测控电路设计与应用范文第1篇

关键词 电气火灾监控系统；剩余电流式探测器；测温式探测器

中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0029-01

电气火灾监控系统是一个针对电气火灾而开发的预报警系统，是指当被保护的电气线路中的探测参数超过报警阈值时，能够发出声光报警信号、联动控制信号并且能指示报警位置的系统[1]。其特点在于漏电监控方面属于先期预报警系统，其早期报警是为了避免损失，而传统的火灾自动报警系统是为了减少损失。该系统主要由剩余电流式探测器、测温式探测器以及电气监控设备等组成。

1 电气火灾监控系统工作原理

1.1 剩余电流式探测器的工作原理

2 电气火灾监控系统设计

2.1 主机设计

控制主机设置在地上一层的消防控制室内，系统供电要求同火灾自动报警系统。在主机上安装有控制软件，用于整个系统的集中远程控制管理。控制主机上配置相应的打印机、声光报警器、备用电源等。

2.2 确定探测区域和保护范围

一类高层综合建筑为一级保护对象，根据《电气火灾监控系统的设计方法》（暂行）的规定应在正常照明、正常动力、应急照明等配电箱处设置剩余电流式电气火灾监控探测器。

2.3 剩余电流式电气火灾监控探测器设计

一级保护探测器设置在配电室高、低压开关柜的各路配出供电线路上，二级保护探测器设置在配电下一级配电箱（如楼层总配电箱）各路配出供电线路上，三级保护探测器设置在负荷端配电箱的配出供电线路上。根据建筑的具体配电系统情况和确定的探测保护分级即可确定出需探测的配电供电线路总路数，确定每路供电线路的额定电流，进而确定传感器的选型。

1）采用一级保护的配电柜的探测选型。低压出线回路的额定电流直接由低压出线回路的计算负荷电流确定，根据线路额定电流值选择适宜的传感器，按规定安装在线路L1、L2、L3相线上，将线路情况以电子信号传到探测器上。

2）支配电箱和末端配电箱的探测选型。根据线路允许载流量或设备额定功率确定线路额定电流，根据线路的额定电流选择适宜的传感器。线路额定电流的计算如下所示。

根据导线截面面积确定线路额定载流量，根据配电设备的额定电流确定线路的额定电流。

2.4 测温式电气火灾监控探测器设计

《电气火灾监控系统的设计方法》（暂行）中规定了测温式电气火灾监控应设置的部位，对于一类高层建筑应在室内变压器柜、电容补偿柜、整流柜、转换柜、树干式配电回路起始出线端、放射式配电回路出线或进线端、有可能产生过热性故障的配电设备设置测温式探测器。

2.5 短路隔离器设置

报警器至监控中心数据集中报警器之间的联网总线一旦发生局部短路会造成某一回路或全系统瘫痪，因此为避免事故的发生应在回路上增设短路隔离器。

2.6 系统布线设计

探测器与电气火灾监控设备之间采用无极性两总线连接，最大通讯距离不大于1500 m，二总线布线采用截面积不小于1.0 mm2阻燃RVS双绞线。电气火灾监控设备与监控图形显示系统连线采用3芯RS232通讯电缆。电气火灾监控系统设备与总线隔离器之间采用截面面积大于1.0 mm2的阻燃双绞线连接。

3 结论

本文通过对该建筑的配电系统按照配电柜、支配电箱、末端配电箱进行分级保护，利用导线截面载流量或设备额定功率确定线路额定电流。根据配电箱内引出线路的额定电流选择适宜的剩余电流式传感器，并在配电设备和线路适当部位增加测温传感器，最后在每层的总线分支处设置短路隔离器并对系统布线进行设计说明。

参考文献

[1]邹军.浅析电气火灾监控系统的设计[J].电气应用，2011，30（12）：40-42.

[2]王结实，等.电气火灾监控系统在高层建筑中的应用[J].消防与安防，2007，14（s）：21-24.

测控电路设计与应用范文第2篇

关键词：电控发动机；项目化课程；数据检测系统；应用

一、“电控发动机多通道实时数据检测系统”研究背景和研究内容

1.研究背景

对高职院校汽车专业的学生来说，学习发动机电控系统的原理与检测是重点，更是难点。南京交通职业技术学院汽车工程系自200年起，进行了项目化课程的改革，将原有汽车类主干专业课程分成10大项目化课程，汽车发动机电控系统维修是其中重点课程之一。该课程以汽车维修企业岗位任务为驱动，以具体工作任务为载体，通过理论与实践紧密结合的教学方式，培养学生具有发动机电控系统的结构分析、拆装、检修以及故障分析、处理的专业知识和专业能力，同时能够全面培养学生资料的收集检查与判断、规范使用发动机电控系统检测设备、责任心与职业道德、应变能力等综合素质。汽车发动机电控系统维修项目化课程自实施以来，很好地实现了项目化的教学要求，明显提高了学生解决问题的能力。同时也暴露出一些亟待解决的问题：一是面对该课程有限的课时、有限的设备和众多的学生，教学分组率未能达到最佳要求，学生动手操作的机会不够；二是涉及到对发动机电控系统相关电控元件的线路电压、波形等实时数据检测时，学生对发动机电控系统线路破坏严重，教学设备消耗大，设备修复工作量大，同时教学过程也存在安全隐患。如何充分利用现有的教学资源，维护好现有的教学设备，最大程度地满足项目化课程教学的需求，达到预期的培养目标，是当前开展项目化课程教学的一大课题。

2.研究内容

“电控发动机多通道实时数据检测系统”是在原有发动机台架或整车的基础上，重新进行线路改装布置，通过设计三通数据转接口、带电路图多级检测箱、连接线束快速接口等关键组件，可以让学生在多个检测箱上同时进行一台发动机电控系统相关电控元件的线路电压、波形检测，提高发动机电控系统项目化教学的分组率，同时，延长原发动机台架或原车的使用寿命。“电控发动机多通道实时数据检测系统”可以实现让原有的一个发动机台架带动最多30个检测箱的功能。

二、“电控发动机多通道实时数据检测系统”总体设计

1.总体设计方案

图1为“电控发动机多通道实时数据检测系统”总体设计示意图，图中在原车发动机电控元件和原车ECU（电控单元）之间连接一个三通数据转接口，三通数据转接口能确保在原车电控元件和ECU间通讯不受影响的基础上将电控元件信号引出到带电路图的检测箱，三通数据转接口与原车电控元件和ECU间可以实现即拆即装；三通数据转接口与检测箱之间有连接线束，连接线束与检测箱之间、相邻检测箱之间都通过快速接口实现连接，快速接口也可以实现即拆即装。为了保证检测箱上的数据可靠和稳定，在带电路图的检测箱1内设计了运算放大电路，设置了运算放大器数据采集卡，可以将原发动机上电控信号进行有效放大，再传送给检测箱2、3、4等。

2.运算放大电路设计

运算放大电路由输入回路、运算放大器数据采集卡和输出回路三部分组成，如图2所示，其中输入回路分为数字信号和模拟信号两部分，主要接收从三通数据转接口传来的信号，典型的有发动机转速传感器、喷油器控制端、水温传感器等，输出端主要连接带电路图的检测箱2上的电路，将放大的信号传输到下一个检测箱的电路图上。

3.系统软件设计

软件设计部分是整个数据采集放大系统的主要部分，其主要功能是：实时采集发动机电控元件的参数，将信号通过运算放大器放大后，发出控制指令，将信号传输给检测箱2。软件部分也就分成了数据采集、分析判断、输出控制三个部分。为了确保系统运行的可靠性和稳定性，软件设计采取了以下两种算法：

（1）消除输入信号的“抖动”干扰。当输入信号在某一个数值附近“抖动”时，为了更好地保证数据稳定，通过软件在边界数值设计一个“迟滞比较器”，如图3所示。当参数（n）在某一个边界值（n0）附近抖动时，其输出往往也会跟着抖动，影响输出电路的正常工作；当采用了迟滞比较以后，一旦参数（n）超过边界值（n0）后，其判断的边界数值会作相应的调整（n+offset），此时，假如参数（n）由于干扰而突然变化（nn0），条件仍然成立，不会出现先前的抖动现象。

（2）“多次测试，取平均值”法提高系统的稳定性。为了提高系统的稳定性，在软件中运用了“多次测试，取平均值”法。由于本控制系统对时间的响应性要求不高，因此，具体的，用了连续检测5次，求平均值的方法。

三、“电控发动机多通道实时数据检测系统”的应用实践

1.系统对设计对象的适应性

理论上“电控发动机多通道实时数据检测系统”适用于目前所有的在用电控汽油发动机，包括国产和进口的各种车型，能够在原车发动机上进行应用，也能在发动机实验台架上应用。只要是功能正常的电控汽油发动机，都可以应用本系统。值得强调的是传统的化油器式发动机、柴油发动机和使用混合动力的发动机不适用于本系统。

2.系统在教学中的应用

“电控发动机多通道实时数据检测系统”可以在发动机电控系统维修课程六大学习项目，涉及10个具体学习任务的实践操作环节中可以应用，累计实践教学课时为15课时，占该课程实践教学内容的30%，相关内容如表1所示。

四、结语

1.本项目所做的工作和创新点

（1）结合项目化课程改革和实践教学的实际需要，在合理构思充分调研的基础上，在预定时间内完成了项目的硬件系统设计和软件系统设计。

（2）在带电路图的检测箱1内设计了运算放大电路，设置了运算放大器数据采集卡系统，实现了对发动机相关电控元件参数的实时采集和输出控制，并对系统的抗干扰技术提出了软件的处理方法。

（3）在AJR发动机台架上研制了一个匹配的一拖三实时数据检测系统，并完成了对系统的运行调试和教学应用试验，通过一个学期5个班级的循环应用，效果良好。

2.需要进一步研究和完善的工作

（1）从系统设计能力分析，该项目可以实现对电控发动机数据信号一拖30个检测箱，受限于课题经费的限制，本课题只制作了三个数据检测箱，在连接更多的检测箱后，应该进一步调试验证系统可靠性和稳定性。

测控电路设计与应用范文第3篇

【关键词】变电站；电气自动化；系统设计

一、引言

随着科学技术的不断发展以及计算机技术在电力系统的应用，各地区电网都在建设和实现无人值班变电站，我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班，而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术，并已获得成功。在变电站自动化系统的具体实施过程中，目前有不同的方法：一种主张站内监控以远动（RTU）为数据采集和控制的基础，相应的设备以电网调度自动化为基础，保护相对独立；另一种则主张站内监控以保护（微机保护）为数据采集和控制的基础，将保护与控制、测量结合在一起。从我国目前的电力系统运行体制、人员配备、专业分工来看，前者占有较大优势。因为无论从规划设计、科研制造、安装调试、运行维护等各方面，控制与保护都是相互独立的两个不同专业，因此前者更符合我国国情，而后者因难以提供较清楚的事故分析和处理的界面而一时还不易被运行部门接受。但从发展趋势、技术合理性及减少设备重复配置、简化维护工作量等方面考虑，后者又有其优越性。此实施方法正在成为一种发展趋势和共识。

二、方案设计思想

从信息流的角度看，保护（包括故障录波等）和控制、测量的信息源都是来自现场TA、TV二次侧输出，只是要求不同而已。保护主要采集一次设备的故障异常状态信息，要求TA、TV测量范围较宽，通常按10倍额定值考虑，但测量精度要求较低，误差在3%以上。而控制和测量主要采集运行状态信息，要求TA、TV测量范围较窄，通常在测量额定值附近波动，对测量精度有一定的要求，测量误差要求在1%以内。总控单元直接接收来自上位机或远方的控制输出命令，经必要的校核后可直接动作至保护操作回路，省去了遥控输出、遥控执行等环节，简化了设备，提高了可靠性。

从无人值守角度看，不仅要求简化一次主接线和主设备，同时也要求简化二次回路和设备，因此保护和控制、测量的一体化有利于简化设备和减少日常维护工作量，对110kV及以下，尤其是10kV配电站，除了电量计费、功率总加等有测量精度要求而需接量测TA、TV外，其他量测仅作监视运行工况之用，可以与保护用TA、TV合用。此外，在局域网上各种信息也可以共享，控制、测量等均不必配置各自的数据采集硬件，常规的控制屏、信息屏、模拟屏等亦可取消。

对于10kV配电站，由于接线简单，对保护相对要求较低，为简化设备节省投资，建议由RTU来完成线路保护及双母线切换等保护功能。因此需在RTU软件中增加保护运行判断功能，如备用电源自投功能，可通过对相应母线端失压和相关开关状态信号的逻辑判断来实现。

随着计算机和网络通信技术的发展，站内RTU/LTU或保护监控单元将直接上网，通过网络与上位机及工作站通信。取消传统的前置处理机环节，从而彻底消除通信“瓶颈”现象。变电站自动化系统和无人值班运行模式的实施，在很大程度上取决于设备的可靠性。这里指的设备不仅是自动化设备，更重要的是电气主设备。

三、设计说明

变配电站自动化对保证电网安全稳定运行具有重大意义，是实现电网调度自动化、运行管理现代化的重要保障，包括继电保护、变配电站集中监控以及远方调度管理三部分。继电保护有常规电磁型继电器保护、晶体管继电保护与微机保护三种形式。常规继电器保护仍在继续使用，晶体管保护是一种过渡型产品，现在已被先进的微机保护所替代。智能化开关与智能化开关柜，以及变配电站综合自动化系统集继电保护、数据监测及远方调度于一体，在变配电自动化设计中应根据工程实际情况选用上述产品。

1.系统选型

主要从继电保护及站内集中监测与远方调度几方面考虑。对于继电保护而言，35kV及以上的变配电站一般都有变压器保护，应优先考虑选用微机保护或变配电站综合自动化系统。10kV变配电所一般均为电力系统开闭所及用户变配电站，一次接线比较简单，应以常规继电保护为主。选用价格低、性能可靠的智能化开关，智能化开关柜或综合自动化系统之后，可以取消常规继电保护。对于站内集中监测与远方调度来讲，有集中式与分散于开关柜内的集散系统两种形式，变配电站综合自动化系统是一种最先进的分散安装于开关柜内的变配电站站内集中监测与远方调度系统。集中式变配电站计算机监测与远方调度系统需要安装各种电量变送器。测量、信号与控制电缆要由开关柜内引出，外部电缆数量多，设计与施工工作量大，一般不宜再推广使用。变配电站综合自动化系统的末端数据采集与控制单元直接安装于开关柜内，大都采用交流采样从电流或电压互感器直接进行测量，省掉了电量变送器，有些还可以省掉开关柜上的指示仪表。外部电缆只有一根通信电缆与供电电源电缆，设计与施工简单，所以应积极推广选用。智能化开关与智能化开关柜本身已经具备集中监测与远方调度功能。只要设计一根通信电缆引到调度值班室中央控制站计算机就可以实现集中监测与远方调度。但由于各厂家的通信协议不统一，不同厂家的产品实现联网比较困难，所以近期还难以推广应用。

2.电气设计原则

从一次系统与二次系统两方面考虑。对于一次系统设计而言，变配电站采用计算机监测与控制后对一次系统接线没有影响，一次系统接线方式及供电方案仍按有关要求与规定进行设计。变配电站采用计算机监测与控制后，应发挥计算机的图形显示功能，模拟盘可以简化或取消。变配电站采用计算机监测与控制后，可以实现无人或少人值班，值班室面积可以减小，分散值班可以集中于一处值班。

对于二次系统，其设计方案应该注意以下几点：开关柜内的继电保护，计量，信号与控制回路设计不变，值班室的继电保护屏与中央信号系统（信号屏、计量屏与控制屏）保持原设计不变，再设计一套重复的计量、信号与控制回路进入计算机监测与控制系统。开关柜内的继电保护，计量，信号与控制回路设计不变，值班室的中央信号系统（信号屏、计量屏与控制量）取消，集中保护的继电保护屏应保留，再将计量，信号与控制回路进入计算机监测与控制系统。开关柜内的继电保护、计量、信号与控制回路设计不变，值班室的中央信号系统（信号屏、计量屏与控制屏）只包括电源进线与母线联络开关柜，所有出线开关柜均不进入中央信号系统。电源进线，母线联络开关柜及所有出线开关柜的中央信号系统（信号、计量与控制）全部进入计算机监测与控制系统。

二次系统设计原则是：变配电站采用计算机监测与控制后值班室原有的中央信号系统（信号屏，计量屏与控制）应取消，采用集中保护的继电保护屏应保留，应优先选用第二方案。对于有特殊要求的单位或地区，可以选用第三方案，第一方案一般不宜设计选用。

3.电气设计

一次系统的电气主接线方式按原设计不变，在单线系统图的设备型号说明中应注明采用计算机监测与控制系统后所增加的设备数量与型号，如电量变送器，电力监控器等。对于需要通过计算机监测与控制系统进行远方遥控操作的开关，一定要选用能进行远方分、合闸功能的自动开关。开关运行状态要进入计算机监测与控制系统的开关，一般要有一对独立的常开接点引入计算机监测与控制系统。低压自动开关的型号设计时一定要注意满足这一要求，多选一对常开辅助接点。

对二次系统继电保护设计来讲，35kV及以上供电系统可以考虑选用微机保护，而且应优先考虑采用变配电站综合自动化单元。10kV供配电系统仍应以常规继电器型继电保护为主，可以再设计只有监控功能的变配电站综合自动化单元。220/380V低压配电系统，仍应以自动开关与熔断器作为保护，再设计只有监控功能的变配电综合自动化单元。

对于测量回路设计而言，需要进入计算机监测与控制系统的测量参数由设计者根据有关规定与用户实际需要来确定。需要进入计算机监测与控制系统的各种测量参数，首先经过电流互感器与电压互感器变为统一的交流。采用变配电站综合自动化系统之后，其监控单元均为交流采样，直接从电流或电压互感器取0A～5A或0V～100V测量信号，低压直接取220V或380V信号。不再需要各种电量变送器，开关柜上各种测量仪表可以取消。电能计量应选用带脉冲输出的电能表。其型号及一次接线与原电能表相同，只在备注中说明带脉冲输出，并注明与计算机监测与控制系统相匹配的直流电源电压，设计时应优先选用自带供电电源的有源型，输出为隔离型的脉冲电能表。计量柜电能表一般不进入计算机监测与控制系统，所以应在进线开关柜内增加有功与无功脉冲电能表各一块，作为内部统计用电量使用。

对于信号回路设计，所有需要计算机监测与控制系统进行监视的开关状态，均应有一对常开接点引到计算机监测与控制系统。所有常开接点可以共用一个信号地线，但不能与交流系统地线相连接。所有信号继电器均应有一对单独的常开接点引到计算机监测与控制系统。有中央信号系统时，信号继电器应再有一对常开接点引到中央信号系统，以下两种常开接点应分开，由于电压等级不同，不能共用地线。

控制回路设计中应该注意以下问题：计算机监测与控制系统都有合闸与分闸继电器输出接点，将其并连接到开关柜的合分闸开关或按钮上就可以进行远方合分闸操作。计算机监测与控制系统的合分闸继电器接点与开关柜上合分闸开关或按钮之间应设计手动与远方自动转换开关。10kV及以上的供配电系统需要计算机监测与控制系统进行远方合分闸操作时，其控制开关应取消不对应接线，可以选用自复位式转换开关，也可选用控制按钮。所有进入计算机监测与控制系统的远方操作开关的手动分闸操作开关或按钮应有一对独立的常开接点引到计算机监测与控制系统，以便在人工手动分闸时给计算机监测与控制系统一个开关量输入信号，以防止人工就地手动分闸时出现误报信号。

四、变配电站综合自动化系统

变配电站综合自动化系统是以一个配电间隔为单元，由一台电力监控器完成信号测量、继电保护与控制。测量为交流采样，直接从电流互感器或电压互感器取交流。--SA电流信号或交流。0V～100V电压信号，380/220V低压系统直接取交流0V～220V或0V～380V电压信号。所有电力监控器通过通信电缆引到计算机系统。

1.变配电站综合自动化系统外部电缆设计

变配电站综合自动化系统的外电缆设计非常简单，只有一根通信电缆与一根交流220V电源线。通信电缆一般选用计算用屏蔽电缆，线芯为两对两芯0.5m铜芯线，使用一对，备用一对。也可以选用双芯屏蔽双绞线。大型变配电站也可以考虑使用光缆。电力监控器应由专用电源集中供电，以保证供电可靠性，增加抗干扰能力。有些电力监控器可以用220V直流电源供电，此时可以由直流屏集中供电。变配电站数量少时，可以不设现场控制站，电力监控器的通信电缆可以直接引到中央控制站。供电电源可由变配电站内单独提供，距离中央控制站近时，也可以由中央控制站供电。通信距离可达3km。变配电站内开关柜数量少时，可以几个变配电站合用一个现场控制站，每个现场控制站可带犯个电力监控器。电力监控器到现场控制站及现场控制站之间的最远距离均为5km。

2.变配电站综合自动化系统的二次接线图设计

变配电站综合自动化系统的二次接线图设计按所选用的电力监控器种类分为只有监控功能与带保护功能两种。10kV及以下电压等级的供电系统一般应选用只有监控功能的电力监控器，其二次接线图见有关产品设计项或手册。

3.变配电站综合自动化系统的选用

变配电站综合自动化系统的成套设备生产厂商有很多，例如国内的鲁能、南瑞、南自、许继、思达、四通，国外的SIMENS、ABB等公司。应该根据实际设计要求与系统的功能，综合考虑选用，一般的变配电站综合自动化系统应该具有以下功能：SCADA功能、数据库系统、高级专家功能、运行管理功能、网络互联功能。选用的基本原则是：在满足要求的情况下，系统运行的可靠性好、性能价格比高。

五、结论

随着智能变电站建设的不断深化，变电站各系统将逐步优化和完善，实现高效、安全、可靠、经济的变电站建设，有力保证电网安全稳定运行。

参考文献

[1]电气工程电力设计手册[S].

[2]电力设计工程电气设备手册（电气一次部分上、下）[M].水利电力部西北电力设计院.

测控电路设计与应用范文第4篇

关键词：电气火灾；火灾监控系统；设计

电气火灾一般是指由于电气线路、用电设备、器具以及供配电设备出现故障性释放的热能；如高温、电弧、电火花以及非故障性释放的能量；如电热器具的炽热表面，在具备燃烧条件下引燃本体或其他可燃物而造成的火灾，也包括由雷电和静电引起的火灾。

据2008 ～2010年度《中国消防年鉴》统计 ：2007 ～2009 年我国共发生火灾429 738 起，其中电气火灾125 947起，占火灾总数的29.3%，为引发火灾的最主要原因。

电气火灾监控系统是指当被保护线路中的被探测参数超过报警设定值时，能发出报警信号及控制信号，并能指示报警部位的系统。电气火灾监控系统是一种预防电气火灾的手段，是作用于电气火灾发生前的一种实时监控系统。

1电气火灾隐患的主要成因

电气火灾形成主要分为过热型和放电型两种， 实际中火灾隐患主要由过热型引起。过热型是电气线路和设备发热部位产生异常高温， 如超过允许温度和温升， 将会加速绝缘老化或直接引燃周围的可燃物。电型是电气线路和设备产生的故障火花和电弧引燃周围的可燃物。

2 电气火灾监控系统设计概况

2.1摸清建筑物的基本情况

建筑物的基本情况主要包括建筑物的性质、规模、功能及平刨面情况；竖井的布置；结构形式和装饰材料等。在电气火灾监控系统中主要考虑建筑中电力系统的核心部位如电缆井和一些比较贵重的，一旦发生火灾损失巨大的电气机房等。

2.2摸清相关消防设施情况及要求

围绕电气火灾监控系统的功能设置，主要考虑建筑设备供、配电系统，照明与电力电源的控制及其与防火分区的配合；消防电源的配置，应急电源的设计要求等。

2.3漏电火灾报警系统设置

GB 50045―1995《高层民用建筑设计防火规范》第9. 5. 2 条要求，漏电火灾报警系统应具有下列功能： ① 探测漏电电流，过电流等信号，发出声光信号报警，准确提出故障线路地址，监视故障点的变化； ② 储存各种故障和操作实验信号，信号储存时间不应少于 12 个月； ③ 切断电线路上的电源，并显示其状态； ④ 显示系统电源状态。

2.4电气火灾监控的分级保护原则

根据用电负载及线路情况，通常把低压配电线路分为电源总进线、干线、分支线及所连接的用电设备三级，线路较简单的可分为二级。于每一级的正常泄露电流都不一样，另外每一级故障时切断电源所造成的影响也不一样，所以需要选择不同额定动作电流、不同动作特性的探测器。以采用三级保护方式的民用建筑配电线路为例，其分级保护

第三级（末级）是分支线及其用电设备。这里的用电设备是指照明装置、空调、计算机及其他电气等。这一级的保护目的主要是防止人身触电。通常选用额定剩余动作电流小于300 mA，动作时间小于0.1 s的剩余电流探测器，而且探测器应能够发出信号切断受控点的电源。

第二级是干线漏电火灾的保护。这里所谓干线是指它的始端至各分支线之间的一段较长的线路。这一级探测器的额定剩余动作电流应选为正常泄露电流的2倍，一般约在300 mA～500 mA。由于干线供电电源被切断的影响较大，这一级剩余电流探测器一般只用来报警，不用来联动切断受控点的电源。

第一级是电源总进线漏电火灾的保护。这里所谓电源总进线是指它的始端至各分干线之间的一段较长的线路。同第二级的防护目的一样，因此探测器只用来报警，不用来切断电源。它的额定剩余动作电流应比第二级大一些，一般选取为0.5 A～1 A。这个值也应为电源总进线正常泄露电流的2倍左右。重要线路，包括消防、安防、应急电源、通道照明线路及不容许停电的重要场所，根据规范规定，安装纯报警式剩余电流探测器，报警但不切断电源（不控制脱扣），既保证了用电安全又保证了供电的不间断性。

测温式电气火灾监控探测器一般设置在第一级、第二级，监测包括线缆在内的低压配电装置中关键部位的温度，采用接触式布置法。当被检测对象为绝缘体时，宜将探测器的温度传感器直接设置在被探测对象的表面。当被检测对象为配电柜内部的温度变化时，宜靠近发热部件，采用非接触式布置。

3电气火灾监控系统的设备性能要求

a. 可探测泄漏电流信号；

b. 可探测电气联接点处温度信号；

c. 电气火灾监控系统的报警电流值应可调；

d. 电气火灾监控系统应具有自动巡检功能；

e. 电气火灾监控系统应具有发出声光报警， 准确报出探测点地址， 并监视探测点的变化， 打印故障报表功能；

f. 储存各种故障及操作试验信号， 信号储存时间不应少于12个月；

g. 系统监控主机应有良好的兼容性。

4电气火灾监控系统的检验

4.1消防报警联动系统的检验

（1）分别手动触发每一个探测器或者手动报警装置，检查是否报警且位置是否和实际相符。

（2）自动控制状态下的火灾报警系统，按下任一消火栓按钮，火灾报警控制器报火警后，消防水泵应启动；否则不满足要求。

（3）自动控制状态下的火灾报警系统，按下任一消火栓按钮，火灾报警控制器报火警后，消防电梯应有动作；否则不满足要求。

4.2消防广播系统的检验

同时开启背景广播和消防广播，分别使每一层的探测器报火警；该控制层和相邻层广播控制模块应启动相同动作，同时背景广播停止，改为消防广播；否则不满足要求。

4.3消防电话系统的检验

每个电话分机插入电话孔后，在消防控制中心的电话主机上对应的指示灯应亮，主机有报警声，按下主机的对应按键后可以与相应的分机通话。

5结语

综上所述， 电气火灾监控系统是一个联网的整体装置， 是一个完整的系统。其主要功能是在火灾发生前， 能对配电线路、变配电设备、重要用电设备的电流 （以线路漏电电流为主） 和温度变化进行检测， 以及对隐患和故障部位的地址进行报警。

因此， 电气火灾监控系统的设计首先明确保护对象的火灾危险程度， 并结合工程的配电系统设计和负荷特性确定保护分级； 同时， 电气火灾监控系统的设计应以线路漏电检测和报警为主， 可根据负荷特性和运行状况， 对配电设备和线路适当的部位增加温度监控器， 如变压器、电气竖井内的电缆桥架和电缆夹层等， 提高系统的性价比。此外， 在配电设计时还应充分考虑线路负荷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， 认真做好工程的总等电位和局部等电位联结的设计， 合理选配剩余电流动作保护装置等对电气火灾的防护也一样至关重要。

参考文献

[1]杜兰萍.火灾风险评估方法与应用案例 [M].北京.中国人民公安大学出版社.2012

[2]陈南.智能建筑火灾监控系统设计 [M].北京。清华大学出版社.2001

测控电路设计与应用范文第5篇

[摘要] 本文结合某医院病房楼改造工程实例,介绍了漏电火灾报警系统这一新型电气防火系统,分析并提出了设计、验收、调试中应注意的问题。

[关键词] 漏电 火灾 报警

[Abstract] In this paper, a hospital ward floor renovation project examples,describes the leakage of this new type of electrical fire alarm system, fire protection systems, analyzed and presented the design, inspection, testing should be attention.

1.安装漏电火灾报警系统的必要性

目前建筑内火灾事故的发生有一部分是由于电气火灾引起的。由于供电线路及设备安装使用不当、线路老化或机械损伤等原因,造成其绝缘性能下降,导致供电线路及设备与大地之间有不正常的电流流过,产生漏电。

电气线路及装置因绝缘破损发生接地故障时,在漏电点处可能引起电火花并产生电弧。这种电弧由于有很高的阻抗,它限制了故障电流,不足以使过电流保护电器动作或不能及时动作来切断电源,而几百毫安的漏电电流产生的电弧局部温度高达20000C以上,可引燃周围的可燃物造成火灾。

为遏制电气火灾事故的发生,国家近几年颁布实施的相关规范,如:《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008和《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版)、《建筑设计防火规范》GB50016-2006中均提出在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.漏电火灾报警系统的有关国家标准

2.1 现行国家标准《电气火灾监控系统》14287-2005

2.1.1 此标准为制造标准,共分为3部分,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。

电气火灾监控系统被定义为: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位的系统,它由电气火灾监控设备、电气火灾监控探测器组成。

电气火灾监控设备被定义为:能接收来自电气火灾监控探测器的报警信号,能发出声、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的装置。

电气火灾监控探测器被定义为:探测被保护线路中的剩余电流、温度等电气火灾危险参数变化的探测器。探测器分为两种型式: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。

2.1.2电气火灾监控系统设备应具备的主要功能

1.监控设备应能接收来自探测器的监控报警信号,并在30s内发出声、光报警信号,指示报警部位,记录报警时间,并予以保持,直至手动复位。

2.报警声信号应手动消除,当再次有报警信号输入时,应能再次启动。

3.监控设备自身发生故障时,应能在100s内发出与监控报警信号有区别的声光故障信号;故障期间,非故障回路的正常工作不应受到影响。

2.1.3剩余电流式电气火灾监控探测器应具备的主要功能

1.当被保护线路剩余电流达到报警设定值时,探测器应在60s内发出报警信号。

2.探测器报警值不应小于20mA,不应大于1000mA,且探测器报警值应在报警设定值得80%～100%之间。

3.探测器在报警时应发出声、光报警信号,并予以保持,直至手动复位。

2.1.4测温式电气火灾监控探测器应具备的主要功能

1.当被监视部位温度达到报警设定值时,探测器应在40s内发出报警信号。

2.探测器的报警值应设定在55℃～140℃的范围内。

3.探测器在报警时应发出声、光报警信号,并予以保持,直至手动复位。

2.2现行国家标准《高层民用建筑设计防火规范》GB50045(2005版)

此标准中要求“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。”

2.3 现行国家规范《建筑设计防火规范》GB50016-2006

此标准中要求“商店、剧院、电影院、体育馆等人员密集场所宜设置漏电火灾报警系统。”

3.关于系统名称的解释

有2可知,现行国家标准对为防范电气火灾而采用的报警系统的名称并未统一,《电气火灾监控系统》14287-2005将此系统称之为“电气火灾监控系统”, 《高层民用建筑设计防火规范》GB50045(2005版)、《建筑设计防火规范》GB50016-2006称之为“漏电火灾报警系统”。由于名称不一致,在实际应用中有可能造成误解,因此,有待于国家规范的制定部门对其进行统一。本为采用设计图纸说明“漏电火灾报警系统”这一名称。

4.漏电火灾报警系统的设计

以国内某医院病房楼改造工程为例,介绍该系统的基本情况:本工程为旧病房楼改造工程,总建筑面积为23000m2。改造完成后与4万多m2新病房楼结构上连通。此工程用电负荷为一级,防火等级为一级。

本工程低压照明配电干线采用封闭母线供电,漏电火灾报警探测设备安装在封闭母线插接箱内,共12层每层分两路配电,用以实现对线路电气火灾的探测、报警。本系统设计将报警信号就近接入消防报警模块,相当于并入了火灾自动报警系统。

5.漏电火灾报警系统验收中应注意的问题

5.1事前控制

在安装前要有预见性的要求漏电火灾报警器设备厂家、配电柜厂家、配电系统施工单位三方充分沟通,协调有关安装方式、尺寸和电气技术参数。防止安装时不必要的返工,造成质量问题。

在设备进场时要对照图纸检查漏电火灾报警系统等参数是否满足被保护线路、电气设备及设计的要求,主要对厂家提供的检验报告进行检查。

5.2事中控制

漏电火灾报警装置有分体机和一体机两种结构,本工程采用一体机。特别要注意保护装置漏电流报警器电源侧和负荷侧的接线方式,不能反接;同时注意强弱电分开走线,防止接错线或搭线,造成强电串入漏电火灾报警系统总线中,烧毁整个漏电火灾报警系统。

安装完成之后,要进行配电系统剩余电流的检测,及时排除剩余电流异常情况,并作详细记录。

检查报警电流和报警时间是否满足设计要求。对每一台设备安装通电后进行了现场的测试。

5.3事后控制

安装完成之后,应建立保存漏电火灾报警系统的安装和试验记录;根据电子式剩余电流动作保护装置使用寿命的要求,一般工作年限为6年,超过规定年限应进行全面检测。

6.固有泄漏电流的估算及漏电火灾报警电流值的确定

6.1漏电火灾报警系统探测器的报警设定值应考虑配电系统及用电设备的正常泄漏电流。用户侧的正常泄漏电流与室内布线和电器设备的对地阻抗有关。

6.2配电系统及用电设备的正常泄漏电流以实测为准,并参考厂家提供的数据。表1和表2为有关资料上提供的数据。

按照GB14287.2-2005的要求:“探测器报警值不应小于20mA,不应大于1000mA,且探测器报警值应在报警设定值的80%~100%之间。”考虑到医院的特殊性,对泄漏电流报警值本工程的电路系统进行了计算。

本工程每层为一个防火分区,每层主要照明为荧光灯,灯的数量为150盏左右,每层用电脑约20台,每层用在照明回路的电线(4、6 mm2)约为5000～6000m,同时考虑其他用电设备的泄漏,最终计算系统泄漏电流在300 mA左右。