電氣火災(zāi)探測(cè)器

1、非獨(dú)立式探測(cè)器

能探測(cè)剩余電流，并在該剩余電流達(dá)到設(shè)定值時(shí)輸出一個(gè)報(bào)警信號(hào)(電信號(hào)或機(jī)械信號(hào))。它必須與監(jiān)控設(shè)備連用。

最簡(jiǎn)單的非獨(dú)立式探測(cè)器僅由一個(gè)剩余電流互感器、一個(gè)微功率繼電器(如干簧管)組成。較完善的非獨(dú)立式探測(cè)器具有報(bào)警電流設(shè)定、地址編碼等功能，以集中方式供電。

由于沒有聲光報(bào)警，在現(xiàn)場(chǎng)不易及時(shí)發(fā)現(xiàn)是哪一路線路發(fā)生接地故障，使它的應(yīng)用受到一定的限制。

2、獨(dú)立式探測(cè)器

能探測(cè)剩余電流，并在該剩余電流達(dá)到設(shè)定值時(shí)發(fā)出一定強(qiáng)度的聲報(bào)警和光報(bào)警信號(hào)，并予以保持，直至手動(dòng)復(fù)位;還應(yīng)有工作狀態(tài)指示燈和自檢功能。它可以單獨(dú)使用。

較完善的獨(dú)立式探測(cè)器具有報(bào)警電流設(shè)定、剩余電流電平顯示(電流數(shù)值或設(shè)定值百分比)、報(bào)警信號(hào)輸出(電信號(hào)或機(jī)械觸點(diǎn)信號(hào))、脫扣信號(hào)輸出(控制斷路器的脫扣器動(dòng)作的機(jī)械觸點(diǎn)信號(hào))、脫扣輸出延時(shí)設(shè)定。

一般來說，獨(dú)立式探測(cè)器以現(xiàn)場(chǎng)220Vac方式供電，以便單獨(dú)使用。如果采用集中24V方式供電，意味著必須要接到監(jiān)控系統(tǒng)中，除非專門為它配一個(gè)降壓整流器。

為連接到監(jiān)控系統(tǒng)中，可以外接一個(gè)地址編碼/收發(fā)器。許多型號(hào)的獨(dú)立式探測(cè)器已把地址編碼/收發(fā)器集成在內(nèi)。

獨(dú)立式探測(cè)器以功能區(qū)分，可以分為:

⑴剩余電流探測(cè)器

剩余電流探測(cè)器遵循GB14287.2-2005標(biāo)準(zhǔn)，單純以剩余電流探測(cè)報(bào)警為目標(biāo)。在工程中使用，已能符合GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、GB50045-94(2005版)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、GB13955-2005《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的安裝和運(yùn)行》中關(guān)于電氣火災(zāi)監(jiān)控的要求。

⑵擴(kuò)展型電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器

擴(kuò)展型電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器是在剩余電流探測(cè)器的基礎(chǔ)上，增加了對(duì)電流、電壓的監(jiān)測(cè)，具有過電流、短路、過電壓、欠電壓、缺相、斷零等電路故障的綜合電氣報(bào)警功能，對(duì)供用電提供較全面的安全監(jiān)控。然而過度地追求多功能，會(huì)淡化電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的基本任務(wù)，降低探測(cè)器的可靠性。例如不恰當(dāng)?shù)丶尤胗?jì)量功能、防雷功能等，將可能與國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相抵觸。電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器不應(yīng)當(dāng)企圖代替現(xiàn)有成熟的電器附件。

獨(dú)立式探測(cè)器以結(jié)構(gòu)區(qū)分，可以分為:

⑴外置互感器式探測(cè)器

剩余電流互感器與探測(cè)器本體分離，互感器通過一段信號(hào)線與探測(cè)器連接。

這種方式為安裝提供了很好的靈活性，只要配用不同窗口尺寸的互感器，就可以使用在各種電流等級(jí)的線路上。互感器與探測(cè)器本體可以相距數(shù)米至數(shù)十米。但這種方式對(duì)互感器及信號(hào)線的要求較高。

⑵內(nèi)置斷路器式探測(cè)器

把斷路器、剩余電流互感器集成在探測(cè)器內(nèi)，類似于RCBO。

這種方式使安裝變得很方便，只須接進(jìn)線和出線。由于廠家整體裝配，用戶無須顧慮周圍電磁環(huán)境的干擾。有些型號(hào)還內(nèi)置了電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，具備自動(dòng)或遙控分閘和合閘的能力，特別在無人值守的場(chǎng)所，能有效地提高設(shè)備運(yùn)行率。這種探測(cè)器一般都具有不同程度的擴(kuò)展功能。由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因而對(duì)零部件的可靠性要求較高。而且內(nèi)置斷路器的電流容量是固定的，因此只能運(yùn)行在最大正常工作電流不大于斷路器額定電流的線路上。

⑶多通道式探測(cè)器

在一個(gè)探測(cè)器上可接入2個(gè)及以上的剩余電流互感器，同時(shí)監(jiān)控多個(gè)供電回路。有的型號(hào)把通道做成卡式組件，每個(gè)通道有獨(dú)立的地址、設(shè)置、報(bào)警和輸出，在相同的探測(cè)器機(jī)架上可靈活組合成1~10通道探測(cè)器。

這種方式實(shí)際上可看作是若干個(gè)探測(cè)器與區(qū)域控制器的組合，本身就形成了一個(gè)簡(jiǎn)易監(jiān)控系統(tǒng)。它特別適用于多個(gè)需要監(jiān)控的回路較為集中的地方，例如一級(jí)配電柜、小型配電室。一臺(tái)10通道探測(cè)器就可以對(duì)500m2以下的網(wǎng)吧、餐廳等營(yíng)業(yè)場(chǎng)所的接地故障進(jìn)行有效監(jiān)控，大幅度節(jié)省了投資。

剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的選型

不同形式的剩余電流式探測(cè)器，各有特點(diǎn)、各有所長(zhǎng)，不能以形式"分代"，也不是孰優(yōu)孰劣的問題。現(xiàn)在來預(yù)測(cè)剩余電流式探測(cè)器的結(jié)構(gòu)"發(fā)展方向"尚為時(shí)過早。對(duì)于不同的場(chǎng)合，有不同的使用需求，設(shè)計(jì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)應(yīng)進(jìn)行合理的選型。

⑴配電柜未預(yù)留監(jiān)控探測(cè)器和剩余電流互感器位置

有不少這樣的情況:設(shè)計(jì)需要增補(bǔ)剩余電流報(bào)警，監(jiān)控探測(cè)器和互感器的型號(hào)尚未最后確定，或未取得監(jiān)控探測(cè)器和互感器的實(shí)物和準(zhǔn)確尺寸數(shù)據(jù)，配電柜就先行投入裝配。結(jié)果遲到的探測(cè)器和互感器沒有合適的安裝空間，造成配電柜返工。應(yīng)先采購監(jiān)控探測(cè)器和剩余電流互感器，至少要取得樣品，合理規(guī)劃好配電柜面板和內(nèi)部布局，才進(jìn)行配電柜的制作和裝配。

⑵監(jiān)控探測(cè)器在配電柜內(nèi)位置不當(dāng)

監(jiān)控探測(cè)器應(yīng)安裝在配電柜面板(或柜門)上。有不少配電柜的裝配為了簡(jiǎn)便，把探測(cè)器裝在柜內(nèi)。當(dāng)柜門關(guān)上后，聲光報(bào)警都感覺不到了，保護(hù)在很大程度上就失去意義。如果一定要裝在柜內(nèi)，則必須保證探測(cè)器的報(bào)警燈光和聲響不被屏蔽。

⑶監(jiān)控探測(cè)器電源取電點(diǎn)不當(dāng)

探測(cè)器的工作電源應(yīng)從斷路器的進(jìn)線端取出，即使斷路器分?jǐn)?，探測(cè)器仍能工作。

探測(cè)器工作電源和取樣的零線(N、No)如果取自剩余電流互感器的上游，則其相線(L、Lo)也必須取自剩余電流互感器的上游(見圖4a)。有時(shí)因配電柜內(nèi)布局所限，也可以把剩余電流互感器安排在斷路器的進(jìn)線端，這時(shí)探測(cè)器工作電源和取樣都應(yīng)取自剩余電流互感器的下游(見圖4b)。圖4c、d的接法，使探測(cè)器工作的單線電流通過了互感器，將會(huì)造成剩余電流探測(cè)的誤差。

⑷配電柜制作和裝配未顧及通訊總線聯(lián)網(wǎng)

系統(tǒng)通訊總線聯(lián)網(wǎng)是后期工程的工作，作為配電柜裝配無須連接;但應(yīng)在探測(cè)器附近留有足夠的空間，以方便總線聯(lián)網(wǎng)的接線。還應(yīng)考慮給通訊纜線留有進(jìn)出線孔和固定位置。柜內(nèi)通訊纜線的走線路徑應(yīng)盡量遠(yuǎn)離380V高壓和發(fā)熱部件。

⑸配電柜內(nèi)其他用電部件電源取電點(diǎn)不當(dāng)

經(jīng)常出現(xiàn)配電柜裝配完成后，空載試通電時(shí)探測(cè)器報(bào)警，或顯示相當(dāng)數(shù)值的漏電電流。這往往是配電柜內(nèi)其他用電部件(如指示燈、風(fēng)扇、保護(hù)器、整流器等等)電源取電點(diǎn)不當(dāng)。原因與第⑶點(diǎn)相同。

我們必須牢記，凡是裝有剩余電流保護(hù)或報(bào)警裝置(包括RCBO)的線路，相線和零線必須同時(shí)同向穿過剩余電流互感器，而保護(hù)地線(PE)不能穿過。穿過剩余電流互感器后的下游線路必須是獨(dú)立的，不能與剩余電流互感器的上游線路"共零"或有任何電氣連接，零(N或PEN)線不允許重復(fù)接地。

所謂漏電，就是線路的某一個(gè)地方因?yàn)槟撤N原因(自然原因或人為原因，如風(fēng)吹雨打、潮濕、高溫、碰壓、劃破、磨擦、腐蝕等)使電線的絕緣或支架材料的絕緣能力下降，導(dǎo)致電線與電線之間(通過損壞的絕緣、支架等)、導(dǎo)線與大地之間(電線通過水泥墻壁的鋼筋、馬口鐵皮等)有一部分電流通過，這種現(xiàn)象就是漏電。 當(dāng)漏電發(fā)生時(shí)，漏泄的電流在流入大地途中，如遇電阻較大的部位時(shí)，會(huì)產(chǎn)生局部高溫，致使附近的可燃物著火，從而引起火災(zāi)。此外，在漏電點(diǎn)產(chǎn)生的漏電火花，同樣也會(huì)引起火災(zāi)。

●選用經(jīng)過國(guó)家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心型式檢驗(yàn)的產(chǎn)品，不能用沒有消防檢驗(yàn)報(bào)告的產(chǎn)品。

●選用生產(chǎn)工藝成熟、服務(wù)有保障、有歷史積淀的產(chǎn)品，慎用未經(jīng)長(zhǎng)期實(shí)踐應(yīng)用考驗(yàn)的產(chǎn)品(不論多么廉價(jià))。

●盡量選用同一系列的產(chǎn)品，避免選用過多的型號(hào)。這有利于安裝調(diào)試、運(yùn)行管理、維修服務(wù)。

2、應(yīng)考慮的幾個(gè)細(xì)節(jié)

●宜采用獨(dú)立式探測(cè)器，使現(xiàn)場(chǎng)人員能更直接地得到報(bào)警信息。

●當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)相對(duì)集中時(shí)(如變電房?jī)?nèi)的開關(guān)柜)，可采用多通道探測(cè)器，以簡(jiǎn)化安裝及節(jié)省投資。

●應(yīng)選擇報(bào)警值和動(dòng)作時(shí)間可調(diào)、剩余電流值可顯示的探測(cè)器。這樣不僅可以現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定報(bào)警值，避免靈敏度過高、實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)，又可掌握正常運(yùn)行時(shí)的泄漏電流值，為故障的處理提供參考依據(jù)。

●應(yīng)采用能接收監(jiān)控主機(jī)的控制信號(hào)并可現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定輸出或不輸出脫扣信號(hào)的探測(cè)器。在許多情況下，即使要求發(fā)生接地故障時(shí)只報(bào)警而不斷電，也還希望在必要時(shí)能通過監(jiān)控主機(jī)遙控?cái)嚯?。探測(cè)器輸出的脫扣信號(hào)，最好是能直接接通分勵(lì)脫扣器激勵(lì)電源的開關(guān)量(即探測(cè)器內(nèi)的繼電器觸點(diǎn)，容量至少應(yīng)是250V/1A)。受控的斷路器應(yīng)配備分勵(lì)脫扣器。一般探測(cè)器與斷路器裝在同一個(gè)配電柜內(nèi)，因此分勵(lì)脫扣器的激勵(lì)電源宜就地采用220V，而不必用遠(yuǎn)控才必須的24V。另外，為反映斷路器的分合狀態(tài)，探測(cè)器還應(yīng)具有接收斷路器輸出取樣或斷路器輔助開關(guān)信號(hào)的輸入端子。

●要充分考慮使用對(duì)象、環(huán)境以及操作人員的習(xí)慣和素質(zhì)。強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)操作的易用性、參數(shù)設(shè)定的直觀性。有些產(chǎn)品的報(bào)警參數(shù)、動(dòng)作特性采用LCD顯示、多層菜單、步進(jìn)設(shè)定的方式，如果手頭沒有說明書，恐怕電氣工程師也不容易很快弄好。對(duì)大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)管理電工來說，清晰的面板標(biāo)示、開關(guān)式的設(shè)定操作是比較容易掌握的。

●應(yīng)注重探測(cè)器結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性、長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性，以及強(qiáng)電環(huán)境下的電磁兼容性能。美觀只是次要的考慮。有些產(chǎn)品的外觀確實(shí)漂亮，但單薄的塑料外殼是否足夠堅(jiān)固(特別是內(nèi)置斷路器式探測(cè)器)，電磁屏蔽能力是否足以保護(hù)探測(cè)器內(nèi)部電路抗御強(qiáng)電磁干擾，都是需要考察的。畢竟這里需要的是坦克而不是轎車。

●盡量從整個(gè)系統(tǒng)的角度考慮后續(xù)工程的投資效益和施工難度。例如采用"二總線"方式的探測(cè)器，如上篇(《再談》)提到的，專用電源線是一項(xiàng)不小的費(fèi)用。有一個(gè)400多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的項(xiàng)目，設(shè)計(jì)"二總線"的電源線單線截面要求2.5mm2，總長(zhǎng)達(dá)4km。且不說現(xiàn)在銅是多么貴，光是布線穿管的施工難度，比RVVSP2×1.0的雙絞軟線就大許多。又例如某項(xiàng)目規(guī)模很小，但要另造幾個(gè)配電柜;這時(shí)不妨考慮用幾個(gè)內(nèi)置斷路器式探測(cè)器，直接串到線路里就可以了。

●要注意剩余電流互感器與線纜的配合。不同電流等級(jí)和結(jié)構(gòu)的線纜、不同排列方式的銅(鋁)排，對(duì)剩余電流互感器窗口尺寸的要求也不同。筆者接觸過的不少設(shè)計(jì)圖紙，雖然確定了探測(cè)器的型號(hào)，但沒有顧及剩余電流互感器。其實(shí)，外置互感器式探測(cè)器選型設(shè)計(jì)中相當(dāng)大的工作量在于確定剩余電流互感器的型號(hào)。圓型窗口的互感器適合多芯(3+1)電纜，矩形窗口適合銅(鋁)排和單芯電纜組。

關(guān)于剩余電流互感器

剩余電流互感器是剩余電流監(jiān)控探測(cè)器的重要組成部分。

1、基本要求對(duì)剩余電流互感器最基本的要求是:

●mA級(jí)的高靈敏度(10~1500mA);

●輸出的寬線性(±5%);

●40A以上過載沖擊后的恢復(fù)能力(±1%);

●擬合電流偏離窗口中心位置時(shí)輸出的一致性(±5%);

●足夠的窗口尺寸(1.3倍線纜截面積)。

2、外置式剩余電流互感器

對(duì)于外置互感器式探測(cè)器，由于剩余電流互感器與探測(cè)器本體分離，安裝在配電柜內(nèi)斷路器附近，很可能周圍還有其他大電流回路的線纜，對(duì)剩余電流互感器會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾，因此還有特別的要求:

●盡可能低的漏磁;

●盡可能高的輸出電平;

●良好的屏蔽性能;

●良好的絕緣性能;

●抗干擾的信號(hào)傳輸能力;

●盡可能小的體積、安裝方便、牢靠。

這些性能的高低，取決于剩余電流互感器的設(shè)計(jì)、用材和工藝。

3、"開合式"和"閉合式"剩余電流互感器

在結(jié)構(gòu)上，目前有"開合式"和"閉合式"兩種。開合式剩余電流互感器由上下或左右兩部分組成，可以在線纜敷設(shè)完成后再安裝，對(duì)后期增補(bǔ)的漏電監(jiān)控工程尤為方便，但精度和穩(wěn)定性較低且價(jià)格較高。閉合式剩余電流互感器性能穩(wěn)定，但安裝時(shí)必須穿線，適合在配電柜內(nèi)預(yù)裝。

有些閉合式剩余電流互感器把三個(gè)C.T(電流互感器)組裝在一起，成為"組合式剩余電流-電流互感器"。廠家的意圖是為配電柜組裝提供一定程度的方便，但筆者不贊成這樣的安排。如果用戶需要電流檢測(cè)，完全可以自行采購工藝上很成熟、市場(chǎng)上很便宜的C.T。這種結(jié)構(gòu)還帶來三個(gè)C.T與緊靠在一起的剩余電流鐵芯的漏磁疊加干擾互相影響，理論分析表明在很多情況下將產(chǎn)生偽讀數(shù)。另外還會(huì)帶來很多使用上的適應(yīng)性問題。

4、信號(hào)輸出方式

外置式剩余電流互感器的信號(hào)輸出方式有兩種:"直接輸出方式"和"變換輸出方式"。

直接輸出方式與C.T一樣，在無源狀態(tài)下工作，輸出是50Hz的工頻信號(hào)。為獲得較高的輸出電平，互感器二次線圈匝數(shù)很多，因而輸出阻抗較高，傳輸過程易受干擾。除非采用性能良好的屏蔽手段，否則在配電室內(nèi)強(qiáng)而復(fù)雜的電磁環(huán)境里，超過5米的傳輸距離將可能使信號(hào)受到嚴(yán)重干擾，以至不能反映真實(shí)的剩余電流。

變換輸出方式一般是有源的(由探測(cè)器提供電源)，輸出是直流信號(hào)或載波信號(hào)?；ジ衅鲀?nèi)部含有線性變換電路(或變換元件，如霍爾傳感器等)和放大、校正、調(diào)零電路，可以做到較高的輸出電平和較低的輸出阻抗。變換輸出方式的性價(jià)比高，在配電室內(nèi)用一般的導(dǎo)線傳輸距離可達(dá)50米，信號(hào)畸變小于1%。

5、外置式剩余電流互感器的選配

根據(jù)GB14287.2-2005，在不同等級(jí)的電流回路上，對(duì)剩余電流互感器的電性能要求是相同的，只是窗口尺寸不同。下圖是剩余電流互感器安裝在斷路器下端的選型參考。圓形電纜與圓形窗口互感器的選配與此類似。

剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的工程安裝

工作溫度:-10℃~+55℃

儲(chǔ)存溫度:-20℃~+70℃

相對(duì)濕度:≤95%不結(jié)露

海拔高度:≤2500m

污染等級(jí):Ⅲ級(jí)，安裝類別:Ⅲ級(jí)

ARCM剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置安裝在0.4kV低壓配電系統(tǒng)中，用于檢測(cè)TN-C-S、TN-S及局部TT系統(tǒng)中的剩余電流、溫度等有關(guān)電氣火災(zāi)隱患產(chǎn)生的電氣參數(shù)，當(dāng)被保護(hù)線路中監(jiān)控裝置參數(shù)超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，能發(fā)生報(bào)警和控制信號(hào)，以便消除剩余電流引起的電氣火災(zāi)隱患。產(chǎn)品采用RS485總線進(jìn)行通訊，可以與其它監(jiān)控報(bào)警器、監(jiān)控單元或監(jiān)控主機(jī)聯(lián)合組成火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，可根據(jù)用戶需要選擇集中總線型的信息管理模式或功能分區(qū)型的信息管理模式。

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國(guó)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，符合GB 14287.2-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)第2部分:剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》及GB 13955-2005《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的安裝和運(yùn)行》的標(biāo)準(zhǔn)。

輔助電源

電壓

AC/DC85~270V

功耗

≤3W

額定剩余電流動(dòng)作值

30mA~1000mA連續(xù)可調(diào)

動(dòng)作延遲時(shí)間

100mS~60S連續(xù)可調(diào)

溫度報(bào)警值

50℃~120℃

輸入電壓

額定值:AC100V、400V

輸入電流

額定值:AC5A、1A

測(cè)量電網(wǎng)頻率

45Hz~65Hz

測(cè)量精度

剩余電流測(cè)量精度為1級(jí)，溫度為±1℃，其他均為0.5級(jí)

報(bào)警

聲光報(bào)警和遠(yuǎn)程報(bào)警

開關(guān)量輸入

3路AC220V有源接點(diǎn)輸入

繼電器輸出

機(jī)械觸點(diǎn)，觸點(diǎn)容量AC220V/3A,DC30V/3A

電能

集電極開路的光耦脈沖，脈沖常數(shù):10000imp/kWh

通信

RS485接口 Modbus-RTU協(xié)議

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