剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器嵌入式

嵌入式電氣火災(zāi)監(jiān)控儀表（圖1）

如圖所示，是一塊綜合型電氣火災(zāi)監(jiān)測儀:整合配電中全電量測量,顯示,通訊和電能管理等全部功能.將剩余電流的測量、火災(zāi)監(jiān)控、電氣故障保護(hù)、報(bào)警控制輸出等整合于一體，產(chǎn)品適用于進(jìn)線回路。

該電氣火災(zāi)監(jiān)控器 是一個多功能的可靠的測控裝置，可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的空氣開關(guān)、漏電開關(guān)功能的智能化產(chǎn)品。在安全用電、防火、防災(zāi)等領(lǐng)域有十分重要的作用。特別適用于學(xué)校、商廈、工廠車間、集貿(mào)市場、工礦企業(yè)、國家重點(diǎn)消防單位、智能大廈與小區(qū)，石油化工、電信及國防等部門用電的安全保護(hù)。

功能特點(diǎn)：

1. 額定電流IN: <1000A,通過一次回路中保護(hù)型互感器變成5A后 2次接入.

2. 額定電壓V: 低壓三相四線系統(tǒng),3X220(380V)系統(tǒng).

3. 輔助電源: AC/ DC 80~270V通用

4. 額定剩余電流動作值: IΔn:50mA~2A ,可編程設(shè)置.報(bào)警值IΔno=1/2IΔn

5. 額定剩余電流動作時間:0.1~2可調(diào),間隔 0.1s ,支持速斷和反時限模式

6. 過壓動作電壓: 120~150%額定電壓 可編程

7. 欠壓動作電壓: 50~80%額定電壓 可編程

8. 支持過載 缺相等方式報(bào)警輸出

9. 溫度測量范圍 : 10℃~150℃, ±1℃.

10. 工作溫度:-20~70 安裝方式:120*120的嵌入式安裝.

嵌入式槽型電氣火災(zāi)監(jiān)控儀表（圖2）

動作值

MODBUS-RTU協(xié)議

CANBUS可選

MODBUS-RTU協(xié)議

CANBUS可選

導(dǎo)軌式電氣火災(zāi)監(jiān)控儀表（圖3）

（溫度非標(biāo)配，可選）

動作值

MODBUS-RTU協(xié)議

CANBUS可選

MODBUS-RTU協(xié)議

CANBUS可選

壁掛式（圖4）

剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器有以下分類：

1、非獨(dú)立式探測器 能探測剩余電流，并在該剩余電流達(dá)到設(shè)定值時輸出一個報(bào)警信號（電信號或機(jī)械信號）。它必須與監(jiān)控設(shè)備連用。 最簡單的非獨(dú)立式探測器僅由一個剩余電流互感器、一個微功率繼電器（如干簧管）組成。較完善的非獨(dú)立式探測器具有報(bào)警電流設(shè)定、地址編碼等功能，以集中方式供電。 由于沒有聲光報(bào)警，在現(xiàn)場不易及時發(fā)現(xiàn)是哪一路線路發(fā)生接地故障，使它的應(yīng)用受到一定的限制。

2、獨(dú)立式探測器

能探測剩余電流，并在該剩余電流達(dá)到設(shè)定值時發(fā)出一定強(qiáng)度的聲報(bào)警和光報(bào)警信號，并予以保持，直至手動復(fù)位；還應(yīng)有工作狀態(tài)指示燈和自檢功能。它可以單獨(dú)使用上海邦萊。 較完善的獨(dú)立式探測器具有報(bào)警電流設(shè)定、剩余電流電平顯示（電流數(shù)值或設(shè)定值百分比）、報(bào)警信號輸出（電信號或機(jī)械觸點(diǎn)信號）、脫扣信號輸出（控制斷路器的脫扣器動作的機(jī)械觸點(diǎn)信號）、脫扣輸出延時設(shè)定。 一般來說，獨(dú)立式探測器以現(xiàn)場220Vac方式供電，以便單獨(dú)使用。如果采用集中24V方式供電，意味著必須要接到監(jiān)控系統(tǒng)中，除非專門為它配一個降壓整流器。 為連接到監(jiān)控系統(tǒng)中，可以外接一個地址編碼/收發(fā)器。許多型號的獨(dú)立式探測器已把地址編碼/收發(fā)器集成在內(nèi)。

獨(dú)立式探測器以功能區(qū)分，可以分為：

⑴剩余電流探測器 剩余電流探測器遵循GB14287.2-2005標(biāo)準(zhǔn)，單純以剩余電流探測報(bào)警為目標(biāo)。在工程中使用，已能符合GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、GB50045-94（2005版）《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、GB13955-2005《剩余電流動作保護(hù)裝置的安裝和運(yùn)行》中關(guān)于電氣火災(zāi)監(jiān)控的要求

⑵擴(kuò)展型電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器 擴(kuò)展型電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器是在剩余電流探測器的基礎(chǔ)上，增加了對電流、電壓的監(jiān)測，具有過電流、短路、過電壓、欠電壓、缺相、斷零等電路故障的綜合電氣報(bào)警功能，對供用電提供較全面的安全監(jiān)控。然而過度地追求多功能，會淡化電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的基本任務(wù)，降低探測器的可靠性。例如不恰當(dāng)?shù)丶尤胗?jì)量功能、防雷功能等，將可能與國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相抵觸。電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器不應(yīng)當(dāng)企圖代替現(xiàn)有成熟的電器附件。

獨(dú)立式探測器以結(jié)構(gòu)區(qū)分，可以分為：

⑴外置互感器式探測器 剩余電流互感器與探測器本體分離，互感器通過一段信號線與探測器連接。 這種方式為安裝提供了很好的靈活性，只要配用不同窗口尺寸的互感器，就可以使用在各種電流等級的線路上?；ジ衅魃虾０钊R與探測器本體可以相距數(shù)米至數(shù)十米。但這種方式對互感器及信號線的要求較高。

⑵內(nèi)置斷路器式探測器 把斷路器、剩余電流互感器集成在探測器內(nèi)，類似于RCBO。 這種方式使安裝變得很方便，只須接進(jìn)線和出線。由于廠家整體裝配，用戶無須顧慮周圍電磁環(huán)境的干擾。有些型號還內(nèi)置了電動操作機(jī)構(gòu)，具備自動或遙控分閘和合閘的能力，特別在無人值守的場所，能有效地提高設(shè)備運(yùn)行率。這種探測器一般都具有不同程度的擴(kuò)展功能。由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因而對零部件的可靠性要求較高。而且內(nèi)置斷路器的電流容量是固定的，因此只能運(yùn)行在最大正常工作電流不大于斷路器額定電流的線路上。

⑶多通道式探測器 在一個探測器上可接入2個及以上的剩余電流互感器，同時監(jiān)控多個供電回路。有的型號把通道做成卡式組件，每個通道有獨(dú)立的地址、設(shè)置、報(bào)警和輸出，在相同的探測器機(jī)架上可靈活組合成1～10通道探測器。 這種方式實(shí)際上可看作是若干個探測器與區(qū)域控制器的組合，本身就形成了一個簡易監(jiān)控系統(tǒng)。它特別適用于多個需要監(jiān)控的回路較為集中的地方，例如一級配電柜、小型配電室。一臺10通道探測器就可以對500m2以下的網(wǎng)吧、餐廳等營業(yè)場所的接地故障進(jìn)行有效監(jiān)控，大幅度節(jié)省了投資。

早在1978 年，日本便在其《內(nèi)線規(guī)程》（JEAC8001-1978）第190 條明確要求建筑面積在150?以上的旅館、飯店、公寓、集體宿舍、家庭公寓、公共住宅、公共浴室等地必須安裝能自動報(bào)警的漏電火災(zāi)報(bào)警器。此規(guī)程為日本電氣火災(zāi)的控制起了重要作用，電氣火災(zāi)只占總火災(zāi)的2-3%（其人均用電量為我國的八倍）。

1991-2002 年全國公共聚集場所共發(fā)生特大火災(zāi)37 起，其中電氣火災(zāi)17 起，約占46%，電氣火災(zāi)大部分是由電氣線路的直接或間接短路引起的，以2002 年度為例，鑒定火災(zāi)115 起，其中有95 起是由電氣線路直接或間接短路造成的。漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)能準(zhǔn)確監(jiān)控電氣線路的故障和異常狀態(tài)，能發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)的火災(zāi)隱患，及時報(bào)警提醒工作人員去消除這些隱患。

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006（摘要）

11.2.7 下列場所宜設(shè)置剩余電流動作電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)：

1、按一級負(fù)荷供電且建筑高度大于50.0m的乙、丙類廠房和丙類倉庫；

2、按二級負(fù)荷供電且室外消防用水量大于30L/s的廠房（倉庫）；

3、按二級負(fù)荷供電的劇院、電影院、商店、展覽館、廣播電視樓、電信樓、財(cái)貿(mào)金融樓和室外消防用水量大于25L/s的其他公共建筑；

4、國家級文物保護(hù)單位的重點(diǎn)磚木或木結(jié)構(gòu)的古建筑；

5、按一、二級負(fù)荷供電的消防用電設(shè)備。

《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-2005（摘要）

9.5 漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

9.5.1 高層建筑內(nèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性大，人員密集等場所宜設(shè)置漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。

9.5.2 漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)具有下列功能：

9.5.2.1 探測漏電電流，過電流等信號，發(fā)出聲光信號報(bào)警，準(zhǔn)確報(bào)出故障線路地址，監(jiān)視故障點(diǎn)的變化。

9.5.2.2 儲存各種故障和操作試驗(yàn)信號，信號存儲時間不應(yīng)少于12個月。

9.5.2.3 切斷漏電線路上的電源，并顯示其狀態(tài)。

9.5.2.4 顯示系統(tǒng)電源狀態(tài)

GB 14287《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》由以下部分組成:

― 第 1部分:電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備

/ GB 14287. 1- 2005

― 第 2部分:剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器;

/ GB 14287. 2- 2005

― 第 3部分:測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。

/ GB 14287. 3- 2005

GB14287.2-2007 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

(剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器)

GB13955-2005 剩余電流動作保護(hù)裝置的安裝和運(yùn)行

(剩余電流繼電器裝置的原理\實(shí)驗(yàn)方法\技術(shù)要求\安裝使用都進(jìn)行規(guī)定)

溫度傳感器也

是剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的重要組成部分。溫度傳感器為一熱敏電阻NTC，它提供0~120℃的溫度監(jiān)控基準(zhǔn)，可以用來監(jiān)測線纜或配電箱體的溫度，提供溫度保護(hù)。

剩余電流又稱泄露電流（漏電流）。指在無施加電壓的情況下，電氣中帶相互絕緣的金屬零件之間,或帶電零件與接地零件之間,通過其周圍介質(zhì)或絕緣表面所形成的電流稱為泄漏電流。也就是低壓配電線路中各相(含中性線)電流矢量和不為零的電流。

電氣裝置都會產(chǎn)生泄漏電流，很小的漏電流也會導(dǎo)致極大的危害，引起嚴(yán)重的后果。

計(jì)算公式：流向裝置電流所有電流的矢量和，如三相裝置，Ia+Ib+Ic+In.當(dāng)不等于0的時候，表明系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生對大地PE漏電，這些微小的漏電流由于不足以開關(guān)跳閘而產(chǎn)生隱蔽而重大的危害。

為什么要單獨(dú)對剩余電流進(jìn)行監(jiān)控?

常見的相與相間發(fā)生短路可以產(chǎn)生很大電流采用開關(guān)保護(hù)，而發(fā)生人體觸電、線路老化而導(dǎo)致的電泄露產(chǎn)生的火災(zāi)以及設(shè)備的接地故障都是由于漏電流所造成，一般都在30mA-3A,這些值很小，傳統(tǒng)開關(guān)所無法進(jìn)行保護(hù)而必須采用對剩余電流進(jìn)行監(jiān)測并進(jìn)行保護(hù)動作的裝置來進(jìn)行。

剩余電流監(jiān)測的用途

剩余電流監(jiān)測裝置(剩余電流互感器+控制主體)是適合于AC660V及以下TT和TN系統(tǒng),是防止電擊、電氣火災(zāi)以及設(shè)備損壞的有效措施。

1、過壓保護(hù)：當(dāng)相電壓高于242V時，發(fā)出聲光報(bào)警動作。

2、欠壓保護(hù)：當(dāng)相電壓低于187V時，發(fā)出聲光報(bào)警動作。

3、缺相保護(hù)：當(dāng)相電壓缺相時，發(fā)出聲光報(bào)警動作。

4、漏電保護(hù)：200mA-1000mA連續(xù)可調(diào)選擇。當(dāng)達(dá)到設(shè)定值，發(fā)出聲光報(bào)警動作。

5、過流保護(hù)：當(dāng)任一相電流大于額定電流時，發(fā)出聲光報(bào)警動作。

6、采用高亮度藍(lán)背光液晶中文顯示。

7、具有電源指示功能。

8、所有功能均可按需要打開或關(guān)閉。

10、程序自動檢測功能。

11、報(bào)警記錄存儲：≥1000條，存儲時間>12個月。

12、現(xiàn)場地址編碼。

13、時間顯示（年、月、日、時、分）。

1、 可與感溫探頭聯(lián)動控制。

2、 可與可燃?xì)怏w探測器聯(lián)動控制。

3、 可與感煙探頭聯(lián)動控制。

4、 可與其他感應(yīng)器聯(lián)動控制。

5、 可與火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動，并有一開一閉輔助觸頭作信號反饋輸出。

6、 可通過RS232與計(jì)算機(jī)連接實(shí)現(xiàn)微機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

7、 可采用高速RS485總線方式通訊。

不同形式的剩余電流式探測器，各有特點(diǎn)、各有所長，不能以形式“分代”，也不是孰優(yōu)孰劣的問題?，F(xiàn)在來預(yù)測剩余電流式探測器的結(jié)構(gòu)“發(fā)展方向”尚為時過早。對于不同的場合，有不同的使用需求，設(shè)計(jì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)時應(yīng)進(jìn)行合理的選型。

1、應(yīng)掌握的幾個原則

●選用經(jīng)過國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心型式檢驗(yàn)的產(chǎn)品，不能用沒有消防檢驗(yàn)報(bào)告的產(chǎn)品。

●選用生產(chǎn)工藝成熟、服務(wù)有保障、有歷史積淀的產(chǎn)品，慎用未經(jīng)長期實(shí)踐應(yīng)用考驗(yàn)的產(chǎn)品（不論多么廉價）。

●盡量選用同一系列的產(chǎn)品，避免選用過多的型號。這有利于安裝調(diào)試、運(yùn)行管理、維修服務(wù)。

2、應(yīng)考慮的幾個細(xì)節(jié)

●宜采用獨(dú)立式探測器，使現(xiàn)場人員能更直接地得到報(bào)警信息。

●當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)相對集中時（如變電房內(nèi)的開關(guān)柜），可采用多通道探測器，以簡化安裝及節(jié)省投資。

●應(yīng)選擇報(bào)警值和動作時間可調(diào)、剩余電流值可顯示的探測器。這樣不僅可以現(xiàn)場設(shè)定報(bào)警值，避免靈敏度過高、實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)，又可掌握正常運(yùn)行時的泄漏電流值，為故障的處理提供參考依據(jù)。

●應(yīng)采用能接收監(jiān)控主機(jī)的控制信號并可現(xiàn)場設(shè)定輸出或不輸出脫扣信號的探測器。在許多情況下，即使要求發(fā)生接地故障時只報(bào)警而不斷電，也還希望在必要時能通過監(jiān)控主機(jī)遙控?cái)嚯?。探測器輸出的脫扣信號，最好是能直接接通分勵脫扣器激勵電源的開關(guān)量（即探測器內(nèi)的繼電器觸點(diǎn)，容量至少應(yīng)是250V/1A）。受控的斷路器應(yīng)配備分勵脫扣器。一般探測器與斷路器裝在同一個配電柜內(nèi)，因此分勵脫扣器的激勵電源宜就地采用220V，而不必用遠(yuǎn)控才必須的24V。另外，為反映斷路器的分合狀態(tài)，探測器還應(yīng)具有接收斷路器輸出取樣或斷路器輔助開關(guān)信號的輸入端子。

●要充分考慮使用對象、環(huán)境以及操作人員的習(xí)慣和素質(zhì)。強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場操作的易用性、參數(shù)設(shè)定的直觀性。有些產(chǎn)品的報(bào)警參數(shù)、動作特性采用LCD顯示、多層菜單、步進(jìn)設(shè)定的方式，如果手頭沒有說明書，恐怕電氣工程師也不容易很快弄好。對大多數(shù)現(xiàn)場管理電工來說，清晰的面板標(biāo)示、開關(guān)式的設(shè)定操作是比較容易掌握的。

●應(yīng)注重探測器結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性、長期運(yùn)行的可靠性，以及強(qiáng)電環(huán)境下的電磁兼容性能。美觀只是次要的考慮。有些產(chǎn)品的外觀確實(shí)漂亮，但單薄的塑料外殼是否足夠堅(jiān)固（特別是內(nèi)置斷路器式探測器），電磁屏蔽能力是否足以保護(hù)探測器內(nèi)部電路抗御強(qiáng)電磁干擾，都是需要考察的。畢竟這里需要的是坦克而不是轎車。

●盡量從整個系統(tǒng)的角度考慮后續(xù)工程的投資效益和施工難度。例如采用“二總線”方式的探測器，如上篇（《再談》）提到的，專用電源線是一項(xiàng)不小的費(fèi)用。有一個400多個監(jiān)控點(diǎn)的項(xiàng)目，設(shè)計(jì)“二總線”的電源線單線截面要求2.5mm2，總長達(dá)4km。且不說現(xiàn)在銅是多么貴，光是布線穿管的施工難度，比RVVSP2×1.0的雙絞軟線就大許多。又例如某項(xiàng)目規(guī)模很小，但要另造幾個配電柜；這時不妨考慮用幾個內(nèi)置斷路器式探測器，直接串到線路里就可以了。

●要注意剩余電流互感器與線纜的配合。不同電流等級和結(jié)構(gòu)的線纜、不同排列方式的銅（鋁）排，對剩余電流互感器窗口尺寸的要求也不同。筆者接觸過的不少設(shè)計(jì)圖紙，雖然確定了探測器的型號，但沒有顧及剩余電流互感器。其實(shí)，外置互感器式探測器選型設(shè)計(jì)中相當(dāng)大的工作量在于確定剩余電流互感器的型號。圓型窗口的互感器適合多芯（3+1）電纜，矩形窗口適合銅（鋁）排和單芯電纜組。

常見問題

⑴配電柜未預(yù)留監(jiān)控探測器和剩余電流互感器位置

有不少這樣的情況：設(shè)計(jì)需要增補(bǔ)剩余電流報(bào)警，監(jiān)控探測器和互感器的型號尚未最后確定，或未取得監(jiān)控探測器和互感器的實(shí)物和準(zhǔn)確尺寸數(shù)據(jù)，配電柜就先行投入裝配。結(jié)果遲到的探測器和互感器沒有合適的安裝空間，造成配電柜返工。應(yīng)先采購監(jiān)控探測器和剩余電流互感器，至少要取得樣品，合理規(guī)劃好配電柜面板和內(nèi)部布局，才進(jìn)行配電柜的制作和裝配。

⑵監(jiān)控探測器在配電柜內(nèi)位置不當(dāng)

監(jiān)控探測器應(yīng)安裝在配電柜面板（或柜門）上。有不少配電柜的裝配為了簡便，把探測器裝在柜內(nèi)。當(dāng)柜門關(guān)上后，聲光報(bào)警都感覺不到了，保護(hù)在很大程度上就失去意義。如果一定要裝在柜內(nèi)，則必須保證探測器的報(bào)警燈光和聲響不被屏蔽。

⑶監(jiān)控探測器電源取電點(diǎn)不當(dāng)

探測器的工作電源應(yīng)從斷路器的進(jìn)線端取出，即使斷路器分?jǐn)?，探測器仍能工作。

探測器工作電源和取樣的零線（N、No）如果取自剩余電流互感器的上游，則其相線也必須取自剩余電流互感器的上游。有時因配電柜內(nèi)布局所限，也可以把剩余電流互感器安排在斷路器的進(jìn)線端，這時探測器工作電源和取樣都應(yīng)取自剩余電流互感器的下游。

圖4探測器電源的連接

⑷配電柜制作和裝配未顧及通訊總線聯(lián)網(wǎng)

系統(tǒng)通訊總線聯(lián)網(wǎng)是后期工程的工作，作為配電柜裝配無須連接；但應(yīng)在探測器附近留有足夠的空間，以方便總線聯(lián)網(wǎng)的接線。還應(yīng)考慮給通訊纜線留有進(jìn)出線孔和固定位置。柜內(nèi)通訊纜線的走線路徑應(yīng)盡量遠(yuǎn)離380V高壓和發(fā)熱部件。

⑸配電柜內(nèi)其他用電部件電源取電點(diǎn)不當(dāng)

經(jīng)常出現(xiàn)配電柜裝配完成后，空載試通電時探測器報(bào)警，或顯示相當(dāng)數(shù)值的漏電電流。這往往是配電柜內(nèi)其他用電部件（如指示燈、風(fēng)扇、保護(hù)器、整流器等等）電源取電點(diǎn)不當(dāng)。原因與第⑶點(diǎn)相同。

我們必須牢記，凡是裝有剩余電流保護(hù)或報(bào)警裝置（包括RCBO）的線路，相線和零線必須同時同向穿過剩余電流互感器，而保護(hù)地線（PE）不能穿過。穿過剩余電流互感器后的下游線路必須是獨(dú)立的，不能與剩余電流互感器的上游線路“共零”或有任何電氣連接，零（N或PEN）線不允許重復(fù)接地。

[6]上電就報(bào)警問題

從以下幾條依次查看尋找原因，基本就能解決該問題：1.查看實(shí)時測量到的剩余電流；2.查看報(bào)警記錄是否存在報(bào)警記錄；3.看接線是否正確；4.看互感器安裝是否正確；5.看配電系統(tǒng)的接線是否正確；6.看是否有接地故障

[7]脫扣、報(bào)警接線問題

選擇報(bào)警還是脫扣要看場合，重要回路，如消防用電是不允許脫扣的。要保證供電連續(xù)性的回路：報(bào)警，不脫扣；要保證用電安全的回路：脫扣，加報(bào)警。

HRT3000-A剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器(獨(dú)立式)是在2006年推出的新一代防火漏電產(chǎn)品。

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