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(fù)雜性和用電量不斷增加，電氣火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)也隨之上升。電氣火災(zāi)探測(cè)器作為一種有效的預(yù)防電氣火災(zāi)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(xì)介紹電氣火災(zāi)探測(cè)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(shì)和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

1.引言

電氣火災(zāi)是工業(yè)生產(chǎn)中常見(jiàn)的安全事故之一，其危害性大，不僅會(huì)導(dǎo)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(jì)損失。傳統(tǒng)的電氣火災(zāi)防護(hù)措施主要依賴于斷路器和保險(xiǎn)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(wú)法有效預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。電氣火災(zāi)探測(cè)器的出現(xiàn)，為工業(yè)配電系統(tǒng)提供了一種主動(dòng)監(jiān)測(cè)和預(yù)警的手段，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)隱患，采取相應(yīng)的防護(hù)措施，從而有效降低電氣火災(zāi)的發(fā)生概率。

2.電氣火災(zāi)預(yù)防難點(diǎn)有哪些？

電氣火災(zāi)探測(cè)存在以下幾個(gè)難點(diǎn)：

火災(zāi)早期難以識(shí)別：電氣火災(zāi)初期火焰較小，溫度上升緩慢，很難通過(guò)傳統(tǒng)的火災(zāi)探測(cè)器（如煙霧探測(cè)器）識(shí)別出來(lái)。

誤報(bào)率高：電氣火災(zāi)可能會(huì)因?yàn)殡娖髟O(shè)備工作過(guò)程中出現(xiàn)的高溫或電弧現(xiàn)象被誤判為火災(zāi)，這會(huì)增加誤報(bào)的風(fēng)險(xiǎn)，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(zāi)模式，如何根據(jù)設(shè)備特性進(jìn)行有效的探測(cè)和區(qū)分，確保火災(zāi)早期被發(fā)現(xiàn)，是一個(gè)挑戰(zhàn)。

環(huán)境干擾：在一些復(fù)雜的工作環(huán)境中，如高溫、潮濕、振動(dòng)較大等，可能會(huì)對(duì)探測(cè)器的靈敏度和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，導(dǎo)致探測(cè)效果不佳。

探測(cè)范圍廣泛：電氣火災(zāi)的發(fā)生可能發(fā)生在電纜、配電盤(pán)、插座等多個(gè)點(diǎn)，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(zāi)源是一大挑戰(zhàn)。

無(wú)線通信可靠性：在某些場(chǎng)景下，電氣火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)需要依賴無(wú)線通信技術(shù)來(lái)傳輸數(shù)據(jù)和報(bào)警信號(hào)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和覆蓋范圍可能會(huì)影響整個(gè)探測(cè)系統(tǒng)的響應(yīng)能力。

后期維護(hù)：電氣火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)的維護(hù)需要定期檢查設(shè)備和傳感器的狀態(tài)，確保探測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確性，而電氣系統(tǒng)的復(fù)雜性增加了維護(hù)難度。

這些難點(diǎn)使得電氣火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和部署變得更加復(fù)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(cè)準(zhǔn)確性和響應(yīng)速度。

3.電氣火災(zāi)探測(cè)器

電氣火災(zāi)探測(cè)器主要通過(guò)監(jiān)測(cè)配電回路中的剩余電流和導(dǎo)線溫度等參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)火災(zāi)預(yù)警。當(dāng)配電回路中的剩余電流超過(guò)設(shè)定值或?qū)Ь€溫度異常升高時(shí)，探測(cè)器會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并可聯(lián)動(dòng)其他設(shè)備采取相應(yīng)的防護(hù)措施。例如，ARCM300型電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，采用微控制器技術(shù)，能夠測(cè)量剩余電流和溫度，并通過(guò)RS485接口與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。

ARCM300型電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器是針對(duì)0.4kV以下的TT、TN系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，通過(guò)對(duì)配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度等火災(zāi)危險(xiǎn)參數(shù)實(shí)施監(jiān)控和管理，從而預(yù)防電氣火災(zāi)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(zāi)預(yù)防監(jiān)控、系統(tǒng)絕緣老化預(yù)估等的理想選擇。

3.1型號(hào)說(shuō)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(cè)

在線監(jiān)測(cè)配電線路的剩余電流，當(dāng)超過(guò)剩余電流報(bào)警設(shè)定值時(shí)，且持續(xù)時(shí)間超過(guò)延時(shí)設(shè)定值后，執(zhí)行報(bào)警或者斷開(kāi)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(bào)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(hù)電氣線路正常泄漏電流值的兩倍，且不大于1000mA。對(duì)裝設(shè)二或多剩余電流保護(hù)的場(chǎng)所，上一的剩余電流報(bào)警設(shè)定值必須大于下一的剩余電流報(bào)警設(shè)定值；并且上一的延時(shí)要大于下一的延時(shí)。

保護(hù)方式：剩余電流保護(hù)方式可以設(shè)置為關(guān)閉、打開(kāi)，聯(lián)動(dòng)可以設(shè)置為無(wú)、DO1。在保護(hù)方式打開(kāi)和聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)處于DO1狀態(tài)下當(dāng)檢測(cè)到剩余電流值超過(guò)報(bào)警值時(shí)，報(bào)警LED燈常亮，達(dá)到動(dòng)作延時(shí)后觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作。若在延時(shí)過(guò)程中，剩余電流值小于剩余電流報(bào)警值時(shí)，不會(huì)動(dòng)作。出廠默認(rèn)剩余電流報(bào)警設(shè)定值為300mA，動(dòng)作延時(shí)時(shí)間為10.0S，保護(hù)方式為關(guān)閉。

溫度保護(hù)

通過(guò)溫度傳感器監(jiān)測(cè)配電箱、線纜或線纜連接處的溫度，超過(guò)溫度動(dòng)作設(shè)定值時(shí)，延時(shí)一定時(shí)間，執(zhí)行報(bào)警或者斷開(kāi)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(hù)方式：溫度保護(hù)模式可以設(shè)置為關(guān)閉、打開(kāi)，聯(lián)動(dòng)可以設(shè)置為無(wú)、DO1。在保護(hù)方式打開(kāi)和聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)處于DO1狀態(tài)下當(dāng)檢測(cè)到溫度值超過(guò)動(dòng)作設(shè)定值時(shí)延時(shí)，達(dá)到動(dòng)作延時(shí)后觸發(fā)動(dòng)作。在延時(shí)過(guò)程中，溫度值下降到溫度設(shè)定值以下時(shí)，不會(huì)動(dòng)作。出廠默認(rèn)溫度報(bào)警設(shè)定值是60℃，動(dòng)作延時(shí)時(shí)間為1.0S，保護(hù)方式為關(guān)閉。

消防聯(lián)動(dòng)功能

當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出指令，通過(guò)裝置使斷路器脫扣，強(qiáng)制切斷非消防設(shè)備的電源。裝置接收到消防聯(lián)動(dòng)信號(hào)時(shí)，將跟根據(jù)相應(yīng)的動(dòng)作設(shè)置做出相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。出廠默認(rèn)保護(hù)方式為關(guān)閉。

自檢和試驗(yàn)功能

裝置具備自檢和試驗(yàn)功能，在沒(méi)有故障或報(bào)警時(shí)，在“報(bào)警記錄”界面下長(zhǎng)時(shí)按住回車鍵進(jìn)入自檢狀態(tài)，按試驗(yàn)組合鍵進(jìn)入試驗(yàn)狀態(tài)，查看設(shè)備是否完好。

集中監(jiān)控

集中監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)RS485，接受現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)及控制指令，及時(shí)斷開(kāi)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(tái)裝置。

報(bào)警復(fù)位（解除報(bào)警）

當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，可以按動(dòng)←回車鍵來(lái)消除報(bào)警聲音和復(fù)位繼電器輸出狀態(tài)；如果在進(jìn)行復(fù)位操作后未排除報(bào)警故障，裝置將再次進(jìn)入故障報(bào)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(zāi)探測(cè)器在工業(yè)配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

剩余電流監(jiān)測(cè)

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(wèn)題會(huì)導(dǎo)致剩余電流的產(chǎn)生。電氣火災(zāi)探測(cè)器通過(guò)對(duì)剩余電流的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些潛在的電氣火災(zāi)隱患。例如，在建筑電氣火災(zāi)預(yù)防監(jiān)控中，ARCM300型探測(cè)器可以監(jiān)測(cè)一路剩余電流和四路溫度，當(dāng)剩余電流超過(guò)設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，探測(cè)器會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，并可聯(lián)動(dòng)斷路器切斷電源，從而避免電氣火災(zāi)的發(fā)生。

溫度保護(hù)

導(dǎo)線溫度異常升高是電氣火災(zāi)的常見(jiàn)原因之一。電氣火災(zāi)探測(cè)器通過(guò)溫度傳感器監(jiān)測(cè)配電箱、線纜或線纜連接處的溫度，當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定的動(dòng)作值時(shí)，探測(cè)器會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并可聯(lián)動(dòng)斷路器切斷電源，防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。例如，ARCM300型探測(cè)器的溫度監(jiān)測(cè)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(cè)需求。

消防聯(lián)動(dòng)功能

在工業(yè)建筑中，電氣火災(zāi)探測(cè)器還可以與消防系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防系統(tǒng)發(fā)出指令，電氣火災(zāi)探測(cè)器接收到信號(hào)后，會(huì)聯(lián)動(dòng)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(yùn)行和人員的安全疏散。

集中監(jiān)控與管理

電氣火災(zāi)探測(cè)器通過(guò)RS485接口與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)探測(cè)器的集中監(jiān)控和管理。上位機(jī)可以實(shí)時(shí)接收探測(cè)器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)電氣火災(zāi)隱患進(jìn)行分析和評(píng)估，并及時(shí)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。例如，ARCM300型探測(cè)器支持Modbus-RTU協(xié)議，可以方便地與工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)電氣火災(zāi)監(jiān)控的智能化和網(wǎng)絡(luò)化。

5.應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

5.1主動(dòng)監(jiān)測(cè)與預(yù)警

電氣火災(zāi)探測(cè)器能夠主動(dòng)監(jiān)測(cè)配電系統(tǒng)中的電氣參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)隱患，并發(fā)出預(yù)警信號(hào)。與傳統(tǒng)的被動(dòng)防護(hù)措施相比，電氣火災(zāi)探測(cè)器能夠提采取措施，有效預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。

5.2測(cè)量與可靠報(bào)警

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

5.3智能化與網(wǎng)絡(luò)化

電氣火災(zāi)探測(cè)器具有智能化和網(wǎng)絡(luò)化的功能，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析和故障診斷等。通過(guò)與上位機(jī)的通信，電氣火災(zāi)探測(cè)器可以將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳到云端，實(shí)現(xiàn)電氣火災(zāi)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(zāi)探測(cè)器在現(xiàn)代工業(yè)配電系統(tǒng)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)主動(dòng)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，電氣火災(zāi)探測(cè)器能夠有效預(yù)防電氣火災(zāi)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(chǎng)需求的不斷擴(kuò)大，電氣火災(zāi)探測(cè)器將在工業(yè)電氣安全域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，為工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行和人員的安全提供有力保障。

審核編輯 黃宇