《故障电弧检测技术在电气火灾监控系统中的应用》

《故障电弧检测技术在电气火灾监控系统中的应用》（共5篇）

《故障电弧检测技术在电气火灾监控系统中的应用》 篇1

王巍 黄武杰

（北京习羽杰创科技发展有限公司，北京 100070）

摘要：文章从电气火灾监控系统的基本功能入手，指出了目前该系统存在的不足之处。介绍了故障电弧检测技术的作用，以及该技术在电气火灾监控系统中的应用。

关键词：电气火灾监控系统；故障电弧检测技术

*

The Application of Arc-fault Detection for Electric Fire

Prevention

Wang Wei

Huang Wu Jie(Beijing Xiyu Jiechuang Technology Development Co.,Ltd.,Beijing,100070)

Abstract: The paper introuduces the basic function of alarm and control system for electric fire prevention,and point out the disadvantages of the system.The function of arc_fault detection technology and how to applicate the technology in electric fire prevention is also introduced.Key Words: Alarm and control system for electric fire ；Arc-fault detection technology

1.引言

2007~2009年我国发生429738起火灾，造成直接财产损失457110.7万元，死亡4374人，受伤2363人。对2007~2009年我国发生的429738起火灾的统计数据进行分析，将火灾的起火原因分为电气、生产作业、生活用火不慎、吸烟、玩火、自燃、雷击、静电、不明确原因、放火和其他等11种，从统计数据显示：电气引发火灾125947起占火灾总数的29.3%,是引发火灾的最主要的原因，多年来一直占据首位，居高不下，造成的直接损失达156785.5万元，占火灾总损失的23.86%。电气原因引发火灾一直是我们的关注点，也是火灾防治的重点。

电气火灾是由电气安全隐患、故障和违章安装、使用不当等引发的，而造成的故障包括过欠电压、过电流、短路、接点过热、击穿放电、漏电等等。多年电气火灾研究和火灾调查的实践证明，电气故障引发火灾主要有三种表现形式，即电接触引发火灾、电弧放电引发火灾和电热引发火灾；每次电气火灾是电接触、电弧放电和电发热单独或综合因素的结果。

为了加强电气火灾事故预防工作，有关部门相继制订或修改了有关标准规范，要求设置电气火灾监控系统。如在修订后的《高层民用建筑设计防火规范》9.5.1规定高层建筑内火灾危险

* 作者简介：王巍，男，硕士，主要从事故障电弧检测技术的研究及应用。性大、人员密集等场所宜设置剩余电流动作电气火灾监控系统；《建筑设计防火规范》11.2.7条规定在影剧院、馆所、仓库、住宅小区、医院、商店、学校等场所宜设置剩余电流动作电气火灾监控系统

2.现有电气火灾监控系统的不足

2.1.现有电气火灾监控系统的组成

电气火灾监控系统主要有多功能漏电开关型、分离配置型、分离配置整合型等三种类型；基本组成包括：电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器以及测温式电气火灾监控探测器；该系统能够对被保护线路中的电流、剩余电流、温度进行监视，并及时发现电气火灾隐患，预防电气火灾发生。

电气火灾监控系统集监视、报警、控制、集中管理与一体，监控探测器一般挂接在总线上的支路上，接受主控制器的命令，并传送全部信息；主控制器处理接收来的数据，监控被探测电气线路单相、三相电流，剩余电流，温度等参数的变化。当参数异常时，剩余电流互感器、温度传感器等终端检测元件对信息进行采集，并送到监控探测器里，超出设定值时即发出报警信号，同时输送到监控设备中，经进一步识别判定，当确认可能会发生火灾时，监控设备发出火灾报警信号，报警指示灯亮，发出报警音响，并在液晶显示屏上显示报警信息。

2.2.现有电气火灾监控系统的不足

许多严重的火灾事故是由线路中低于额定电流或预期短路电流的故障电弧引起的。这些危险的电弧可能发生在设计不合理的或者老化的供电线路上、电器插头以及家用电器的电源线，内部线束或零部件绝缘上。当故障电弧发生时，线路上的漏电、过流和短路等保护装置，可能无法检测到故障电弧或者无法迅速动作切断电源，极易引发火灾。2.2.1 无法对串联故障电弧进行有效监测

建筑电气的线路工程一般由入户线、配电盘（柜）（含断路器、电能表计）、建筑物内分支线路导线、墙壁插座、开关、固定安装的电器等组成——各部件之间必须通过连接实现导通。任何连接都不是完整的金属实体，实现连接的过程都会受到人为加工和外界因素的影响，包括接触力，接触面材料及接触面积状态（氧化，灰尘，油污等）等。与电气系统其他部分相比，电气连接点在电气连通、机械强度和保护措施三方面都是最薄弱或最易出现故障的环节，会直接导致电弧或发热，进而引起电气火灾。

目前电气火灾监控系统中的剩余电流探测器，其检测原理是监测线路中的剩余电流，然而当线路中发生串联故障电弧时，线路中的剩余电流不发生变化，导致电气火灾监控系统无法对该类故障电弧进行有效的监控。2.2.2 无法对带电导体间的并联故障电弧进行有效监测

电弧性短路的发生有多种形式，例如当电气线路的两线芯相互接触而短路时，线芯未焊死而融化成团，两熔化金属团收缩脱离时可能建立电弧。又如线路绝缘水平严重下降，雷电产生的瞬态过电压或电网故障产生的暂态过电压都可能击穿劣化的线路绝缘而建立电弧。电弧性短路的起火危险远大于金属性短路的起火危险，当在现有电气火灾监控系统中，被监测线路发生带电导体间的电弧性短路时，在电弧建立初期，由于电弧具有很大的阻抗和电压降，限制了故障电流，使得短路电流无法迅速上升到5~8 In以上，线路上的断路器无法及时可靠动作并切断电源，从而使电弧持续存在，增加了火灾发生的几率。2.2.3 无法对电弧性对地短路进行有效监测

在电气线路短路起火中，接地故障电弧引起的火灾远多于带电导体间的故障电弧火灾。这首先是因为接地故障发生的几率远大于带电导体间短路的几率。问题还不只在于此，一旦发生接地故障，由它引发产生的危险电弧的几率也远远大于带电导体间产生危险电弧的几率，这可用下图说明。

图1.PE线连接点导电不良示意图

图1中a，b，c和d各为相线、中性线和PE线的连接端子。a、b两端子如果连接不良或不导电，设备将不运转或运转不正常，可及时觉察予以修复，不会引发事故。但PE线端子c、d不导电或导电不良却不易觉察，设备仍能照常运转，这时c、d端子的连接不良成为一个事故隐患而持续存在。如果c、d端子连接松动导电不良，端子处将迸发电火花或电弧（延续和集中的电火花即为电弧），很容易引燃近旁可燃物从而导致起火。

虽然剩余电流式探测器可以检测到该类故障，但由于接地性故障电弧发生时，电流波形会发生畸变且故障电弧电流时有时无，导致剩余电流式探测器无法准确可靠地检测到该类故障；而且由于剩余电流式探测器检测周期较长，即便监测到该类故障时，可能已经引发起火。

3.故障电弧检测技术在电气防火中的应用

3.1故障电弧检测技术的作用

故障电弧检测技术，通过分析被监测线路上的电流信号，可以准确检测到线路上是否有串联故障电弧、并联故障电弧和接地故障电弧的发生。该技术在0.5s的时间内即可检测到线路上故障电弧的发生，可以在导线绝缘层和周围可燃物尚未燃烧前发出报警信号，有效降低了由于接触不良，绝缘老化，机械外力等因素导致的电气火灾发生的几率。

3.2故障电弧检测产品的设置位置

目前的故障电弧检测技术，还只能监测单相线路上发生的故障电弧，所以这决定了故障电弧检测产品只能设置在单相线路上，不能设置在三相线路上。

同时，由于故障电弧检测技术通过分析线路上的电流信号来判断是否有故障电弧发生，所以故障电弧检测产品不宜设置在额定电流过大的线路上。将故障电弧检测产品设置在额定电流过大的线路上，势必会带来两方面的影响：1.由于线路上同时工作的用电负载数量过多，且负载性质各不相同，这会造成多种形状的电流信号互相叠加，增加了检测产品误动作的几率。2.当线路工作电流过大时，在某一工作电流较小的支路上发生故障电弧，此时由于故障电弧电流幅度较小，其信号特征会被幅度大的干路工作电流所淹没，造成检测产品的拒动作。

3.3故障电弧检测产品与监控设备的连接

故障电弧检测产品与监控设备的连接，可以借鉴目前测温式探测器和剩余电流式探测器与监控设备之间的连接方式，将故障电弧探测器设置于楼层配电间处，负责一个区域内线路故障电弧的监测，通过二总线（RS485，CAN等方式）的连接方式与监控设备进行通讯，实时传输各个监控通道的状态，并接收监控设备发出的指令。

4.故障电弧检测技术在电气防火领域中的发展现状

4.1故障电弧检测技术开始被重视

故障电弧检测技术，最初被国内研究院所和厂家所认知，多是通过AFCI（故障电弧断路器）和UL 1699标准。然而美国电网与中国电网的实际情况却相差很多，无论从电压，频率，配电系统结构等方面都有所不同，照搬UL 1699标准必然无法适应中国的实际情况。近些年来，国内研究院所和厂家，投入了大量的人力物力，在故障电弧引发火灾的机理，故障电弧模拟仿真，故障电弧检测方法，故障电弧试验平台，故障电弧检测产品实际工程应用等方面，都做了大量的研究和尝试，为故障电弧检测技术在国内的发展和应用奠定了坚实的基础。

4.2国家标准加快出台

2011年12月，在全国消防标准化技术委员会第六分技术委员会会议上，完成了对 GB 14287.4 《电气火灾监控系统 第4部分：故障电弧探测装置》征求意见稿的讨论。国家标准的加快出台，势必对故障电弧检测技术在电气防火领域中的推广和应用起到积极的促进作用，国家标准的实施更可大幅度降低由故障电弧导致电气火灾发生的数量和几率。

参考文献 ［1］邸曼，赵长征，张明.2007至2009年我国电气火灾统计分析的研究，电气火灾防治与调查技术：2011，2011，8:384-388 ［2］GB 50045-95 高层民用建筑设计防火规范 ［3］GB 50016-2006 建筑设计防火规范

《故障电弧检测技术在电气火灾监控系统中的应用》 篇2

【关键词】火灾监控；电气防火；建筑防火引言

随着人们对建筑防火的重视程度加大，政府也对建筑防火建设进行了一定的规范，2005年修改发布的《高层建筑防火设计规范》对电气防火问题进行了较为细致的说明。尤其是在一些人员密集的场所，诸如医院、商场、酒店等，对电气防火的要求更高。这时，电气火灾监控设备的安装与设置就显得尤为必要。

1建筑电气火灾监控装置的功能

1.1　实时监控功能。在安装有电气火灾监控装置的被监控区域，监控设备可以对漏电流、温度、电压等方面的参数进行监控，并将这些监控数值实时的显示在中央监控设备主机上。而中央监控系统则可对这些设备值设置预报警阀值、报警动作值、故障区域以及报警的动作时间，便于及时的对火灾情况进行响应。同时，还可以实时的显示出漏电流的变化曲线并记录对应的参数与监控状态。

1.2　单个区域监控与网络监控策略。单个独立的被监控区域控制器能够对各个受保护的单个区域的对地漏电电流值进行监控，同时也可以在将各个独立的监控器分组分级之后进行组网监控，实现网络监控的目的。对于剩余电流预报警值以及火灾报警动作时间的设置可以根据具体的需要来进行调节，而设置手段即可以现场设置，也可以远程控制。

1.3　预报警功能。当所监控区域的漏电电流超过了所设置的漏电电流阀值时，将使得蜂鸣器报警，警灯闪烁，并启动对应的火灾报警动作。操作者可以及时的在报警区域对漏电地点进行故障排查工作，排除漏电故障点，从而将电气火灾隐患限制在萌芽状态。

2建筑电气防火中火灾监控装置的应用

2.1　建筑火灾监控设备的优缺点与选用。当前市面上销售的建筑电气火灾监控设备种类较多，应该根据建筑自身的供配电系统以及设备自身的固有漏电流的大小来选择合适的火灾监控设备。主要的监控设备包括：可以根据建筑电气自身漏电电流大小来自动设置报警电流阀值的监控装置；电气断路设备自身包括的检测与通讯接口设备，这部分是由之前的低压电动机保护装置的基础上发展起来的。这些设备的产品质量较为稳定，工艺相对成熟，与建筑的整体配电系统和其他的元器件能够紧密的配合起来。

其中，当选择漏电保护类型的电气火灾监控设备时，监控设备是否可以正常工作与其接地方式以及监控设备的安装方式有直接关系。在配电系统的设计过程中，由于已经将电气火灾的监控考虑了进来，所以漏电式火灾监控设备和纯粹的剩余电流式电气火灾监控设备相比，具有稳定性较高以及故障判断能力高的优点。

2.2　低压配电火灾智能监控系统。与单一的“剩余电流式建筑电气火灾监控装置相比，智能低压配电火灾监控系统的功能较为全面，综合判断能力以及敏感度都较高。

2.2.1　测试、显示与信息存储。在监控过程中，配电监控设备能够对低压配电柜中的所有设备进行电压、电流进行采样分析，将这些设备的电压、电流、频率、功率因数、供电能量、环境温度以及设备的漏电电流等信息数据传输到系统的CPU或者是DSP。在经过数据处理之后获得监控设备的实时网络状态，而工作人员对这些数据进行监控和读取，而对一些重要的节点数据则存储到系统的存储器当中。

2.2.2　检测数据的现场搜集与远程控制。系统在完成电气设备的信息采集工作之后，通過对应的通讯扩展接口将数据传输到系统的处理中心。系统所支持的通信接口较为丰富，可以支持RS232、RS485和IS-DN等各种通讯协议，实现了高效、简洁的实现目标。在需要进行远程数据交换与控制时，还可以通过监控装置所集成的RS232与RS485通讯接口来与控制端口设备进行联系，实现远程数据通讯。

2.2.3　现场数据的综合处理。低压配电火灾智能监控系统还具有配套的后台操控管理软件，能够帮助建筑的供电中心管理人员实时的采集到所需要的数据，对之进行分析与预处理。利用系统的管理软件对建筑的电气系统设备的分布、电气分布以及各级配电情况进行绘制，设置具体的保护参数来对各个级别的漏电保护形成对应的预警。

2.3电气火灾监控装置与建筑工程配电系统的主要组合形式。根据具体的建筑工程配电系统形式，电气火灾监控装置应该选择对应的形式，与之形成最佳的组合形式，保证其达到最佳的控制要求。

2.3.1配电箱、控制柜内部安装。这种形式主要用于对新建工程，主要是针对各个楼层设置专门的配电箱火灾是控制柜。这时，电气火灾监控装置一般直接安装在配电箱火灾是控制柜的恰当位置。

2.3.2配电箱、控制箱柜外部安装。这种安装方式是将监控设备单独的制作成为一个独立箱体，然后将电源通过电气火灾监控探测器之后，再将电源线接入到配电柜中。这种安装方式主要用于对旧系统的改造过程中。这时，所选择的电气火灾监控设备建议采用矩形漏电互感设备，这样可以在不修改既有配电柜内部设备布置以及线缆连接的基础上实现漏电设备的安装。

2.3.3与配电柜形成成套设备的安装方式。这种方式就是直接在配电柜的控制面板上嵌入漏电控制设备，只需要在控制面板啊哈是能够固定一个电流互设备即可，不需要对配电柜的内部结构加以改动，一般由成套设备生产厂商决定面板上所预留的电气火灾监控设备尺寸，所以选择监控设备时有一定的限制。

3结语

本文对火灾监控装置功能进行了论述，探讨了建筑电气防火中火灾监控装置的主要应用功能，同时列举了电气火灾监控装置与建筑工程配电系统的主要组合形式。

参考文献

［1］　王希光.　浅谈电气火灾监控报警装置在建筑防火中的应用的必要性［J］.　科技创业家，　2011（3）：178.

《故障电弧检测技术在电气火灾监控系统中的应用》 篇3

吴海英

安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定，20180引言

近年来我国电气火灾在火灾事故总数中所占比例日趋上升。电气故障引发的火灾在城市火灾事故中已列入火灾成因的首位。全面监控和预防电气火灾的发生已成为工程建设和设计中一项不可或缺的重要内容。电气火灾的主要成因

1）安装、接线疏忽引起的相间短路

2）安装环境潮湿

3）泄露电流

4）断路器（熔断器）的额定电流选择偏大

5）线缆电流密度偏大

6）线路实际载流量超过设计载流量

7）三相负载不平衡防范电气火灾的主要手段

推广应用电气火灾监控系统装置，积极改造老旧建筑的电气线路，消除火灾隐患，线路设计充分考虑符合增长因素和敷设条件对载流量的影响，选择足够的中性线截面，末端配电线的总等电位接地和局部等电位接地，保证施工质量，加强质量监督和验收工作。系统设计应用的依据

1）GB50045-95(2005版)《高层民用建筑设计防火规范》，其中在条文9.5.1里规定:高层建筑内火灾危险性大、人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。

2）GB50016-2006《建筑设计防火规范》，在条文11.2.7里规定:下列场所宜设置剩余电流动作电气火灾监控系统。这些场所包括各种类型的:影剧院、馆所、仓库、住宅小区、医院、商店、学校等等。

3）国家标准《建筑电气火灾预防要求和检测方法》有关条文也明确要求“应在电源进线端设置自动切断电源或报警的剩余电流动作保护器”。

4）电气火灾监控系统的产品应满足:GB14287.1-2005《电气火灾监控设备》、GB14287.2-2005《剩余电流式电气火灾监控探测器》、GB14287.3-2005《测温式电气火灾监控探测器》

5）电气火灾监控系统的安装和运行应满足GB13955-2005《剩余电流动作保护装置安装和运行》

6）电气火灾监控系统的供电应满足GB50052《供配电系统设计规范》的要求

7）电气火灾监控系统的设计应满足《电气火灾监控系统的设计方法》的要求系统的基本组成及工作原理

1）基本组成Acrel-6000电气火灾监控系统采用分层分布、开放式结构设计，由站控管理层、网络通讯层和现场设备层组成。各电气火灾监控探测器通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入通讯服务器，然后通过五类线TCP/TP协议进入工业交换机，然后通过光缆到达监控主机。

a）现场设备层主要是连接网络中用于电参量采集测量的各类型的仪表和保护装置等，也是构建该监控系统必要的基本组成元素。监控设备能接收来自电气火灾监控探测器的报警信号，发出声光报警信号和控制信号，指示报警部位，记录并保存报警信息，是系统的管理中心。不仅肩负着采集数据的重任，同时也是执行后台控制命令的终端元件。监控设备具有主、备电源自动切换功能，保证系统的稳定性。

b）通讯控制层主要是由通讯服务器、接口转换器件及总线网络等组成。该层是数据信息交换的桥梁，不同的接口转换器件提供了RS485及以太网等各种接口，组网方式灵活，支持点对点的通讯、现场总线网络、以太网等类型的组态网络。通讯服务器主要用于直接对现场仪器仪表转达上位机的各种控制命令，并负责对现场仪器仪表回送的数据信息进行采集、分类和存储等工作，如电压/电流等电参量、输入开关量状态、修改仪表内部参数或各种控制继电器断开/闭合的操作命令等；

c）管理测控层是针对监控网络的管理人员，该层直接面向用户。该层也是系统的最上层部分，主要是由电气火灾监控系统软件和必要的硬件设备如计算机、打印机、UPS等。其中软件部分具有良好的人机交互界面，通过数据传输协议读取前置机采集的现场各类数据信息，自动经过计算处理，以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况，并可接受管理人员的操作命令，实时发送并检测操作的执行状况，以保证供用电单位的正常工作。

2）工作原理

其基本原理是，当电气设备中的电流、温度等参数发生异常或突变时，终端探测头(如剩余电流互感器、温度传感器等)利用电磁场感应原理、温度效应的变化对该信息进行采集，并输送到监控探测器里，经放大、A/D转换、CPU对变化的幅值进行分析、判断，并与报警设定值进行比较，一旦超出设定值则发出报警信号，同时也输送到监控设备中，再经监控设备进一步识别、判定，当确认可能会发生火灾时，监控主机发出火灾报警信号，点亮报警指示灯，发出报警音响，同时在液晶显示屏上显示火灾报警等信息。值班人员则根据以上显示的信息，迅速到事故现场进行检查处理，并将报警信息发送到集中控制台。系统的设计及应用

1）典型组网方案示意图

a）大型建筑群组网方案

大型建筑群，楼层高，多栋楼体分散。采用Acrel-6000/Q电气火灾监控设备+Acrel6000/B电气火灾监控设备+电气火灾监控探测器三层结构组网模式，便于区域化管理，采用RS-485网络通信，以太网通信，满足了通信实时性高的要求。

b）大型单体建筑组网方案

大型单体建筑，采用Acrel-6000/Q电气火灾监控设备+电气火灾监控探测器两层结构组网模式，监测管理功能全面，性价比高，采用RS-485网络，通信介质采用屏蔽双绞线，满足了通信实时性高的要求。

c）中型建筑组网方案

中型单体建筑，采用Acrel-6000/B电气火灾监控设备+电气火灾监控探测器两层结构组网模式，造价经济，性价比高，采用RS-485网络，满足了通信实时性高的要求。

d）小型建筑电气火灾监控系统

小型建筑，采用Acrel-6000/B电气火灾监控设备进行监控，造价经济，性价比高。

2）系统在建筑设计中的应用

安科瑞电气股份有限公司于2011年8月承接了轨道交通11号线安亭站地块剩余电流式电气火灾监控系统，该项目分A1、A2a、A2b、A3、A4、A5共5个区，安装了196只ARCM200-J1剩余电流式电气火灾探测器。探测器通过RS485总线与位于监控中心值班室电气火灾监控设备组成火灾监控系统，采用了Acrel-6000电气火灾监控设备，具有集中调度、控制、保护、监视、显示等功能，集用电安全管理、分析、记录于一体智能化优点，可大大降低应用场合的电气火灾发生率。

系统主要实现了对分散在建筑内的196只探测器进行遥测、遥调、遥控、遥信，方便实现监控与管理；监测漏电流、过电流信号，发出声光报警信号，报出故障位置，监视故障点变化，储存各种故障信号；根据探测器提供的信号种类进行相应的显示、报警，包括分/合闸、剩余电流故障、过电流故障、电压故障或温度等报警信号；具有自检功能，对通信线路的短路、断路进行检查。

参考文献：

电气火灾监控系统应用浅析 篇4

关键词：电气火灾监控系统 高层建筑 电开关型 分离配置型

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（b）-0070-01

1 系统的特点

电气火灾监控系统，主要是漏电监控方面的。此系统在早期阶段是防止损失，和传统的火灾自动报警系统为减少损失的目的不一样。因此，无论是新工程项目还是翻新工程项目，特别是已安建好的火灾自动报警系统的公司，必须安装电气火灾监控系统的最核心因素。

2 系统的基本组成及工作原理

2.1 基本组成

按照国标GB14287-2005《电气火灾监控系统》和另外补充的规则《电气火灾监控系统的设计方法》，能够知晓电气火灾监控系统的组成部分。电气火灾监控设备、剩余电流式与测温式电气火灾监控探测器等3个最基本仪器种类组成。在这里，监控探测器与剩余电流互感器组成剩余电流式电气火灾监控探测器。监控探测器与测温传感器组成测温式电气火灾监控监测器。

2.2 工作原理

如今，在中国设计、开发以及生产电气火灾监控系统的公司，已知晓的有十几家公司。可是，按照现实的数据信息可知，此系统最基本产品类型的全部配好的仅有几个公司。该系统的主要思想有三步。在电气设备中，如果电流、温度等数据信息产生异样的时候，比如剩余电流以及温度传感器的探测头，依照电磁场感应原理以及温度的动态变化对此信息做采集，同时传送至探测器里。然后，再经过放大、数模转换器以及CPU对动态幅值做分析、判定以及报警预设值做对照。若此值超出了预设值，那么就会有报警信息，也传送至监控设备里。接着，经过监控设备做更深入的辨识和评判，如果能够确定很可能出现火灾，监控主机就会有火灾报警信息提示，报警等闪烁、蜂鸣器开始鸣叫，显示屏也有火灾报警信息提醒。管理员会按照这些报警信息，立刻赶到事发场地做检测清除措施，同时把报警信息传递至集中控制系统中。

3 系统应用类型分析

为用户设计安装电气火灾监控系统，最重要的环节就是要挑选一套可靠实用的产品。

3.1 多功能漏电开关型

该系统的主要特征是：监控探测器不仅具有剩余电流或者是温度探测以及报警的功用，而且还要很多其他的外扩功能。比如，将过电流及过电压、延时输电、避雷、欠压等功能都能够远程集中监测，将众多功能集中于一体。该类型从外表来看出来，是盒装。按照内部的结构看，是把包括电源变换、信号处理、报警以及显示电路，通信、联动接口等的监控探测器以及电流、剩余电流互感器、主回路分断开关都全部的集中在一起，形成一种多种功能的漏电开关仪器。这种产品的优势有下面即将叙述的四点。第一：保护功能较多；第二：内置电流以及剩余电流互感器；第三：接线较少。第四：整体度高。相应的，缺点有点。第一：结构复杂。第二：造价成本高。第三：故障率较高。尤其是在信息进行监控、探测、分析、报警、通信等电路和三相交流电或是单相回路之间的间距比较近时，很容易会因强电磁场而受到较大干扰，从而使得产品功能的平稳性变低。另外，系统里面的结构还包括电源控制开关，通常叫做断路器，其为低压配电系统里较为重要的部件。该部分一定需要得到电气开关类的3C认证。第四：安装使用较为复杂。对于新建工程就必须有与配电箱或配电柜公司通过协商进行合理的组装，只是对于改造工程里面已生成以及使用的配电箱应用就不太合适。

3.2 分离配置型

该系统的类型是将电气火灾监控设备以及探测器进行分开配置。其中，电气火灾监控探测器含有探测头剩余电流以及温度传感器。在经过监控探测器经过采样配电柜或配电箱内导电母线中的电流以及漏电流信号，会经过内部嵌入的单片机系统进行运算分析之后，按照二总线的通信规约，会上报到消费控制管理中心的电气火灾监控设备里。在经过更加详细的分析处理以后，需要做联动控制，这样才可以实现系统里所需求的功能。通常情况下，仅有剩余电流以及温度探测的功能。在此系统中，系统分工较为明细、结构较为简单、成本较低、低故障率，没有电源控制开关，也没有配电系统，只有剩余电流互感器或者是测温探头进行采样，性能平稳。主要的缺点是：监控设备和探测器、探测器和终端探测头间需敷设信号线以及芯脱扣控制线。这种类型的仪器，不管是在新项目还是翻新项目中的应用，均为简单易操作。由此可推测，该种类型和低压配电系统相对独立的产品结构都是在以后电气火灾监控系统设备中有着良好的发展前景。

3.3 分离配置整合型

在电气监控设备以及探测器分离配置型设备里的分离配置整合型是其中一种比较特别的类型。这种整合型和分离配置型不一样的是：这总线可以直接采用普通火灾报警系统的二总线，可以忽略掉集中控制器以及上位机，可由火灾报警控制器整合电气火灾监控器以及探测报警功能共同控制。其优点是：能够省去电气火灾监控系统集中控制器、上位机以及组网布线，这样一来，成本就降低了，使得消防监控中心一体化，界面一致，管理较为容易方便。其缺点是：之前的火灾报警控制系统必须要再经过GB14287-2005电气火灾监控系统的双重检测认证，这样就使得此套方案无较大意义。另外，此种组合，较为复杂的火灾报警系统故障率高，从而会使得整个电气火灾监控系统的安全性能变低，还可能导致完全崩溃。综合来看，将独立的电气火灾监控系统与传统的自动报警系统各自独立分离较为合适。

参考文献

[1]孙士尉，张铁壁，谢国旗，等.基于CAN总线的高层建筑电气火灾监控系统[J].仪表技术与传感器，2011（5）：45-47.

[2]徐锡生. 浅谈高层建筑电气火灾监控系统的设计[J].机电信息，2011（15）：160-161.

《故障电弧检测技术在电气火灾监控系统中的应用》 篇5

关键词：电力系统；自动化控制；应用；发展前景

引言

电气自动化控制技术的发展，使电力行业的管理与控制越来越方便，推动着电力系统逐渐走向智能化及信息化的道路，使电力行业能更健康地发展。然而电气自动化控制技术应用还远远达不到成熟甚至完善的地步，同时随着科技水平的提高以及社会行业的发展，对自动化技术会提出更多要求。因此在未来发展中，自动化技术将会成为电力事业的主要方面，随着科技进步，它的重要性将会不断提升。

1.电气自动化发展概述

1.1县级城市电网自动化控制格局现状

目前县级城市的电网自动化控制已不断走向成熟，主要体现在城市电力主网及配网自动化系统。例如雷州市的电网格局。雷州电网建设于湛江电网的南部，通过一回220kV雷霞线及一回110kV雷月线和湛江电网相联，以省网供电为主，地方供电为铺。自动化控制在该市电力系统中得到很大应用，目前，雷州电网有220kV变电站1座，主变1台，主变容量270MVA；110kV变电站4座，主变6台，主变容量131MVA；35kV变电站13座，主变容量73.15MVA。在2005年雷州电网全社会用电量最高负荷为73.5MVA，其中13个自动化变电站起到很大作用。

1.2电气自动化控制技术的实现形式

（1）电网调度自动化

电网调度自动化主要是由电力系统的专用广域网来连接，包括电网调度中心的计算机网络系统、服务器、工作站、打印设备以及大屏蔽显示器等等，用来调度范围之内的变电站、发电厂的终端设备，调度电网的控制中心等。

（2）发电厂的分散测控系统

发电厂分散控制系统通常使用的是分层分布式的结构，由四部分构成：运行员工作站、过程中的控制单元、冗余的高速数据通讯网络（以太网）及工程师工作站。过程控制单元主要是由智能I/0 模件和冗余配置的主控模件构成的。主控模件的通讯是通过智能FO 模件与冗余的I/0 总线来实现的。进行处理运算后，过程控制单元通过设备状态实时显示的状况、运行的参数和打印，还有输出信号直接驱动的执行机构，从而实现生产过程的监测、控制以及联锁保护等功能，使生产过程井然有序。

2.电气自动化控制技术的应用概况

2.1目前自动化控制技术在电力系统中的应用

（1）县级城市配网自动化控制应用

面对县级城市的配网格局，调度自动化系统和配网自动化系统是电网控制领域功能不全相同的系統，但这两个系统可通过变电站的出线开关而紧密联系。

对于像雷州市这样的县级城市，由于调度与配网的规模都不大，所以选用调、配一体化主站系统是实际应用及经济可行性上都是合适的。一体化系统具有共享支撑的软件平台，其系统的软硬件资源实现完全共享，从而大大减小运行维护费用。系统通过操作权限管理，可以保证在调度、配网运行时的安全性和可靠性。如果从运行管理的体系上看，调度与配网控制是独立分开的系统，一体化平台可以降低整个系统的投资。调度、配网一体化系统是县级配网自动化系统首选的模式。

（2）电力一次设备控制检测技术应用

一般情况下，常规的电力一次设备同二次设备通常相隔几十甚至几百米距离进行安装，他们之间通过大电流控制电缆和强信号电力电缆互相连接。电力一次设备智能化指的是在进行一次设备结构设计时，还需考虑把常规的二次设备的部分甚至是全部功能都融入进去得以实现，从而省掉一些含大量电力的控制电缆或信号电缆，通常简单点说便是自带测量以及保护功能的一次设备。例如我们常见的有“智能化的开关柜”、“智能化的开关”及“智能化的箱式变电站”等。

电力一次设备还可以进行在线状态检测为了确保电力系统安全稳定地运行，需要长期且连续地在线监测电力系统中一次设备的重要运行参数，这样不但能够可以对设备各时刻的运行状态进行监视，同时还能对各种重要参数的变化方向进行分析，预先判断是否存在故障，进而使设备的维修保养周期延长，促进设备利用率的提高，保证电力设备可以从定期检修过度到状态检修。

2.2电气自动化控制应用的优点

（1）改善电力系统运行维护模式

电气自动化控制可以实现电力系统的自动维护管理，提高系统自身的安全性，减少运行成本。在调度与配网一体化系统中，自动化控制可以有效提高城市配网系统的可靠性及安全性。此外，自动化检测中的远程检测可以减少电缆的使用量，实现经济化，且提高了系统的可靠性。自动化控制可以减少人工成本，运营成本，开创全新的高效率运行维护模式。

（2）运行人员专业素质提高

自动化控制系统出可以减少运行人员成本之外，还可以提高电力行业专业人员的管理素质，进而提高整个电力事业的可靠性。由于自动化技术的快速更新升级，运行人员也需要不断培训以适应高科技管理技术。

3.自动化控制系统在城市配电网中的发展前景

3.1依靠IT技术发展

科学技术在不断提升，电力系统逐渐依靠IT技术来发展。目前，有许多电力系统自动化依靠于计算机技术以及电子技术发展的重要技术。现在是网络化的时代，当某地的电网出现问题时，网络便可通过检测来即时地将讯号通知发出，有助于电力部门及时做出改进措施，这项技术可有效应用于电气自动化技术中的网络通信技术及微机技术等的应用，从而使电力系统的安全性与可控性得到加强，促进电力系统中的智能控制的自动化技术水平的提高。

3.2人工智能及仿真技术

信息化技术在不断地发展，对自动化技术有着十分明显的影响。如今的电力控制系统中，人工智能技术在不断被采用，当局域出现问题时，通过网络便能立即反应出来，甚至还有些问题通过网络便可以得到解决。目前随着自动化技术的发展，信息化技术不断在实现人工智能化，这样可以将传统的电力管理中耗费的人力大大减少，让电力自动化技术能够更加接近人工智能化。

目前，我国的电气自动化技术在发展和探索的同时还不断地在与国际进行接轨。因此，我们应该将自身的技术及创新能力提高，从而使我国的自动化技术达到一个相当高的水平。当前电力系统中的自动化技术已经日趋真态化，它不但可以呈现出许多实验数据，同时可以保证多项操作顺利进行，而且可以协助实验人员对新的装置进行测试，并能同步实施控制，由此仿真技术可以为电力系统提供较方便且较好的实验条件，从而更加便捷地对电力系统进行动态的监控与仿真建模，不但有助于操作且易于控制。

3.3光电式电力互感技术

电力互感器作为输电线路中不可或缺的一项重要设备，其主要作用是将大电流的数值和输电线路上的高压按照一定的比例关系降低到可以通过仪表来进行直接测量的标准数值，从而方便用仪表直接测量。但其也有缺点，随着电压等级的不断升高其绝缘难度将越大，设备的质量与体积也将越大；信号的动态范围小，会导致电流互感器达到饱和，或者会发生信号变化；此外，互感器的输出信号不可以直接和微机化的计量及保护设备接口。

4.结束语

电气自动化是电力系统中不可或缺的，在今后的变电站发展中，自动化控制模式将会得到越来越多的应用。根据未来计算机 IT技术及人工智能科技的发展前景，更多高效自动化控制技术得到研究应用。电气自动化控制技术已在目前的电力事业发展中占据着越来越重要的地位。

参考文献：

[1]郑维扬.试论电力系统中运用电气自动化控制技术[J].湖北省荆州市供电公司客户服务中心计量部，2012.

[2]黄日茂.浅析电力系统中运用电气自动化控制技术[J].广州智光电气股份有限公司，2013.