建築電氣火災監控系統如何設計?配電箱內怎麼畫法?圖文並茂

近年來，建築防火越來越重視對電氣火災的防範。我們可以通過一組數據來看防範電氣火災發生的重要性。根據國內近幾年的火災統計，電氣火災年均發生次數佔火災年均總發生次數的 27% ，佔重特大火災總發生次數的 80% ，居各火災原因之首位，且損失佔火災總損失的 53% 。樹上鳥教育建築電氣設計在線視頻教學課程

原因主要包括電纜老化、施工的不規範、電氣設備故障等。通過合理設置電氣火災監控系統，可以有效探測供電線路及供電設備故障，以便及時處理，避免電氣火災發生。

電氣火災監控系統，又稱漏電監控系統，屬於先期預報警系統。當被保護線路中的被探測參數超過報警設定值時，能發出報警信號，並顯示報警位置。

建築電氣火災監控系統的設計由有資質的設計機構來進行設計，一般由設計院、設計公司完成。系統設計的質量高低，直接影響後續的圖紙識讀、配置方案、預算、施工，重要性不言而喻。

本文就電氣火災監控系統圖紙設計中常見的問題進行說明，如果在設計中能避免以下問題的發生，那麼無論是對設計質量還是產品應用方案以及施工進程都將是一個很大的提升。

一、用途、基本組成及原理

1.1 用途

電氣火災就是指配電線路及電氣設備由於設計、安裝、使用不當或者接觸不良、短路等原因而引起的火災。其中，短路所引起的火災的概率最高，而短路又可分為一般性短路和接地故障。

一般性短路，是指供電線路之間由於絕緣性能降低，從而導致的相線與相線、相線與零線之間的短路；接地故障，是指相線與接地導體、相線與大地之間的短路，它是由於相線與接地導體、相線與大地之間的絕緣性下降所導致的。

根據統計，因為接地故障而引起的火災佔短路原因而引起火災的絕大多數，它是較為常見的電氣火災起因。此外漏電電流使得部分的電流流入大地，造成了能源浪費；當人體接觸到故障電壓引起觸電電擊，危及生命安全。低壓配電系統短路故障示意圖，如圖1所示。

圖1 低壓配電系統短路故障

發生故障時，在漏電的故障點處和導體不良的連接處會局部產生異常的高溫或電火花、電弧，這種電弧具有比較大的阻抗和壓降，它限制了故障電流的通過，從而使得電流保護器不能動作，而數百毫安的電弧所產生的局部高溫可達2000℃以上，導致附近的可燃物高溫烤燃著火從而引起了火災。

為了能夠預防和減少電氣火災，必須能夠在線檢測AC220/380V供電線路的絕緣狀態，以此來杜絕漏電和各種短路故障的發生。電氣火災監控系統就是用來實時監測供電線路的絕緣狀態並實施報警的，當電氣線路或者電氣設備一旦漏電並超過額定保護值時，報警器立即發出聲光報警信號並顯示出漏電電流的大小。

因為從發生接地電弧故障到引燃起火以致火勢蔓延需要一定的時間，這就有足夠多的時間去檢查並排除故障，從而能夠有效地避免電氣火災的發生或者將損失控制在較小的範圍之內。

為了保證供電的連續性，報警時通常不切斷電源，這樣就可以避免電源開關跳閘而引起整棟建築物的停電。為了確保安全，在緊急情況下可以再去切斷供電電源。

1.2 監控系統的組成

（1）系統組成

電氣火災監控系統是由漏電探測裝置與監控設備所組成的。漏電探測裝置是由電流互感器、漏電探測器構成。監控探測器與監控設備之間通常是以有線的方式相連接的。電氣火災監控系統示意圖，如圖2所示。

圖2 電氣火災監控系統

(2) 電流互感器檢測電流的基本原理

如圖3所示，若導線中流過的電流為i1,i1在其周圍將產生電磁場，電磁場的強弱與導線中電流的大小成正比。電流互感器是高導磁率器件，把它置於電磁場中，在其次級線圈中將會感應出交變電流i2,i2=i1/n，n為互感器次級線圈的匝數，由此可見i2與i1是成正比的。

圖3 電流互感器提取電流信號

（3）監控系統組成和工作原理

監控系統分為漏電探測裝置與監控設備。漏電探測裝置使用電流互感器提取漏電信號，經過信號放大、AC/DC變換、A/D變換、CPU處理之後，送至輸出級。

輸出信號經過總線後通往監控設備。監控設備接收的漏電信號經過CPU處理後，送往報警器、顯示器、控制信號輸出級。報警器由報警指示燈、蜂鳴器組成，顯示器使用LED數碼管、LCD液晶顯示屏顯示出漏電電流的大小及所有相關的信息，控制信號輸出級輸出各種報警及控制信號，以切斷供電的電源及附加的報警等。

監控設備有存儲及列印的功能，可供隨時查詢。系統框圖如圖4所示。

一個電氣系統的輸入、輸出端電流值，當無任何損失時，其流入及流出的相量和為零，也就是無漏電電流；如果這個電氣系統有電流洩漏，這個系統的電流相量和就不為零，對外有了洩漏電流，系統中便產生了漏電電流。

漏電電流是由AKH-0.66L系列電流互感器檢測出的，AKH-0.66L系列電流互感器將信息傳送到ARCM系列監控探測器裡，經放大、A/D轉換、CPU對變化的幅值進行分析、判斷，並與報警設定值進行比較，一旦超出設定值則發出報警信號，同時也傳送到Acrel-6000系列監控設備中，再經監控設備進一步識別、判定，當確認可能會發生火災時，監控設備發出火災報警信號，點亮報警指示燈，發出報警聲響，同時在液晶顯示屏上顯示火災報警等信息。

值班人員則根據以上顯示的信息，迅速到事故現場進行檢查處理，並將報警信息發送到集中控制臺。

圖4 監控系統組成原理方框圖

二、系統圖、系統設計說明

1、無系統圖或無設計說明。兩者均沒有的圖紙也很多，這一點就不用過多強調了，首先從設計上就沒完成。

2、 配電箱、配電櫃中的漏電監測是否測溫度不進行說明，或者測溫範圍不明確，是箱體溫度，還是線纜溫度，這個得靠猜。

3、 無圖例。雖然電氣火災監控系統的圖例比較少，但是很重要，系統主要設備有電氣火災監控器、剩餘電流式電氣火災監控探測器、測溫式電氣火災監控探測器，剩餘電流互感器、溫度傳感器。好的圖例讓你讀圖很輕鬆，很舒服，國標中有標準圖例，但很少見設計院設計公司用標準圖例，十之一二吧。

4、 好的設計圖紙會將矩形和圓形剩餘電流互感器進行區分，這個就比較詳盡了。配電櫃一般用矩形互感器、配電箱的線纜用圓形。匹配錯了有時會裝不上。圖紙設計是否人性化、貼不貼心這一點上就可以體現出來。

三、配電箱內的畫法

1、 錯用圖形符號，剩餘電流互感器和電流互感器不是一個東西。前者測三火一零的電流矢量和，後者測過電流。經常有畫錯的，用電流互感器代替剩餘電流互感器。

2、 溫度探測不詳。有的與設計說明不符，如設計說明中提到溫度探測器，配電箱中不畫溫度探測器。還有一種是畫了測溫，但不知道測什麼，是測線纜還是三火一零線，還是測箱體，不交待清楚，好的設計圖紙會標明T1、T2、T3、T4，看一眼就知道是四路溫度。

3、 線型線制交待不清，這個比例雖然很小，但也提一下，有了線型線制後需要提一句「引至消防控制室電氣火災監控主機」。

4、 配電箱中的電流值不詳，這個主要是選互感器電流大小的時候參照。正常配電箱都會有電流值。但就有的圖紙沒有，怎麼辦？如果沒有計算電流，可以用斷路器電流或者迴路功率計算。

四、設計範圍

漏電監控通常設置在非消防用電的配電箱（櫃）中，但就有設計者非要在消防配電箱中加上漏電監測。剩餘電流式電氣火災監控探測器不宜設置在 IT 系統的配電線路和消防配電線路中，電氣火災監控系統的設置不應影響供電系統的正常工作，不宜自動切斷供電電源。繪圖時一般會標註只報警不脫扣就是因為這個梗。

五、主要表計功能及選型方案

主要表計功能及選型方案如圖7所示。

圖7 主要表計功能及選型方案

建築供配電系統中的主要用電負荷是什麼？各自的供電要求有哪些