào)警信號也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動(dòng)消除。

       當(dāng)被監(jiān)測回路報(bào)警時(shí)，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備，當(dāng)報(bào)警消除后，控制輸出繼電器釋放。

       通訊故障報(bào)警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺(tái)探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示，同時(shí)設(shè)備上的黃色“故障"指示燈亮，并發(fā)出故障報(bào)警聲音。電源故障報(bào)警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報(bào)警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報(bào)警聲響。

      當(dāng)發(fā)生剩余電流、超溫報(bào)警或通訊、電源故障時(shí)，將報(bào)警部位、故障信息、報(bào)警時(shí)間等信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)報(bào)警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

（5）配置方案

 

5結(jié)束語

        隨著石油化工企業(yè)消防安全意識的不斷加強(qiáng)，為了盡可能地減少火災(zāi)帶來的人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失、環(huán)境破壞等問題，當(dāng)前的消防理念已經(jīng)逐步從傳統(tǒng)的事后滅火方式轉(zhuǎn)向依托科技手段與新興技術(shù)，實(shí)現(xiàn)消防預(yù)警與監(jiān)控的方式。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)在石油化工企業(yè)電氣火災(zāi)防控、消防電源監(jiān)控方面有著重要的作用與意義。依托火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)將電氣火災(zāi)監(jiān)控、消防電源監(jiān)控等子系統(tǒng)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，再結(jié)合智慧消防物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，為石油化工企業(yè)消防巡檢及消防隱患預(yù)警提供更加科學(xué)、有效的管理手段，并在火災(zāi)預(yù)防、火災(zāi)救援、人員疏散等方面起到積極作用。

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作者簡介

周穎，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用。