摘要：電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是電氣火災(zāi)隱患的預(yù)警系統(tǒng)，現(xiàn)從規(guī)范支撐、設(shè)置位置、監(jiān)控負(fù)荷、探測(cè)器選擇、閾值設(shè)定等幾個(gè)方面，基于實(shí)例分析了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在某機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓的應(yīng)用，并從設(shè)計(jì)、施工、產(chǎn)品等角度給出了一些建議。

關(guān)鍵詞：UPS電源；開關(guān)；電池；線纜；配置

中圖分類號(hào)：V351.17? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? 文章編號(hào)：1671-0797（2023）11-0021-05

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.11.006

0? ? 引言

國家發(fā)改委、民航局印發(fā)的《全國民用運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)布局規(guī)劃》提出，到2020年，運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)數(shù)量達(dá)260個(gè)左右，到2025年，在現(xiàn)有（含在建）機(jī)場(chǎng)基礎(chǔ)上，新增布局機(jī)場(chǎng)136個(gè)，全國民用運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)規(guī)劃布局370個(gè)（規(guī)劃建成約320個(gè)）[1]?？梢?，未來幾年，各地將會(huì)有大量的運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)陸續(xù)開工建設(shè)。

機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓作為重要的公共交通建筑，人員密集，保證其安全運(yùn)行顯得尤為重要。同時(shí)，候機(jī)樓內(nèi)各用電設(shè)備和系統(tǒng)種類非常多，除常規(guī)的照明、空調(diào)、廣告、電扶梯等設(shè)備外，還包括行李系統(tǒng)、安檢設(shè)備、登機(jī)橋、高桿燈、機(jī)務(wù)用電、飛機(jī)空調(diào)、靜變電源、標(biāo)識(shí)燈箱、弱電系統(tǒng)等民航專業(yè)設(shè)備。如此數(shù)量龐大、種類繁多的用電設(shè)備，對(duì)線路和設(shè)備的消防安全提出了更高的要求。

因此，機(jī)場(chǎng)建設(shè)方在候機(jī)樓的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)過程中，除了需進(jìn)一步提高火災(zāi)處置的速度和效率外，還應(yīng)從預(yù)防的角度，加強(qiáng)對(duì)電氣火災(zāi)隱患的提前預(yù)警和研判，防患于未然，從而最大限度地保障人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

1? ? 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是電氣火災(zāi)隱患的預(yù)警系統(tǒng)，通過對(duì)電力線路和設(shè)備的日常使用進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在發(fā)生電氣火災(zāi)隱患時(shí)提前發(fā)出預(yù)警信息，運(yùn)維人員可以根據(jù)預(yù)警信息，及時(shí)對(duì)線路和設(shè)備進(jìn)行排查和甄別，排除電氣火災(zāi)隱患，實(shí)現(xiàn)電氣火災(zāi)的早期預(yù)防。

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)一般由電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備和電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器組成。電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備主要接收電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息。電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器主要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電氣線路中的剩余電流、溫度等參數(shù)，并及時(shí)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳給電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備。電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器主要分為剩余電流式和測(cè)溫式。

剩余電流式火災(zāi)探測(cè)器主要利用感應(yīng)線圈監(jiān)測(cè)電氣線路的剩余電流，其工作原理是基爾霍夫定律，即回路中任一點(diǎn)的電流矢量和為零。監(jiān)測(cè)時(shí)，相線和N線穿過探測(cè)器感應(yīng)線圈，正常情況下，相線和N線的電流矢量和為零，探測(cè)器中的感應(yīng)線圈沒有信號(hào)輸出；當(dāng)發(fā)生接地故障、線路或設(shè)備漏電時(shí)，部分電流通過PE線或大地流走，相線和N線中的電流矢量和不為零，即產(chǎn)生剩余電流，此時(shí)探測(cè)器中的感應(yīng)線圈就會(huì)有信號(hào)輸出，達(dá)到閾值時(shí)就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。測(cè)試原理圖如圖1所示。

測(cè)溫式火災(zāi)探測(cè)器主要利用溫度探頭實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)箱柜內(nèi)或線纜的溫度，當(dāng)發(fā)生線路短路、過載、故障電弧等故障時(shí)，溫度會(huì)迅速上升，溫度探頭會(huì)監(jiān)測(cè)到這種溫度變化，達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

2? ? 應(yīng)用案例

某機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓于2017年投用，建筑面積50多萬m2，由中央大廳和4個(gè)指廊構(gòu)成；建筑高度48 m，南北長約1 060 m，東西寬約750 m；地上4層，地下2層。遵循現(xiàn)行國家規(guī)范，該候機(jī)樓火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)按一類多層建筑一級(jí)保護(hù)對(duì)象設(shè)防，室外消火栓用水量為30 L/s。在設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中，該候機(jī)樓設(shè)置了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

2.1? ? 規(guī)范支撐

GB 50116—2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡稱《火規(guī)》）第9.1.3條規(guī)定“電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)建筑物的性質(zhì)及電氣火災(zāi)危險(xiǎn)性設(shè)置……”[2]；JGJ 16—2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡稱《民規(guī)》）第13.12.1規(guī)定“除住宅外，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)保護(hù)對(duì)象為一級(jí)的建筑物的配電線路，宜設(shè)置防火剩余電流動(dòng)作報(bào)警系統(tǒng)”[3]；GB 50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（以下簡稱《建規(guī)》）第10.2.7條規(guī)定“室外消防用水量大于25 L/s的其他公共建筑……宜設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)”[4]；JGJ 243—2011《交通建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡稱《交規(guī)》）第14.3.2規(guī)定“火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)保護(hù)對(duì)象為一級(jí)的交通建筑配電線路，應(yīng)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)”[5]。

該機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)保護(hù)對(duì)象為一級(jí)，室外消火栓用水量為30 L/s，因此滿足《民規(guī)》和《建規(guī)》宜設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的要求，同時(shí)也滿足《交規(guī)》中的設(shè)置要求。按一般對(duì)規(guī)范的理解，“宜”表示允許稍有選擇，在條件許可時(shí)首先應(yīng)該這樣做；“應(yīng)”表示嚴(yán)格，在正常情況下均應(yīng)這樣做。故該候機(jī)樓按規(guī)范應(yīng)該設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

2.2? ? 設(shè)置位置

《民規(guī)》第13.12.5條規(guī)定“剩余電流檢測(cè)點(diǎn)宜設(shè)置在樓層配電箱（配電系統(tǒng)第二級(jí)開關(guān)）進(jìn)線處，當(dāng)回路容量較小線路較短時(shí)，宜設(shè)在變電所低壓柜的出線端”；《交規(guī)》第14.3.2條規(guī)定“……樓層配電箱電源進(jìn)線處應(yīng)設(shè)置防電氣火災(zāi)的剩余電流動(dòng)作報(bào)警器”；《火規(guī)》第9.2.1條規(guī)定“剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器應(yīng)以設(shè)置在低壓配電系統(tǒng)首端為基本原則，宜設(shè)置在第一級(jí)配電柜（箱）的出線端。在供電線路泄漏電流大于500 mA時(shí)，宜在其下一級(jí)配電柜（箱）設(shè)置”。

可見，根據(jù)線路容量，監(jiān)測(cè)點(diǎn)一般設(shè)置在配電系統(tǒng)首端或配電系統(tǒng)第二級(jí)開關(guān)進(jìn)線處。該機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓建筑規(guī)模大、用電負(fù)荷重，因此監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要設(shè)置在第二級(jí)開關(guān)進(jìn)線處，個(gè)別線路長、回路容量大的地方，還設(shè)置在了第三級(jí)開關(guān)進(jìn)線處。

2.3? ? 監(jiān)控負(fù)荷

《交規(guī)》第14.3.2條規(guī)定“除消防動(dòng)力配電回路外，其他電力、照明區(qū)域……應(yīng)設(shè)置防電氣火災(zāi)的剩余電流動(dòng)作報(bào)警器”。這一條規(guī)范明確了照明負(fù)荷、非消動(dòng)力負(fù)荷均在電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)，其他規(guī)范均無明確表述，似乎所有負(fù)荷都應(yīng)在監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)。該機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要對(duì)照明、空調(diào)、電扶梯、標(biāo)識(shí)燈箱、靜變電源、飛機(jī)空調(diào)等負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.4? ? 探測(cè)器選擇

該機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，在每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處選用了一個(gè)剩余電流式火災(zāi)探測(cè)器、兩個(gè)測(cè)溫式火災(zāi)探測(cè)器、三相過流探測(cè)器。剩余電流式火災(zāi)探測(cè)器安裝在配電主開關(guān)的下端，主要監(jiān)測(cè)剩余電流；兩個(gè)測(cè)溫式火災(zāi)探測(cè)器，一個(gè)監(jiān)測(cè)箱柜內(nèi)的溫度，一個(gè)監(jiān)測(cè)線纜溫度；三相過流探測(cè)器主要監(jiān)測(cè)配電箱主開關(guān)三相電流。探測(cè)器如圖2所示。

2.5? ? 報(bào)警閾值

《民規(guī)》第13.12.6條規(guī)定“防火剩余電流動(dòng)作報(bào)警值宜為500 mA”；《火規(guī)》第9.2.3條規(guī)定“探測(cè)器報(bào)警值宜為300～500 mA”；GB 50054—2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡稱《低規(guī)》）第6.4.3節(jié)規(guī)定“……其動(dòng)作電流不應(yīng)大于300 mA……[6]”；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》第4.2.2條規(guī)定“探測(cè)器報(bào)警值不應(yīng)小于20 mA，不應(yīng)大于1 000 mA……”；《民用建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第10.2.3節(jié)規(guī)定“選用漏電電流報(bào)警方式時(shí)，其保護(hù)電器的報(bào)警動(dòng)作電流可以按其被保護(hù)回路最大電流1/1 000～1/3 000選取……通常分支路漏電報(bào)警動(dòng)作電流可取1 000 mA[7]”。

可見，對(duì)于報(bào)警閾值的設(shè)定沒有統(tǒng)一的規(guī)范，這很大一部分原因是由于自然泄漏電流的存在。供電線路和用電設(shè)備在正常使用過程中都有一定程度的泄漏電流，例如，截面積為10 mm2的聚氯乙烯絕緣線，其每公里的泄漏電流可以達(dá)到56 mA；額定功率為18.5 kW的電機(jī)，啟動(dòng)時(shí)泄漏電流為3.03 mA；一臺(tái)組合式計(jì)

當(dāng)然，監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置在第三級(jí)配電箱進(jìn)線處，勢(shì)必帶來監(jiān)測(cè)點(diǎn)位過多、投資加大、沒有對(duì)主干電纜進(jìn)行監(jiān)測(cè)等問題，這就需要設(shè)計(jì)綜合考慮，有所側(cè)重。

3.2? ? 工程管理方面

施工前期重視技術(shù)交底。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)一般由消防工程總包，品牌制造商具體實(shí)施，但電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器需要安裝在強(qiáng)電配電箱內(nèi)，而強(qiáng)電配電箱一般由安裝工程總包，配電箱盤柜廠家實(shí)施。針對(duì)大型機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓而言，消防工程、安裝工程通常會(huì)分別單獨(dú)招標(biāo)，故僅僅探測(cè)器的安裝，就涉及兩家總包單位、兩家設(shè)備制造商。因此，在前期項(xiàng)目管理方多方的技術(shù)交底尤為重要，尤其是探測(cè)器穿線方式有特殊要求時(shí)，必須重點(diǎn)交底，從源頭上確保質(zhì)量。

施工過程中重點(diǎn)把控末端線路布線、接線質(zhì)量。從現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)來看，末端線路的布線、接線質(zhì)量直接決定系統(tǒng)早期運(yùn)行效果。一方面，末端線纜規(guī)格小，施工放線容易磨損；另一方面，對(duì)于大型機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓而言，主干線路一般由綜合安裝單位實(shí)施，而末端線路一般由裝飾單位實(shí)施。裝飾單位水電專業(yè)的技術(shù)力量普遍沒有其裝飾主業(yè)強(qiáng)，因此需重點(diǎn)管控。

施工后期預(yù)備充足的系統(tǒng)調(diào)試時(shí)間。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)自身調(diào)試完成后，需要各監(jiān)測(cè)點(diǎn)所有供電線路施工完畢，所有用電設(shè)備調(diào)試完畢并且正常使用后才能發(fā)揮作用；設(shè)備正在調(diào)試或未投入使用，臨時(shí)施工用電的接入等，報(bào)警信息都不可靠。因此，所有設(shè)備調(diào)試就位并且正常使用后，報(bào)警信息才相對(duì)準(zhǔn)確可信，此時(shí)需要投入大量時(shí)間和精力，從系統(tǒng)、線路、末端設(shè)備三個(gè)方面，對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行一一甄別和排查。然而現(xiàn)實(shí)情況是，設(shè)備調(diào)試完成后，很快就進(jìn)入了試運(yùn)行甚至正式使用，留給系統(tǒng)甄別和排查的時(shí)間非常有限。因此，項(xiàng)目管理方應(yīng)該預(yù)備充足的調(diào)試時(shí)間。

3.3? ? 產(chǎn)品方面

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)廠家可探索開發(fā)剩余電流閾值根據(jù)負(fù)荷動(dòng)態(tài)自動(dòng)調(diào)整的探測(cè)器?，F(xiàn)有電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的報(bào)警閾值一旦設(shè)定好，都是固定不變的。因?yàn)樽匀恍孤╇娏鞯拇嬖?，加上各用電?fù)荷也在不斷變化，理論上自然泄漏電流在不斷變化。因此，為了更準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)和判斷，報(bào)警閾值應(yīng)該也隨負(fù)荷電流的不斷變化進(jìn)行智能的某種動(dòng)態(tài)調(diào)整，以剔除自然泄漏電流的影響，進(jìn)一步提高報(bào)警的準(zhǔn)確性。

同時(shí)，報(bào)警信息可考慮做一定延時(shí)，剔除剩余電流波動(dòng)的影響?，F(xiàn)有的電氣火災(zāi)探測(cè)器，一旦監(jiān)測(cè)回路剩余電流達(dá)到報(bào)警值，會(huì)立即發(fā)出報(bào)警信息。然而在實(shí)踐中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，剩余電流在某個(gè)瞬間達(dá)到閾值后，隨即又恢復(fù)正常值。然而此時(shí)，不管是系統(tǒng)主機(jī)，還是火災(zāi)探測(cè)器，都會(huì)發(fā)出報(bào)警信息。這就需要運(yùn)維人員對(duì)系統(tǒng)主機(jī)和末端探測(cè)器進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位。大型機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓面積較大，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位多，由于波動(dòng)頻繁報(bào)警，給運(yùn)行也帶來了極大的困擾。為了避免這種現(xiàn)像，可考慮對(duì)報(bào)警信息加一定的延時(shí)判斷，同時(shí)引入溫度、過流等信息，進(jìn)行綜合判斷后發(fā)出報(bào)警信息。

4? ? 結(jié)語

民用運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)作為國家重要公共交通基礎(chǔ)設(shè)施，是民航業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，在綜合交通運(yùn)輸體系中發(fā)揮著重要作用[1]，因此，其安全運(yùn)行尤其是消防安全顯得尤為重要。而建設(shè)方更應(yīng)從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等全生命周期的視角，統(tǒng)籌規(guī)劃消防系統(tǒng)的實(shí)施，最大限度地保障機(jī)場(chǎng)安全運(yùn)行。

[參考文獻(xiàn)]

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收稿日期：2023-02-06

作者簡介：宋勝利（1983—），男，陜西人，高級(jí)工程師，研究方向：電氣工程、機(jī)電設(shè)備、工程管理等。