摘要：電氣故障是引起火災的重要原因。由于傳統的火災報警器都是獨立存在的，不僅沒(méi)有組網(wǎng)，數據也不同步，造成發(fā)生火災后響應不夠及時(shí)。為了對火情及消防設施進(jìn)行智能化監控與管理，應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將感知設備、監控平臺、監管系統連接在一起，可以實(shí)現數據共享，通過(guò)搭建智能、安全的消防體系，做到響應迅速、減少客戶(hù)火災損失，其中消防系統數據也為后期維保提供了數據支撐。

關(guān)鍵詞:火災監控;物聯(lián)網(wǎng);智慧消防

0引言

人口較多的商場(chǎng)和住宅區容易發(fā)生火災,而且人員密集環(huán)境復雜，更容易造成人員受傷或死亡。根據數據顯示，常見(jiàn)的發(fā)生電氣火災方式有兩種:一種是過(guò)熱型火災，由于電氣設備的某個(gè)部位過(guò)熱,并未進(jìn)行及時(shí)的修理,從而導致線(xiàn)路絕緣層老化，甚至直接點(diǎn)燃可燃物?？赡芤疬^(guò)熱型火災情況有工作電壓不符合用電器的額定電壓;用電器的線(xiàn)路發(fā)生短路;用電器的導體連接部位解除不好，使解除電阻變大;用電器頻繁的啟動(dòng)關(guān)閉等。另一種是放電型火災，由于產(chǎn)生火花和電弧，點(diǎn)燃了附近的物體而發(fā)生火災可能引起放電型火災情況有用電器的線(xiàn)路短路、單向短路或者斷路;通過(guò)用電器電壓過(guò)大等。在日常生活中,過(guò)熱型電氣火災比放電型火災發(fā)生的多。面對這種情況，我國在住宅區和大型商場(chǎng)等安裝火災探測報警系統,但是大部分火災報警器都是獨立使用的,效果不是很理想,這就需要進(jìn)行技術(shù)創(chuàng )新，增加現代化的消防設備以及聯(lián)網(wǎng)管理監控系統。

1國內電氣火災監控系統發(fā)展分析

筆者認為，我國的電氣火災監控系統可以分為三個(gè)階段。

*一階段為多線(xiàn)制階段，該階段的電氣火災監控產(chǎn)品_般只能利用開(kāi)關(guān)量來(lái)控制,而且監控設備和探測器的信號都是獨立的,二者之間的信號傳遞需要用傳感器來(lái)完成，這就需要更多的線(xiàn)路來(lái)連接,不僅增加成本,并且復雜的線(xiàn)路對于后期維護而言較為困難，我國早期的電氣火災監控系統大多采用這種形式叫

*二階段為總線(xiàn)式階段，隨著(zhù)通信技術(shù)的進(jìn)步，硬件成本也在逐漸降低。監控設備中常用到總線(xiàn)技術(shù)，常見(jiàn)的有控制器局域網(wǎng)絡(luò )(ControllerAreaNetwork,CAN)總線(xiàn)、二總線(xiàn)和RS-485總線(xiàn)?？偩€(xiàn)式電氣火災監控設備利用的是數字信號,而不是開(kāi)關(guān)量,此方法能夠降低成本,并且更有效、便捷地傳遞探測器的數據?，F如今,我國采用的電氣火災監控設備基本上都是總線(xiàn)式監控系統。盡管這種設備的擴展性相對較差,但是卻具有較高的穩定性。

*三階段為網(wǎng)絡(luò )化階段,隨著(zhù)5G技術(shù)的成熟與應用，越來(lái)越多的電氣火災監控設備從總線(xiàn)式階段進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )化階段。該階段中*重要的就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)(internetofThings)就是把各種信息傳感器按照規定好的協(xié)議用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接起來(lái)，可以進(jìn)行數據傳輸,信息交換和信息處理。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，電氣設備的線(xiàn)路可以被工作人員遠程的監控，也可以和消防部門(mén)的報警系統直接關(guān)聯(lián)。一旦發(fā)生電氣火災報警,消防部門(mén)可以在*一時(shí)間知曉并及時(shí)趕來(lái)現場(chǎng),從而有效控制住火災或者把損傷降到*低。這樣利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設計的火災報警控制系統不僅有效地解決了問(wèn)題，更有效地規避了電氣火災。檢修工作人員還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )化電氣火災監控設準確、快速地找到故障位置，從而從源頭上減少電氣火災的發(fā)生。

在我國電氣火災監控設備逐步從總線(xiàn)式階段步入網(wǎng)絡(luò )化階段,許多電氣火災監控產(chǎn)品的企業(yè)不僅結合了國外成熟產(chǎn)品的科學(xué)技術(shù)，還根據我國建筑物的特點(diǎn)進(jìn)行了專(zhuān)屬定制,進(jìn)一步促進(jìn)了我國電氣火災監控設備的快速發(fā)展?；诖?，筆者設計了一套基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電氣火災監控系統。

2基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電氣火災監控系統設計

2.1監控結構分析

一方面，以往的電氣火災監控設備只能監控單個(gè)建筑物,因此監控整個(gè)商場(chǎng)或者住宅就需要設置很多監控設備。監控點(diǎn)越多,線(xiàn)路就越多,數據也就越難讀取,這就對設備的質(zhì)量提出了有更高的要求。尤其是大型建筑物中的管道、線(xiàn)路比較密集，一旦發(fā)生火災將難以控制，因此應該針對不同地點(diǎn)運用獨立的系統進(jìn)行監控。為此，筆者針對大型商場(chǎng)或者樓層結構復雜的住宅區設計了電氣火災監控設備，旨在實(shí)現更廣范圍的控制,以及更有效地掌控。另一方面,由于傳統的火災監控設備不能很好地監控大型商場(chǎng)，自然達不到消防要求;檢修也較為困難,而且一旦線(xiàn)路老化，進(jìn)一步增加了更新和升級監控設備的難度。通過(guò)以上情況分析可知，傳統的監控設備僅能解決單個(gè)建筑物的需求,若想將其應用到大型建筑中則需要增加上位機，并對各個(gè)建筑物的數據進(jìn)行采集和匯總，這就需要對硬件進(jìn)行改進(jìn)和更新，同時(shí)還需要對上位機進(jìn)行合理地改造和設計,以提升工作效率，從而*大程度地采集和匯總數據。只有更快地找到問(wèn)題所在，才能更有效地預防火災肌對于大型商場(chǎng)等大型建筑物而言，所需的24小時(shí)不間斷監控可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )化系統來(lái)實(shí)現。這樣就能更清楚地掌握用電器的情況，從而有效地預防火災?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧消防系統原理如圖1所示。

通過(guò)建設圖1中的智慧型消防平臺，不僅能夠對消防系統、消防裝備、消防設施和消防人員等相關(guān)信息進(jìn)行智能數據采集,還能夠實(shí)現數據的分析、處理與智能決策。作為一體化服務(wù)云平臺，在為業(yè)主提供7*24小時(shí)值守服務(wù)的同時(shí),還能實(shí)時(shí)監控消防設施的運行情況，并為客戶(hù)提供火災預警和設備故障提示，再結合AI技術(shù)實(shí)現火警智能研判，以便*一時(shí)間發(fā)現火警和火情。通過(guò)運營(yíng)中心管理系統7*24小時(shí)不間斷監控,實(shí)現對管理服務(wù)進(jìn)程與質(zhì)量的管控;通過(guò)消防管家實(shí)現了火災風(fēng)險要素可視化、預警實(shí)時(shí)化和智能化的安全管理;通過(guò)維保助手高效地維護消防管理，實(shí)現了多維管控。

2.2電氣火災監測控系統性能要求

電氣火災監控設備應達到以下要求:當設備未達到安全要求時(shí)，系統可以自行檢查,并做到隨時(shí)對設備監控點(diǎn)進(jìn)行排查;當監控設備發(fā)現異常時(shí),應及時(shí)報警并且提供準確的異常位置和問(wèn)題原因;當監控點(diǎn)電流和溫度的變化達到預警值時(shí)，及時(shí)向主機報警;監控設備應該符合國家相關(guān)規定,不能對原設備進(jìn)行大幅度改動(dòng)，電路中的母線(xiàn)不能接入配電箱。

2.3電氣火災監控系統設計

電氣火災監控系統由監控主機和探測器兩部分組成。監控主機做到24小時(shí)實(shí)時(shí)監控，一旦發(fā)生報警信息時(shí),相關(guān)工作人員應及時(shí)進(jìn)行檢査與處理，并通知檢修人員到達現場(chǎng)進(jìn)行故障檢測及處理。探測器由電氣火災監控模塊、配電線(xiàn)路漏電監控和溫度監測報警模塊三個(gè)模塊組成。

2.3.1配電線(xiàn)路漏電監控設計

線(xiàn)路漏電是非常嚴重的問(wèn)題，因此應嚴格監控，尤其需要注意以下幾方面:監控系統的報警值應為報警系統的80%~100%,報警值范圍應為20-10000mA;不確定的預警范圍應控制在電源值的3~4倍,并且不能超過(guò)100-300mA。對于配電線(xiàn)路而言，應設為二級保護。**級一般是線(xiàn)路的末端，其作用是預防發(fā)生觸電危險,作為一種防觸電裝置，末端應選擇未延時(shí)RCD,首端應選擇電磁式RCD,電流值應該小于30mA。由于的通過(guò)故障電流來(lái)工作，因此與電路上的電壓無(wú)關(guān)，這樣就可以有效提高準確性。*二級保護主要是預警,從產(chǎn)生故障到發(fā)生火災會(huì )有一段較長(cháng)的延時(shí)，可以利用*二級保護進(jìn)行有效排査。使用時(shí)，應確保二級保護始終生效，因為一旦保護脫扣,可能會(huì )造成不必要的恐慌。監控器包括動(dòng)力回路監控器和照明回路監控器兩部分,應分別設置成不同閾值和電流報警值。動(dòng)力回路監控器的電流報警值范圍通常為50-100mA,閾值范圍應為200-300mA。

2.3.2電氣火災監控設備要求

電氣設備的用電線(xiàn)路裝配有電流傳感器、電流探測器和配電箱。電流在預設值范圍內進(jìn)行調節,當需要設置漏電脫扣時(shí)，可以使用正常的漏電脫扣斷路器，而不需要使用剩余電流斷路器;如果不需要漏電報警,可以使用報警式剩余電流探測器，以減少浪費;也可以在回路中設置短路隔離器,以有效避免監控中心和監控設備之間的線(xiàn)路短路。

3基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電氣火災監控系統安裝

通常情況下,探測器和檢測器將一并安裝在配電門(mén)上，由于探測器需要穿過(guò)配電回路，并且需要固定在框架里,因此*好是交給專(zhuān)業(yè)的配電柜廠(chǎng)家進(jìn)行安裝,以確保安裝正確。在找到安裝廠(chǎng)家后，首先需要與配電柜廠(chǎng)家進(jìn)行仔細審核,通過(guò)核査各個(gè)線(xiàn)路是否存在問(wèn)題,來(lái)確保線(xiàn)路連接的正確性;再提交探測器和監控器的外形和設備型號;然后進(jìn)行現場(chǎng)安裝。與其他安裝相比,由于電氣火災監控設備線(xiàn)路中的線(xiàn)數較少，因此安裝較為簡(jiǎn)單，但仍注意以下幾個(gè)方面：鋪設超五類(lèi)非屏蔽雙絞線(xiàn)(UTP)時(shí)，應在配電箱內預留一塊;在壓接好RJ45水晶頭后,應使用測線(xiàn)儀對線(xiàn)路進(jìn)行測試,確認無(wú)問(wèn)題后才能進(jìn)行安裝;總線(xiàn)的管線(xiàn)不能與其他的強或弱管線(xiàn)混在一起;未不影響配電柜里的器件和線(xiàn)路，柜里的線(xiàn)路應清晰整潔、布局美觀(guān)。在安裝完之后,應逐條檢查線(xiàn)路，確認無(wú)問(wèn)題后再對火災檢測設備進(jìn)行開(kāi)機測試，進(jìn)而確保整個(gè)裝置無(wú)問(wèn)題。

4安科瑞電氣火災監控系統

4.1概述

Acre1-6000電氣火災監控系統，是根據國家現行規范標準由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數字化獨立運行的系統，已通過(guò)國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗中心的消防電子產(chǎn)品試驗認證，并且均通過(guò)嚴格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統中的安全正常運行，現均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應用。該系統通過(guò)對剩余電流、過(guò)電流、過(guò)電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監視，實(shí)現對電氣火災的早期預防和報警，當必要時(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的配電回路;并根據用戶(hù)的需求，還可以滿(mǎn)足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災自動(dòng)報警系統等進(jìn)行數據交換和共享。

4.2應用場(chǎng)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*點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領(lǐng)域。

4.3系統結構

4.4系統功能

1）監控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時(shí)發(fā)出聲、光報警信號，同時(shí)設備上紅色“報警"指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類(lèi)型，記錄報警時(shí)間，聲光報警一直保持，直至按設備的“復位"按鈕或觸摸屏的“復位"按鍵遠程對探測器實(shí)現復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動(dòng)消除。

2）當被監測回路報警時(shí)，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設備，當報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

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

4）當發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時(shí)，將報警部位、故障信息、報警時(shí)間等信息存儲在數據庫中，當報警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢(xún)方法。

4.5配置方案

5結束語(yǔ)

隨著(zhù)我國的經(jīng)濟迅速發(fā)展，作為城市標志的大型商場(chǎng)、高層建筑、大規模社區等的用電的需求越來(lái)越多,而隨著(zhù)用電量的增加,發(fā)生的火災也越來(lái)越多。為了避免嚴重影響人們的正常生產(chǎn)生活,電氣火災監控系統顯得尤為必要。不僅可以高效預防電氣火災,從源頭上減少電氣火災的發(fā)生，對于控制電氣火災也有著(zhù)重要意義。筆者設計的這套電氣火災監控系統,不僅具有針對性功能,還有著(zhù)較強實(shí)時(shí)性能，作為嵌入配電柜中的系統,主要通過(guò)相關(guān)傳感器和電流檢測器來(lái)實(shí)時(shí)監控所覆蓋個(gè)區域的所有線(xiàn)路節點(diǎn),能夠滿(mǎn)足應用的實(shí)際需求。

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