剩余电流电气火灾报警系统及相关标准的探讨
剩余电流电气火灾监控系统已经越来越多地应用于高层建筑的设计和施工中。然而, 从产品设计到工程施工过程中, 依然存在一些问题值得进一步探讨。结合在开发电气火灾报警系统及工程实践中发现的问题, 对我国当前现行的标准进行了一定程度的思考, 并提出了相关建议, 以供电气设计人员参考。
据公安部消防局发布的 中国火灾统计年鉴 统计, 近几年来, 电气火灾占全国火灾比重越来越大。
1、 GB 14287. 2标准相关问题
GB 14287. 2 2005#剩余电流式电气火灾监控探测器对探测器进行了要求, 其中第 4. 2、4. 3条分别对报警功能和监控报警功能作了规定。该要求并未对探测器的检测精度进行要求, 而检测的精度是能够进行正确报警的前提。由于剩余电流式电气火灾探测器需要使用剩余电流互感器来检测剩余电流大小, 因此互感器在探测器中非常重要。但是当前 GB 14287. 2 并没有要求对剩余电流互感器进行检测, 这导致许多厂家在进行产品型式试验时, 选取较好的互感器; 而在进行产品销售时, 采用的都是线性度较差、 性能也较差的互感器。所以, 对剩余电流互感器的线性度、灵敏度、 过载特性、 平衡特性及温度特性进行一些规范是必要的。除此之外, 对探测器也没有电磁兼容性的要求, 而 GB 19214 2003#电气附件 家用和类似用途的剩余电流监视器 ∃在制定之初就参考了国际通用标准 IEC 62020。 IEC 62020标准较为全面地对其产品功能、 参数及验证方法进行了规定, 以保证符合此标准的产品应用在低压配电系统中的安全性。而国标 GB 14287. 2 2005并没有规定对产品的抗干扰及电磁兼容性进行要求。一般而言, 剩余电流探测器安装在配电柜中配电系统中存在瞬态过电压和浪涌电流, 配电柜中的电流还会产生不同程度的电磁场。这些均会对剩余电流探测器的安全可靠运行产生不利的影响。笔者认为应将对抗干扰及电磁兼容性的要求增加到 GB 14287. 2 2005的产品标准中。
2、过电流问题
GB 50045 1995( 2005 年版 )第 9. 5. 2 条要求漏电火灾报警系统不仅能够探测剩余电流, 还能够探测过电流等信号。目前的 GB 14287. 1并没有要求实现过电流的检测, 两者标准存在不一致之处。一般情况下, 当线路出现过流故障时, 配电系统会发出断电指令, 断电后过电流并不存在。根据目前 GB 14287. 1第 4. 2. 1条的规定, 只要求当所保护线路的剩余电流达到报警设定值时在60 s内发出报警信号。如果此时也发生了过电流, 过电流也无从检测, 但同时 GB 50054 1995#低压配电设计规范 ∃规定对突然断电比过负荷损失更大的线路, 其过负荷保护应作用于信号。在这些场合, 为了防止长时间过电流导致的火灾隐患, 应增加过电流的检测。因此, 笔者认为 GB50045 1995应对检测过电流应用的场合进一步细化, 以利于两个标准之间相互衔接。
3、通信问题
当前, 在消防领域一般应用二总线作为通信总线。二总线不仅能为探测器提供电源, 同时提供数据通信, 缺点是速度较慢。剩余电流探测器一般安装在配电柜内, 因此, 供电不是问题, 所以市场上很多电气火灾监控系统都采用 RS - 485总线或 CAN 总线作为专用的通信线。但现在随着网络技术的发展, 许多建筑内部设计了局域网,并要求设备能通过局域网将信号上传至监控设备主机, 同时要求每个配电室内部安装区域控制器。使用局域网能带来布线方便的同时, 也带来了一定的安全隐患。由于许多设备都使用局域网传输信号, 因此一旦局域网发生故障, 火灾监控系统主机也将无法检测探测器的状态。因此, 笔者认为应在相关标准中增加是否使用专用通信总线的条文, 以利于相关部门设计及施工。
图 1 为剩余电流电气火灾监控系统在首都机场T3航站楼的应用系统图。首都机场 T3航站楼是目前国内较大的安装剩余电流电气火灾监控系统的项目, 该项目安装有探测器 2 237个、 配电柜473个、 受监控配电室 32 个, 使用了区域电气火灾监控系统 4个、 总监控系统 1个。探测器与电气火灾监控设备 ( LDH S1)通过 CAN 总线通信,电气火灾监控设备 ( LDH S1)与监控主机 ( LDH S2)通过局域网通信。
由于 T3航站楼监控设备非常多, 许多监控设备共用局域网, 这无疑会降低布线成本, 但是带来的问题是火灾监控系统没有独立的通信网络。一旦通信网络出现故障, 电气火灾监控系统也将无法运行。明确是否需要在专用的通信总线上规定 国家统一标准, 以利于将来我国的电气火灾监控系统安全、 高效运行。
4、结语
本文对近年来我国剩余电流电气火灾监控系统的产品及一些工程经验进行了总结, 对现行的一些国家标准存在的某些问题作了深入探讨。通过分析认为:
( 1) 厂家应标明所生产的剩余电流探测器的精度, 相关标准也应进一步规范化。
( 2) 剩余电流探测器抗干扰及电磁兼容( EMC )的能力需要达到一定的标准, 符合现场需要。
( 3) 相关标准中应增加过电流检测场合的说明, 以利于标准之间的衔接和产品的设计及工程设计。
( 4) 应对电气火灾监控系统是否设立专门的通信总线进行规范, 提高监控系统的可靠性。
