安科瑞劉鴻鵬

摘要

隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展，工業(yè)配電系統(tǒng)的復雜性和用電量不斷增加，電氣火災的風險也隨之上升。電氣火災探測器作為一種有效的預防電氣火災的設(shè)備，在現(xiàn)代工業(yè)配電系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文將詳細介紹電氣火災探測器的工作原理、在工業(yè)配電系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，并探討其在提高工業(yè)電氣安全方面的優(yōu)勢和未來發(fā)展趨勢。

1.引言

電氣火災是工業(yè)生產(chǎn)中常見的安全事故之一，其危害性大，不僅會導致設(shè)備損壞、生產(chǎn)中斷，還可能造成人員傷亡和巨大的經(jīng)濟損失。傳統(tǒng)的電氣火災防護措施主要依賴于斷路器和保險絲等設(shè)備，但這些設(shè)備往往在電氣故障發(fā)生后才能切斷電源，無法有效預防電氣火災的發(fā)生。電氣火災探測器的出現(xiàn)，為工業(yè)配電系統(tǒng)提供了一種主動監(jiān)測和預警的手段，能夠及時發(fā)現(xiàn)電氣火災隱患，采取相應(yīng)的防護措施，從而有效降低電氣火災的發(fā)生概率。

2.電氣火災預防難點有哪些？

電氣火災探測存在以下幾個難點：

火災早期難以識別：電氣火災初期火焰較小，溫度上升緩慢，很難通過傳統(tǒng)的火災探測器（如煙霧探測器）識別出來。

誤報率高：電氣火災可能會因為電器設(shè)備工作過程中出現(xiàn)的高溫或電弧現(xiàn)象被誤判為火災，這會增加誤報的風險，影響系統(tǒng)的可靠性和有效性。

電氣設(shè)備多樣性：不同類型的電氣設(shè)備可能出現(xiàn)不同的故障或火災模式，如何根據(jù)設(shè)備特性進行有效的探測和區(qū)分，確保火災早期被發(fā)現(xiàn)，是一個挑戰(zhàn)。

環(huán)境干擾：在一些復雜的工作環(huán)境中，如高溫、潮濕、振動較大等，可能會對探測器的靈敏度和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，導致探測效果不佳。

探測范圍廣泛：電氣火災的發(fā)生可能發(fā)生在電纜、配電盤、插座等多個點，而這些位置可能分布較為分散，如何確保覆蓋到所有潛在的火災源是一大挑戰(zhàn)。

無線通信可靠性：在某些場景下，電氣火災探測系統(tǒng)需要依賴無線通信技術(shù)來傳輸數(shù)據(jù)和報警信號。無線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和覆蓋范圍可能會影響整個探測系統(tǒng)的響應(yīng)能力。

后期維護：電氣火災探測系統(tǒng)的維護需要定期檢查設(shè)備和傳感器的狀態(tài)，確保探測靈敏度和準確性，而電氣系統(tǒng)的復雜性增加了維護難度。

這些難點使得電氣火災探測系統(tǒng)的設(shè)計和部署變得更加復雜，通常需要綜合多種傳感器技術(shù)，如溫度傳感器、煙霧傳感器、電流傳感器等，才能有效提高探測準確性和響應(yīng)速度。

3.電氣火災探測器

電氣火災探測器主要通過監(jiān)測配電回路中的剩余電流和導線溫度等參數(shù)來實現(xiàn)火災預警。當配電回路中的剩余電流超過設(shè)定值或?qū)Ь€溫度異常升高時，探測器會發(fā)出報警信號，并可聯(lián)動其他設(shè)備采取相應(yīng)的防護措施。例如，ARCM300型電氣火災監(jiān)控探測器，采用微控制器技術(shù)，能夠測量剩余電流和溫度，并通過RS485接口與上位機進行數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和管理。

ARCM300型電氣火災監(jiān)控探測器是針對0.4kV以下的TT、TN系統(tǒng)設(shè)計的，通過對配電回路的剩余電流、導線溫度等火災危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理，從而預防電氣火災的發(fā)生。產(chǎn)品采用微控制器技術(shù)，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化于一身，是建筑電氣火災預防監(jiān)控、系統(tǒng)絕緣老化預估等的理想選擇。

3.1型號說明

3.2技術(shù)參數(shù)

3.3設(shè)備規(guī)格

3.4主要功能

剩余電流監(jiān)測

在線監(jiān)測配電線路的剩余電流，當超過剩余電流報警設(shè)定值時，且持續(xù)時間超過延時設(shè)定值后，執(zhí)行報警或者斷開斷路器的操作。可以根據(jù)線路正常漏電流的大小設(shè)定報警設(shè)定值I△n，在該值的設(shè)置上應(yīng)遵循不小于被保護電氣線路正常泄漏電流值的兩倍，且不大于1000mA。對裝設(shè)二或多剩余電流保護的場所，上一的剩余電流報警設(shè)定值必須大于下一的剩余電流報警設(shè)定值；并且上一的延時要大于下一的延時。

保護方式：剩余電流保護方式可以設(shè)置為關(guān)閉、打開，聯(lián)動可以設(shè)置為無、DO1。在保護方式打開和聯(lián)動開關(guān)處于DO1狀態(tài)下當檢測到剩余電流值超過報警值時，報警LED燈常亮，達到動作延時后觸發(fā)相應(yīng)動作。若在延時過程中，剩余電流值小于剩余電流報警值時，不會動作。出廠默認剩余電流報警設(shè)定值為300mA，動作延時時間為10.0S，保護方式為關(guān)閉。

溫度保護

通過溫度傳感器監(jiān)測配電箱、線纜或線纜連接處的溫度，超過溫度動作設(shè)定值時，延時一定時間，執(zhí)行報警或者斷開斷路器的操作。溫度傳感器的安裝必須固定穩(wěn)定，防止跌落造成線路短路。

保護方式：溫度保護模式可以設(shè)置為關(guān)閉、打開，聯(lián)動可以設(shè)置為無、DO1。在保護方式打開和聯(lián)動開關(guān)處于DO1狀態(tài)下當檢測到溫度值超過動作設(shè)定值時延時，達到動作延時后觸發(fā)動作。在延時過程中，溫度值下降到溫度設(shè)定值以下時，不會動作。出廠默認溫度報警設(shè)定值是60℃，動作延時時間為1.0S，保護方式為關(guān)閉。

消防聯(lián)動功能

當發(fā)生火災時，消防聯(lián)動系統(tǒng)發(fā)出指令，通過裝置使斷路器脫扣，強制切斷非消防設(shè)備的電源。裝置接收到消防聯(lián)動信號時，將跟根據(jù)相應(yīng)的動作設(shè)置做出相應(yīng)的保護動作。出廠默認保護方式為關(guān)閉。

自檢和試驗功能

裝置具備自檢和試驗功能，在沒有故障或報警時，在“報警記錄”界面下長時按住回車鍵進入自檢狀態(tài)，按試驗組合鍵進入試驗狀態(tài)，查看設(shè)備是否完好。

集中監(jiān)控

集中監(jiān)控計算機通過RS485，接受現(xiàn)場采集信號，發(fā)出報警信號及控制指令，及時斷開故障線路。采用Modbus-RTU協(xié)議通訊，通訊距離為1.2公里，同一鏈路可監(jiān)控32臺裝置。

報警復位（解除報警）

當發(fā)生報警時，可以按動←回車鍵來消除報警聲音和復位繼電器輸出狀態(tài)；如果在進行復位操作后未排除報警故障，裝置將再次進入故障報警或脫扣狀態(tài)。

3.5接線方式

3.6組網(wǎng)方式

4.電氣火災探測器在工業(yè)配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

剩余電流監(jiān)測

在工業(yè)配電系統(tǒng)中，電氣設(shè)備的絕緣老化、接地故障等問題會導致剩余電流的產(chǎn)生。電氣火災探測器通過對剩余電流的實時監(jiān)測，能夠及時發(fā)現(xiàn)這些潛在的電氣火災隱患。例如，在建筑電氣火災預防監(jiān)控中，ARCM300型探測器可以監(jiān)測一路剩余電流和四路溫度，當剩余電流超過設(shè)定的報警值時，探測器會發(fā)出聲光報警，并可聯(lián)動斷路器切斷電源，從而避免電氣火災的發(fā)生。

溫度保護

導線溫度異常升高是電氣火災的常見原因之一。電氣火災探測器通過溫度傳感器監(jiān)測配電箱、線纜或線纜連接處的溫度，當溫度超過設(shè)定的動作值時，探測器會發(fā)出報警信號，并可聯(lián)動斷路器切斷電源，防止電氣火災的發(fā)生。例如，ARCM300型探測器的溫度監(jiān)測范圍為0℃~120℃，能夠滿足大多數(shù)工業(yè)環(huán)境的溫度監(jiān)測需求。

消防聯(lián)動功能

在工業(yè)建筑中，電氣火災探測器還可以與消防系統(tǒng)進行聯(lián)動。當發(fā)生火災時，消防系統(tǒng)發(fā)出指令，電氣火災探測器接收到信號后，會聯(lián)動斷路器切斷非消防設(shè)備的電源，以確保消防設(shè)備的正常運行和人員的安全疏散。

集中監(jiān)控與管理

電氣火災探測器通過RS485接口與上位機進行數(shù)據(jù)通信，可以實現(xiàn)對多個探測器的集中監(jiān)控和管理。上位機可以實時接收探測器的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對電氣火災隱患進行分析和評估，并及時采取相應(yīng)的防護措施。例如，ARCM300型探測器支持Modbus-RTU協(xié)議，可以方便地與工業(yè)自動化系統(tǒng)進行集成，實現(xiàn)電氣火災監(jiān)控的智能化和網(wǎng)絡(luò)化。

5.應(yīng)用優(yōu)勢

5.1主動監(jiān)測與預警

電氣火災探測器能夠主動監(jiān)測配電系統(tǒng)中的電氣參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)電氣火災隱患，并發(fā)出預警信號。與傳統(tǒng)的被動防護措施相比，電氣火災探測器能夠提采取措施，有效預防電氣火災的發(fā)生。

5.2測量與可靠報警

電氣火災探測器采用高精度的傳感器和信號處理技術(shù)，能夠準確測量剩余電流和溫度等參數(shù)，并根據(jù)設(shè)定的報警值可靠地發(fā)出報警信號。例如，ARCM300型探測器的剩余電流測量精度為1，溫度測量精度為±1℃，能夠滿足工業(yè)配電系統(tǒng)的高精度監(jiān)測需求。

5.3智能化與網(wǎng)絡(luò)化

電氣火災探測器具有智能化和網(wǎng)絡(luò)化的功能，可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析和故障診斷等。通過與上位機的通信，電氣火災探測器可以將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳到云端，實現(xiàn)電氣火災監(jiān)控的智能化管理和決策支持。

6.安裝示意圖

結(jié)論

電氣火災探測器在現(xiàn)代工業(yè)配電系統(tǒng)中具有重要的應(yīng)用價值。通過主動監(jiān)測和預警，電氣火災探測器能夠有效預防電氣火災的發(fā)生，提高工業(yè)電氣系統(tǒng)的安全性和可靠性。隨著技術(shù)的不斷更新和市場需求的不斷擴大，電氣火災探測器將在工業(yè)電氣安全域發(fā)揮越來越重要的作用，為工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定運行和人員的安全提供有力保障。

審核編輯 黃宇