【节能学院】浅谈电气火灾监控系统在医疗建筑中的应用

摘要：文章结合医院建筑电气火灾的特点及其发生原因，对电气火灾监控系统在医院建筑设计中的具体应用进行研究，并通过实例分析，对其应用效果进行验证，为有关实践及研究提供参考，确保医院建筑电气的安全性。

关键词：电气火灾；漏电；剩余电流；早期预警；医院

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概述
 

电气火灾作为一种重要的火灾类型，对建筑以及用户的安全存在较大的威胁；加强建筑电气火灾的有效预防与监控管理，是减少建筑电气火灾的发生并降低其危害影响的有效措施。医院作为为患者提供医疗服务的重要机构和场所，人员密集，社会关注度高，由于医院的服务对象为患者，这类群体由于疾病原因导致其行动缓慢，在火灾情况下的紧急疏散或自行疏散较慢。随着医院的发展，医疗设备的不断更新，医院对用电质量和安全性也提出了更高的要求，再加上医院建筑内部存放着各类重要的医疗仪器及设备，一旦发生火灾，转移的难度也较大，所产生的危害突出。此外，一些早期建设的医院，由于使用年限较为久远，医院内部的电气线路老化较为严重，再加上各类仪器设备的频繁使用，导致其火灾隐患较为突出，迫切需要加强对医院电气火灾的有效防控。

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电气火灾监控系统及其工作原理分析

系统的结构组成

国家标准 GB14287.1-2014《电气火灾监控系统》对电气火灾监控产品提出了强制性的要求。它包括 3 个部分：电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器和测温式电气火灾监控探测器。本文讨论的电气防火监控系统主要由电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器、测温式电气火灾监控探测器和远程监控等硬件设备组成，上述各硬件设备在电气防火监控系统运行中，与远程监控设备进行连接后，值班人员能够通过消防中心的多功能显示屏对所有监控点的运行状况进行了解;电气火灾监控系统中的远程监控设备本身还配备有较为庞大的数据库，能够对所有进行监控的配电系统及其数据信息进行存储管理，为有关人员的查询和分析工作提供支持。

工作原理

根据上述对电气火灾监控系统的组成及其各部分功能分析，在电气火灾监控系统工作运行中，对配电回路的漏电电流、电流、温度进行实时检测，当被保护线路中的被探测参数(剩余电流、电流、温度等电气火灾危险参数)发生变化，超出预设值时，现场发出报警信号并提示报警部位，并将报警信息传送至远程监控主机，报警显示和打印，值班人员通知专业人员去现场查看处置，实现电气火灾的早期预警，避免电气火灾的发生。

电气火灾监控系统的火灾预报属于早期预警，是火灾自动报警系统的独立子系统，不同于火灾自动报警系统，它的特点在于电气火灾监控属于先期预报警。与传统火灾自动报警系统不同的是，电气火灾监控系统早期报警是为了主动预防损失，把过去对电气火灾的消极防范变为主动预防，即不论是新建医院还是扩建医院项目，尤其是已经安装了火灾自动报警系统的医院，仍需要安装电气火灾监控系统的主要原因。随着医院用电设备数量持续增加，用电负荷亦不断上升，电气事故也在逐年攀升，安装电气火灾监控系统是必要的，同时也是迫切的。

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医院电气火灾的特点与原因分析

医院电气火灾与一般火灾相比，具有较为突出的分布性、持续性和隐蔽性特征，这是由于医院建筑内部的电气线路分布本身较为广泛，并且其线路通常会敷设在较为隐蔽的部位，随着医院对电气设备的需求增加，导致其在长期持续运行状态下，极易因用电负荷增加，或者是电气线路老化等问题，引起电气火灾发生。此外，电气火灾发生初期，一般很难被及时发现，当火蔓延到设备及电缆表面时已形成较大火势，不易被控制。

电气火灾发生的原因主要包含短路、漏电、过负荷、雷电、误操作、谐波电流、电气设备故障以及接触不良等；其中，过负荷以及漏电、短路等是导致电气火灾发生的主要的原因，并且在各类电气火灾中，以电缆线路故障导致的火灾情况尤其突出。对于医院来讲，为确保对患者的医疗服务，医院内部的配电系统基本处于 24h 持续运行状态，具有用电量大并且用电时间长、设备复杂、用电负荷不够稳定等特征。此外，由于医院中运行使用的大型医疗设备(如X光机、CT 机、MIR 机、DSA 机等)工作瞬间电流均比较大，因此，医院的电气火灾发生的原因更为复杂。电气火灾发生的主要原因如图 1 所示。

图 1 电气火灾发生的原因
 

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电气火灾监控系统应用要求

电气火灾监控系统设计应用的技术要求结合上述对医院电气火灾的特点与原因，在进行电气火灾监控系统设计和应用中，需要满足以下基本功能与技术要求。

(1)能够对电气设备运行过程中的漏电电流值、配电箱中的温度值进行实时监测。如超过设定值及时报警提示，并可以对电气设备的运行及其线路连接进行控制，从而对电气设备与线路进行有效保护。

(2)具备相应的记忆、显示以及打印等功能。电气火灾监控系统在运行中，能够通过探测监控器对三相电源以及每相电流值以及漏电电流值、配电箱中的温度值实时监控显示，并且其系统能够对供电系统各支路运行状态，以及动态参数、操作内容进行保存，方便查询打印，必要时通过网络将报警信息以及部位传输到指定的手机上。

(3)具有良好的可操作性。电气火灾监控系统中的探测控制器应具有易操作的特征，能够使操作者方便对其控制参数进行设定，并通过控制器的显示屏方便对供电参数和运行状态进行了解。此外，其系统中主控制计算机的人机界面交互良好，能够为操作者进行供电系统运行观察，并通过不同颜色显示对其工作状态进行区别，便于掌握和操作应用。

(4)能够进行整定值调整支持。电气火灾监控系统的设计和应用中，由于其系统内部的探测控制器是采用微处理器控制，不仅具有较好的灵活性、运算速度快、可调节的范围较广等特征优势，而且能够在较为广泛的保护范围内对整定值进行合理选择与调整，以促进其工作在一个合理区域。

(5)具有电气设备试验、预警和断电操作等功能。电气火灾监控系统在实际应用中，为保证系统正常运行，需要通过系统中的主控制计算机定期进行试验信号，对其是否存在故障进行判断，一旦出现故障可报警提示同时可以切断故障部位，避免对整个电气防火监控系统的正常运行造成影响。

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电气火灾监控系统在医院的应用

剩余电流式电气火灾监控设备的有效应用

对于电气火灾监控系统中的此类型监控设备而言，其主要是通过监测相关电线和电缆在泄漏时所发生的电流变化，实现对其绝缘状态的有效检测。在此情况下，若是地跌中的相关电气设备在实际运行时出现电气故障，其发生故障的位置就一定是电流在穿过电流互感器时进入大地的实际位点。基于此，为了能够更好将这一类监控探测器的实质性作用充分的发挥出来，相关人员应在合理选择安装位置的同时对其进行有效安装。

ARCM型剩余电流式电气火灾监控探测器，可对回路中的剩余电流互感器进行有效检测，探测器支持开口式和闭口式多种安装方式，可以有效解决现场互感器的安装问题。

图1 低压配电室现场安装    

图2 强电间现场安装
 

测温式电气火灾监控设备的有效应用

由于电器负荷的过载，会导致线缆的电流过流，并苏浙电流的不断提升，地铁中相关电气设备的电阻数值正在持续上升，温度升高，而测温式监控探测器设备的有效应用便是在此运行原理的基础上开展相关工作的。对于此类监控探测器设备而言，其主要是以测温传感器为依靠进行实际工作，一般会在一些发热现象比较明显、发热概率比较高的位置进行实际安装。如，电缆接头和开关触点等。此外，地铁的相关部门也会将此类监控探测器设备安装在开关和底座的接触区域，以实现对低压配电设备使用状态和运行状态的有效检测。比如三级负荷的总断路器接口处等。只有这样，才能在实现有效监测的同时，避免出现电气火灾的相关事故。

ARCM型测温型电气火灾监控探测器主要配合ARCM-NTC型测温传感器，可以对线缆的温度进行有效检测。

图3 ARCM-NTC
 

图4 ARCM-NTC现场安装

限流式保护器的有效应用

随着社会经济的飞速发展，社会电气化程度不断提高，用电负荷过大、线路短路等原因导致电气火灾发生越来越频繁，使得火灾数量呈上升趋势，地铁项目中的电气火灾也屡见不鲜。为了防止电气火灾事故的发生，低压配电系统已普遍采用了智能化的电子设备和系统对用户现场的电气线路进行监测、报警和控制。但是，对于造成电气火灾危害严重、占比大的电路短路故障，始终缺乏有效的限流短路保护手段以预防和解除故障。

安科瑞生产的ASCP型限流式保护器，可以对回路的短路进行有效保护。

图5 ASCP限流式保护器现场安装

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结语

综上所述，对电气火灾监控系统在医院的应用进行研究，结合医院建筑电气线路特点，采用电气防火监控系统，加强对医院电气火灾原因的监测分析，及时进行电气火灾隐患消除，对确保医院建筑电气的正常运行，具有十分积极的意义。