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摘要
石油化工行業(ye) 中電氣設備使用不當以及線路短路、過負荷、接觸不良等，均是引發火災事故的主要原因。從(cong) 預防火災發生及消防用電設備電源維護的角度出發，簡要闡述了石油化工企業(ye) 電氣火災監控係統、消防設備電源監控係統的重要性。結合智慧消防的發展需求及工程實踐，探討了消防監控係統一體(ti) 化的配置方案，重點強調火災的預防，從(cong) 而有效避免火災帶來的人員傷(shang) 亡、經濟損失、環境破壞等一係列問題。
關(guan) 鍵詞:電氣火災監控係統；消防設備電源監控係統；消防監控；一體(ti) 化；火災探測器；剩餘(yu) 電流互感器
根據中華人民共和國應急管理部消防救援局發布的2020年全國火災及消防救援接警與(yu) 處警情況，全國共接報火災警情25.2萬(wan) 起，死亡1183人，受傷(shang) 775人，直接財產(chan) 損失達40.09億(yi) 元人民幣。全年因違反電氣安裝使用規定引發的火災共8.5萬(wan) 起，占總數的33.6%；因電氣故障引發的較大火災36起，占較大火災總數的55.4%。統計顯示，因短路、過負荷、接觸不良等線路問題引發的火災占電氣火災總數的68.9%；因設備故障、使用不當等原因引發的火災占電氣火災總數的26.2%；其他原因引發的火災占電氣火災總數的4.9%。綜上可以看出，電氣設備及線路故障引發的火災事故較多，且在總體(ti) 火災接處警情況中的占比較高，而短路、過負荷、接觸不良等線路故障更是造成電氣火災的主要原因。
石油化工企業(ye) 內(nei) 電氣設備種類繁多，且長期處於(yu) 不間斷運行中。除了如違反操作規定、安全管理意識薄弱等主觀因素外，還存在很多客觀因素，如隨著企業(ye) 生產(chan) 年限的增加電氣設備及線路絕緣逐步老化，用電設備使用壽命和季節性因素造成的漏電與(yu) 短路隱患也在逐漸增加，這些漸變的電氣故障多發生在電氣設備及配電線路穿線管的內(nei) 部，在電氣故障導致起火的初期，這些隱蔽的部位不易發現，當火勢蔓延時，給撲救帶來了較大的困難。同時，由於(yu) 石油化工行業(ye) 的特殊性，火災很可能會(hui) 引發爆炸事故以及有毒、有害介質的泄漏，進而造成嚴(yan) 重的人員傷(shang) 亡、經濟損失、環境破壞等難以挽回的影響。因此，石油化工企業(ye) 設置電氣火災監控係統及消防設備電源監控係統，具有特殊的重要性。
電氣專(zhuan) 業(ye) 涉及的火災防範措施不是針對某個(ge) 具體(ti) 部位的預防，而是從(cong) 線路、線纜到用電設備終端的係統化防範，是從(cong) 電源側(ce) 到用電設備終端的係統化防範，是從(cong) 電源側(ce) 到用電負荷側(ce) 的分級化防範，是從(cong) 線路、線纜溫度剩餘(yu) 電流到用電負荷電弧監測功能化的防範。
電氣火災監控係統通常由電氣火災監控器和電氣火災探測器組成，該係統拓撲結構如圖１所示。
電氣火災監控器應具有實時集中監控、故障顯示及報警、故障及報警記錄等功能，並在消防控製室或有人值守的場所安 裝；若電氣火災監控器安裝在無人值守的變電所，則需將報警信號和故障信號上傳(chuan) 至對應的消防控製室。工程實踐中，常用的電氣火災探測器類型有剩餘(yu) 電流式和測溫式，但隨著電氣火災監控設備的不斷發展，組合式電氣火災探測器可以同時實現１kV及以下配電線路剩餘(yu) 電流和線路溫度的監測。組合式電氣火災探測器在簡化電氣火災監控係統硬件數量的同時，通過采集多種參數，從(cong) 而預判線路短路、過載等不同原因造成的漸變類電氣故障，可提前將各種火災隱患扼殺在初始階段。
電氣火災監控係統的設置原則是以預防電氣設備及線路故障引發的火災為(wei) 主，為(wei) 滿足石油化工生產(chan) 裝置通常的連續生產(chan) 要求，不應輕易切斷用電負荷電源。因此大多數情況下，該係統僅(jin) 動作於(yu) 報警，而不動作於(yu) 跳閘。該係統通過電氣火災探測器監測電氣線路的運行情況並采集相關(guan) 數據，當被監測線路出現異常的漏電流、溫升時，電氣火災監控器上顯示故障線路的漏電電流、溫度、地址，並進行聲、光報警，提醒運行維護人員及時排查事故。該係統作為(wei) 全廠火災自動報警係統的一個(ge) 獨立子係統，當該係統報警的同時，也應同時將報警信號送至火災自動報警係統。
IEC60364442《低壓電氣裝置第4-42部分：安全防護熱效應保護》中說明了配電線路中泄漏電流達到300mA就可能引起火災，GB50116-2013《火災自動報警係統設計規範》建議剩餘(yu) 電流式電氣火災探測器動作值為(wei) 300~500mA，GB50054-2011《低壓配電設計規範》規定：為(wei) 減少電氣火災危險而裝設的剩餘(yu) 電流檢測或保護設備其動作電流不應大於(yu) 300mA。基於(yu) 上述規範中相關(guan) 條款，工程實踐中通常將電氣火災監控係統中剩餘(yu) 電流監測的報警閾值設定為(wei) 300mA。
考慮到電壓等級1kV以下不同絕緣介質、不同導體(ti) 材料的電纜長期允許工作溫度不同，例如0.6/1kV銅芯交聯聚乙烯絕緣電纜長期允許的工作溫度為(wei) 90℃，而0.6/1kV銅芯聚氯乙烯絕緣電纜中導體(ti) 長期允許的工作溫度為(wei) 70℃，因此測溫式電氣火災探測器的報警閾值宜根據線路電纜的型號、規格等參數確定。為(wei) 預防電氣火災發生和減少誤報警頻率，通常將電氣火災監控係統中溫度監測的報警閾值按電纜長期允許工作溫度的80%~90%設置。電壓等級1kV以上的供電線路，根據相關(guan) 規範要求，建議采用光纖測溫式電氣火災探測器並直接設置在保護對象的表麵。
GB50116-2013中9.1.1條規定：電氣火災監控係統可用於(yu) 具有電氣火災危險的場所；GB50016-2014《建築設計防火規範（2018版）》中10.2.7條僅(jin) 要求在有條件時設置電氣火災監控係統。由於(yu) 規範的解讀不同，使得部分石油化工生產(chan) 企業(ye) 在設計、建設的初期，未考慮電氣火災監控係統的設置。隨著全社會(hui) 對安全生產(chan) 的重視，國務院安全生產(chan) 委員會(hui) 於(yu) 2017年4月26日印發了《關(guan) 於(yu) 開展電氣火災綜合治理工作的通知》，並在全國範圍內(nei) 組織開展了為(wei) 期3a的電氣火災綜合整治工作，從(cong) 一定程度上引起了石油化工生產(chan) 企業(ye) 對預防電氣火災的重視。
對於(yu) 未設置電氣火災監控係統的在役石油化工生產(chan) 裝置，新增該係統存在一定的困難，例如抽屜式低壓開關(guan) 櫃內(nei) 可能缺少足夠空間用於(yu) 安裝一體(ti) 式或分體(ti) 式電氣火災監控探測器的剩餘(yu) 電流互感器。為(wei) 解決(jue) 該實際問題，筆者結合取得過電氣專(zhuan) 業(ye) 的設計內(nei) 容進行了拓展，希望有助於(yu) 已建石油化工生產(chan) 裝置電氣火災監控係統的設置。
在石油化工生產(chan) 企業(ye) 中，通常采用微機綜合保護裝置實現饋線、電動機回路的綜合保護，而該裝置自帶零序互感器以實現漏電保護功能，這與(yu) 電氣火災監控係統中剩餘(yu) 電流式電氣火災探測器的原理一致，再配置相應的通信管理機進行尋址、數據采集與(yu) 上傳(chuan) ，就可以依托取得過的微機綜合保護裝置實現電氣火災監控係統對線路剩餘(yu) 電流的監測。在此基礎上，配合測溫式電氣火災監控探測器重點監測電氣設備的電纜接頭、端子及重點發熱部件的溫度，不但可以依托取得過設備組建電氣火災監控係統，同時盡可能地減少了取得過設備的改造。
消防工程是一個(ge) 係統性工程，常見的消防用電設備主要包括：消防排煙風機、消防補風（送風）風機、消防水泵、消防泡沫裝置、消防噴淋或雨淋閥係統的就地控製箱、電動防火卷簾門、消防電梯、消防應急照明及疏散指示係統中的Ａ型應急照明集中電源、火災自動報警係統等。這些消防用電設備在控製火災蔓延、保證人員疏散、營救等方麵均有重要作用，可從(cong) 一定程度上減少因火災造成的人員傷(shang) 亡與(yu) 經濟損失。在正常情況下，這些設備大多數處於(yu) 熱備狀態，隻有在火情出現時才需要投入工作，如果消防用電設備的電源出現問題，將導致這些消防用電設備形同虛設。因此，保障消防用電設備供電電源的可靠性尤為(wei) 重要。
根據以往的工程實踐與(yu) 案例，消防設備電源監控係統作為(wei) 一種係統架構相對簡單的預警監控係統，在石油化工設計中被廣泛應用，其消防電源狀態監控器與(yu) 電壓/電流傳(chuan) 感器的兩(liang) 層結構組網模式，可以有效地實現消防設備的實時監測，並反饋消防用電設備電源的工作狀態，對提高石油化工企業(ye) 消防安全管理水平具有“保駕護航"的作用。
消防設備電源監控係統主要用於(yu) 日常消防用電設備電源的維護與(yu) 監控，以保證火情發生時相應的消防用電設備可以正常投入工作，為(wei) 消防救援提供有力的保障。該係統通常由消防電源監控主機、分機以及電流/電壓監控模塊傳(chuan) 感器等組成，係統拓撲結構如圖2所示。
對於(yu) 大型石油化工企業(ye) ，各裝置區消防用電設備末端安裝的電流/電壓監控模塊傳(chuan) 感器將采集的消防設備電源參數，通過總線與(yu) 安裝於(yu) 各個(ge) 裝置區消防控製室或有人值守區域內(nei) 的消防設備電源監控分機構成消防設備電源監控子係統，各裝置區內(nei) 的消防設備電源監控分機再與(yu) 全廠性中心控製室內(nei) 的消防設備電源監控主機通信，從(cong) 而實現全廠消防設備電源的監控係統的建立。
該係統根據消防設備電源的電壓、電流、開關(guan) 狀態等電氣參數的變化情況發出相應的指令。當消防用電設備電源出現斷路、過電壓、欠電壓、缺相、過載等故障時，發出聲、光告警信號，提醒運行管理及維護人員及時檢查、處理，並通過相應的尋址功能鎖定具體(ti) 的報警回路。
石油化工企業(ye) 的配電方案通常采用變電所放射式直供電的方式。如果消防設備電源監控係統的監測點設置在靠近變電所配電設備的出線端，當消防配電線路出現故障時，該係統將不能如實反饋消防用電設備受電端的實際電源情況。因此，該係統的電流/電壓監控模塊傳(chuan) 感器的安裝位置，原則上宜盡可能地靠近消防用電設備的末端，如消防雙電源切換裝置的進線處，以盡可能地保證消防電源監控的有效性。
（1）2017年10月10日，公安部消防局發布了《關(guan) 於(yu) 全麵推進“智慧消防"建設的指導意見》（公消［2017］297號），要求綜合運用物聯網、雲(yun) 計算、大數據、移動互聯網等新興(xing) 信息技術，加快推進“智慧消防"建設，全麵促進信息化與(yu) 消防業(ye) 務工作的深度融合、全覆蓋的社會(hui) 火災防控體(ti) 係，實現“傳(chuan) 統消防"向“現代消防"的轉變。該指導意見的主要對象雖然是社會(hui) 火災防控體(ti) 係，但作為(wei) 社會(hui) 生產(chan) 環節的一個(ge) 組成部分，隨著消防產(chan) 業(ye) 技術的發展與(yu) 消防安全意識的增強，石油化工企業(ye) 也存在向現代消防轉變的需求。
出於(yu) 先期預報警與(yu) 對消防設施動態監管的目的，除傳(chuan) 統的火災自動報警係統、可燃氣體(ti) 檢測報警係統外，各種用於(yu) 消防的監控係統不斷湧現，如電氣火災監控係統、消防設備電源監控係統、消防應急照明及疏散指示係統、消防水泵巡檢係統、防火門監控係統等。這些係統反映出各個(ge) 專(zhuan) 業(ye) 對火災危害的重視，但是這些消防監控係統如果單獨建立，不但硬件種類繁雜，還會(hui) 增加監控與(yu) 維護的困難。因此，實現消防監控係統一體(ti) 化有著顯著的優(you) 勢，通過依托火災自動報警係統及相應的火災報警係統控製器，並對各種消防監控係統的傳(chuan) 輸協議、通信協議進行統一或兼容，實現各個(ge) 消防監控係統之間的組網與(yu) 通信，最終構成消防監控係統的一體(ti) 化解決(jue) 方案。實現消防監控係統一體(ti) 化，不但使諸如電氣火災監控係統、消防設備電源監控係統作為(wei) 各自相對獨立的子係統保持其本身具備的監控功能，還可以通過石化企業(ye) 內(nei) 部通信網絡實現各消防監控係統的數據互通，避免各消防監控係統“各自設立"帶來的管理難題與(yu) 重複投資。消防監控係統一體(ti) 化結構如圖3所示。
各個(ge) 消防監控係統在實現一體(ti) 化的同時，通過智慧消防物聯網技術實現多種類係統與(yu) 設備通過多協議與(yu) 雲(yun) 平台的組網，不但可以實現對每一個(ge) 係統、終端、消防設備運行狀態和故障報警的實時監管與(yu) 定位，還可以通過分級授權管理的方式向企業(ye) 內(nei) 各級用戶提供更加直觀的網頁界麵和 APP應用，讓企業(ye) 內(nei) 各級用戶根據不同的權限隨時隨地進行監管。
基於(yu) 消防監控係統一體(ti) 化與(yu) 智慧消防網絡的優(you) 點，石油化工企業(ye) 值班人員可全天候遠程實現火災報警聯動、消防設施狀態監測、消防巡檢等日常工作，有效地提高了消防管理水平與(yu) 工作效率。同時，安全生產(chan) 責任人、消防安全責任人可以通過網頁界麵以及APP應用，隨時調看企業(ye) 內(nei) 部相關(guan) 消防係統、設備的運行狀態，並且在消防係統事故、故障報警時，第一時間獲取相關(guan) 信息。通過智慧消防物聯網，當地消防主管部門也可實時掌控轄區石油化工企業(ye) 的消防設施運行狀態，不但可以實現指導日常消防監督與(yu) 檢查，而且通過對相似企業(ye) 消防數據的分析，量化轄區石油化工企業(ye) 火災危險程度，指導消防主管部門對火災風險研判，為(wei) 消防服務和決(jue) 策提供信息支撐。
Acre1-6000電氣火災監控係統，是根據國家現行規範標準由星空体育彩票手机版下载官网最新研發的全數字化獨立運行的係統，已通過國家消防電子產(chan) 品質量監督檢驗中心的消防電子產(chan) 品試驗認證，並且均通過嚴(yan) 格的EMC電磁兼容試驗，保證了該係列產(chan) 品在低壓配電係統中的安全正常運行，現均已批量生產(chan) 並在全國得到廣泛地應用。該係統通過對剩餘(yu) 電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與(yu) 監視，實現對電氣火災的早期預防和報警，當必要時還能聯動切除被檢測到剩餘(yu) 電流、溫度和故障電弧等超標的配電回路;並根據用戶的需求，還可以滿足與(yu) AcreIEMS企業(ye) 微電網管理雲(yun) 平台或火災自動報警係統等進行數據交換和共享。
適用於(yu) 智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(ye) 、國家重點消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領域。
監控設備能接收多台探測器的剩餘(yu) 電流、溫度信息，報警時發出聲、光報警信號，同時設備上紅色“報警"指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按設備的“複位"按鈕或觸摸屏的“複位"按鍵遠程對探測器實現複位。對於(yu) 聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動消除。
當被監測回路報警時，控製輸出繼電器閉合，用於(yu) 控製被保護電路或其他設備，當報警消除後，控製輸出繼電器釋放。
通訊故障報警：當監控設備與(yu) 所接的任一台探測器之間發生通訊故障或探測器本身發生故障時，監控畫麵中相應的探測器顯示故障提示，同時設備上的黃色“故障"指示燈亮，並發出故障報警聲音。電源故障報警：當主電源或備用電源發生故障時，監控設備也發出聲光報警信號並顯示故障信息，可進入相應的界麵查看詳細信息並可解除報警聲響。
當發生剩餘(yu) 電流、超溫報警或通訊、電源故障時，將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲(chu) 在數據庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。曆史數據提供多種便捷、快速的查詢方法。
隨著石油化工企業(ye) 消防安全意識的不斷加強，為(wei) 了盡可能地減少火災帶來的人員傷(shang) 亡、經濟損失、環境破壞等問題，當前的消防理念已經逐步從(cong) 傳(chuan) 統的事後滅火方式轉向依托科技手段與(yu) 新興(xing) 技術，實現消防預警與(yu) 監控的方式。電氣火災監控係統與(yu) 消防設備電源監控係統在石油化工企業(ye) 電氣火災防控、消防電源監控方麵有著重要的作用與(yu) 意義(yi) 。依托火災自動報警係統將電氣火災監控、消防電源監控等子係統進行一體(ti) 化設計，再結合智慧消防物聯網的發展，為(wei) 石油化工企業(ye) 消防巡檢及消防隱患預警提供更加科學、有效的管理手段，並在火災預防、火災救援、人員疏散等方麵起到積極作用。
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