化工电气火灾监控系统设计要点分析

化工电气火灾监控系统设计要点分析

朱坤 ,孙扬子

摘要：电气火灾监控系统又称“电气火灾报警系统”，能准确的检测电气线路的故障和异常状态，发现电气火灾的隐患，及时报警并提醒相关人员确认并消除隐患。尤其在化工生产中，各类型用电设备的遍及，电气火灾监控系统尤其重要，是火灾报警系统中重要的组成部分。下面就结合各类国家规范及作者的实际工作经验，简要的分析化工电气设计中电气火灾监控系统，希望对相关从业人员有所帮助。

关键词：电气火灾监控；化工；火灾报警；剩余电流检测；测温探测器；

1 电气火灾监控系统概述

电气火灾监控系统是国家标准体系GB 14287 界定的一种消防电子产品。其定义标准是：当被保护线路中的被探测参数超过报警设定值时，能发出报警信号、控制信号并能指示报警部分的系统。

电气火灾监控系统的传感器会通过电磁感应原理、温度变化的效应来收集指标变化的信息，并针对报警信息发出报警信号，通知相关电气工程师及维修人员进行故障确认及维修检查，及时消除火灾隐患，防止事故发生。

2 电气火灾监控系统的设计要求

   根据国家规范《建筑设计防火规范》GB 50016-2014（2018年版）中第10.2.7条规定可知，在常见化工装置的设计中，建筑高度大于50m的乙、丙类厂房和丙类仓库、室外消防用水量大于 30L/s的厂房（仓库）、室外消防用水量大于25L/s的其他公共建筑的非消防用电负荷应设置电气火灾监控系统。也由此可知，室外消防用水量是判断电气火灾监控系统设置的一个重要指标。但根据规范《低压配电设计规范》GB 50054-2011中第6.4.1条的规定可知，当配电线路绝缘损坏，可能出现接地故障时；当接地故障产生的接地电弧，可能引起火灾危险时，仍需设置剩余电流监测或保护电器。因此，尽管建筑的高度、室外消防消防用水量、建筑性质等未达到《建筑设计防火规范》的设置条件，依旧需要设计师们根据项目规模及实际情况，综合考虑。

3 电气火灾监控系统的组成部分

参考《民用建筑电气设计标准》GB 51348-2019第13.5.1条规定可知，电气火灾监控系统主要由电气火灾监控器、接口模块；剩余电流式电气火灾探测器；测温式电气火灾探测器；故障电弧探测器组成。其组成部分并非必要设置，因此需要设计师根据不同的生产情况、装置参数、系统类型等进行综合判断选择，下文将对各组成部分进行详细阐述。

4电气火灾监控系统的设置条件及要求

4.1剩余电流式电气火灾探测器

剩余电流式电气火灾探测器是电气火灾监控系统中最常用的探测器之一，但因为它设置要求的复杂多样性，使得该探测器的设置对化工电气设计师尤其重要。根据GB 50116-2013 第9.2.2条规定可知，剩余电流式电气火灾探测器不宜设置在IT系统的配电线路和消防配电线路中，主要用于TN-C-S系统、TN-S系统或TT系统中的非消防负荷的配电回路中，同样在GB 51348-2019 第13.5.2条中也可明确。

参考GB 51348-2019第10.5.3条的规定可知，当配电回路的计算电流在300A及以下时，宜在变电所低压配电室或总配电室集中测量；而当计算电流在300A以上时，宜在楼层配电箱进线开关下端口测量；当配电回路为封闭母线槽或预分支电缆时，宜在分支线路总开关下端口测量；当建筑物为低压进线时，宜在总开关下分支回路上测量。另根据GB 50116-2013第9.2.1条规定，结合GB 50054-2011 第6.4.2条的条文解释，同时根据GB 50054-2011 第6.4.3条的规定可知，在电气火灾监控的设计中，通常动作电流的设计值宜为300mA（同时可参考GB51348-2019 第13.5.6条），且剩余电流式电气火灾探测器的设置应优先考虑配电室低压柜内统一设置，对于设备管理布置，施工难度都更为便捷。而对于计算电流300A以上的用电回路，或二级配电箱较大、回路较多，导致泄露电流大于500mA时，宜在二级配电柜（箱）处设置。另外，对于化工生产中较为常见的各类变频设备，由于变频器的高频谐波影响，正常泄露电流往往大于500mA，因此变频设备供电回路中并不宜设置剩余电流式电气火灾探测器。

4.2测温式电气火灾探测器

测温式电气火灾探测器作为电气火灾监控系统中常用的探测器之一，因其原理简单直观的优势，在剩余电流式电气火灾探测器无法设置的回路中较为常用。

由于上文提到，变频设备供电回路及IT系统的配电线路中并不宜设置剩余电流式电气火灾探测器，因此更推荐设计师在设计中优先考虑参考测温式电气火灾探测器的设置。根据GB 50116-2013 第9.3条可知，对于低压系统，测温式电气火灾监控探测器的设置部位应优先考虑配电室内电缆出线端子连接处。而对于高压系统，传统的接触式测温电电气火灾探测器并不适用。另外，测温式电气火灾探测器在设置时，参考GB 51348-2019 第13.5.6条规定，其动作报警值宜按所选电缆最高耐温的70%~80%设定。

4.3 故障电弧探测器

故障电弧探测器在常规化工项目的电气设计中并不常见，在GB 50116-2013 对于高度大于12m的空间场所的第12.4.6条规定中：“电气线路应设置电气火灾监控探测器，照明线路上应设置具有探测故障电弧功能的电气火灾监控探测器。”因此，对于高空间场所，如遇到化工厂区中的高架立体库、高空间厂房等装置的照明设计时，考虑高空间火灾不宜发现和检测原因，需在末端照明出线回路中设置故障电弧探测器。具体做法可参考图集14X505-1中P80页。且需注意，在具有探测线路故障电弧功能的电气火灾探测器，其保护线路的长度不宜大于100m。

4.4 电气火灾监控器

根据GB 50116-2013 第9.1.3条规定，当建筑内无消防控制室且电气火灾监控探测器的设置数量不超过8只时，可采用独立式电气火灾监控探测器，自行组成系统，也可采用编码模块接入火灾自动报警系统，此时无需设置电气火灾监控器。当探测器的数量超过8只时，需在单体内设置电气火灾监控器。参考GB GB 50116-2013 第9.5.1及9.5.2条的有关规定，当装置设有消防控制室时，电气火灾监控器应设置在消防控制室内或保护区域附近。当装置未设置消防控制室时，电气火灾监控器应设置在有人值班的场所。

5 结束语

总而言之，随着规范的更新与完善，电气火灾监控系统的设计也逐步标准化，但由于各类规范要求及设备、系统的的不同，更需要设计师严谨，细致的考虑电气火灾监控系统设计的合理性，做到“安全第一，预防为主”。在确保化工生产的同时，保护好生产人员、生产装置的安全，为化工行业的稳定运行、安全、发展献出自己的一份力，进一步地推进社会、企业获得更大的经济效益。

参考文献

《建筑设计防火规范》 GB 50016-2014（2018年版）

《民用建筑电气设计标准》 GB 51348-2019

《火灾自动报警系统设计规范》 GB 50116-2013

《低压配电设计规范》 GB 50054-2011

《火灾自动报警系统设计规范》图示 14X505-1