摘要：文章結(jié)合醫(yī)院建筑電氣火災(zāi)的特點及其發(fā)生原因，對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在醫(yī)院建筑設(shè)計中的具體應(yīng)用進(jìn)行研究，并通過實例分析，對其應(yīng)用效果進(jìn)行驗證，為有關(guān)實踐及研究提供參考，確保醫(yī)院建筑電氣的安全性。
關(guān)鍵詞：電氣火災(zāi)；漏電；剩余電流；早期預(yù)警；醫(yī)院
1概述
電氣火災(zāi)作為一種重要的火災(zāi)類型，對建筑以及用戶的安全存在較大的威脅；加強(qiáng)建筑電氣火災(zāi)的有效預(yù)防與監(jiān)控管理，是減少建筑電氣火災(zāi)的發(fā)生并降低其危害影響的有效措施。醫(yī)院作為為患者提供醫(yī)療服務(wù)的重要機(jī)構(gòu)和場所，人員密集，社會關(guān)注度高，由于醫(yī)院的服務(wù)對象為患者，這類群體由于疾病原因?qū)е缕湫袆泳徛?，在火?zāi)情況下的緊急疏散或自行疏散較慢。隨著醫(yī)院的發(fā)展，醫(yī)療設(shè)備的不斷更新，醫(yī)院對用電質(zhì)量和安全性也提出了更高的要求，再加上醫(yī)院建筑內(nèi)部存放著各類重要的醫(yī)療儀器及設(shè)備，一旦發(fā)生火災(zāi)，轉(zhuǎn)移的難度也較大，所產(chǎn)生的危害突出。此外，一些早期建設(shè)的醫(yī)院，由于使用年限較為久遠(yuǎn)，醫(yī)院內(nèi)部的電氣線路老化較為嚴(yán)重，再加上各類儀器設(shè)備的頻繁使用，導(dǎo)致其火災(zāi)隱患較為突出，迫切需要加強(qiáng)對醫(yī)院電氣火災(zāi)的有效防控。
2 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)及其工作原理的分析
系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成
國家標(biāo)準(zhǔn) GB14287.1-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》對電氣火災(zāi)監(jiān)控產(chǎn)品提出了強(qiáng)制性的要求。它包括 3 個部分：電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器和測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。本文討論的電氣防火監(jiān)控系統(tǒng)主要由電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器、測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器和遠(yuǎn)程監(jiān)控等硬件設(shè)備組成，上述各硬件設(shè)備在電氣防火監(jiān)控系統(tǒng)運行中，與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行連接后，值班人員能夠通過消防中心的多功能顯示屏對所有監(jiān)控點的運行狀況進(jìn)行了解;電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備本身還配備有較為龐大的數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)λ羞M(jìn)行監(jiān)控的配電系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲管理，為有關(guān)人員的查詢和分析工作提供支持。
工作原理
根據(jù)上述對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的組成及其各部分功能分析，在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)工作運行中，對配電回路的漏電電流、電流、溫度進(jìn)行實時檢測，當(dāng)被保護(hù)線路中的被探測參數(shù)(剩余電流、電流、溫度等電氣火災(zāi)危險參數(shù))發(fā)生變化，超出預(yù)設(shè)值時，現(xiàn)場發(fā)出報警信號并提示報警部位，并將報警信息傳送至遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)，報警顯示和打印，值班人員通知專業(yè)人員去現(xiàn)場查看處置，實現(xiàn)電氣火災(zāi)的早期預(yù)警，避免電氣火災(zāi)的發(fā)生。
電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的火災(zāi)預(yù)報屬于早期預(yù)警，是火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的獨立子系統(tǒng)，不同于火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，它的特點在于電氣火災(zāi)監(jiān)控屬于先期預(yù)報警。與傳統(tǒng)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)不同的是，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)早期報警是為了主動預(yù)防損失，把過去對電氣火災(zāi)的消極防范變?yōu)橹鲃宇A(yù)防，即不論是新建醫(yī)院還是擴(kuò)建醫(yī)院項目，尤其是已經(jīng)安裝了火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的醫(yī)院，仍需要安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的主要原因。隨著醫(yī)院用電設(shè)備數(shù)量持續(xù)增加，用電負(fù)荷亦不斷上升，電氣事故也在逐年攀升，安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是必要的，同時也是迫切的。
3 醫(yī)院電氣火災(zāi)的特點及原因分析
醫(yī)院電氣火災(zāi)與一般火災(zāi)相比，具有較為突出的分布性、持續(xù)性和隱蔽性特征，這是由于醫(yī)院建筑內(nèi)部的電氣線路分布本身較為廣泛，并且其線路通常會敷設(shè)在較為隱蔽的部位，隨著醫(yī)院對電氣設(shè)備的需求增加，導(dǎo)致其在長期持續(xù)運行狀態(tài)下，極易因用電負(fù)荷增加，或者是電氣線路老化等問題，引起電氣火災(zāi)發(fā)生。此外，電氣火災(zāi)發(fā)生初期，一般很難被及時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)火蔓延到設(shè)備及電纜表面時已形成較大火勢，不易被控制。
電氣火災(zāi)發(fā)生的原因主要包含短路、漏電、過負(fù)荷、雷電、誤操作、諧波電流、電氣設(shè)備故障以及接觸不良等；其中，過負(fù)荷以及漏電、短路等是導(dǎo)致電氣火災(zāi)發(fā)生的主要的原因，并且在各類電氣火災(zāi)中，以電纜線路故障導(dǎo)致的火災(zāi)情況尤其突出。對于醫(yī)院來講，為確保對患者的醫(yī)療服務(wù)，醫(yī)院內(nèi)部的配電系統(tǒng)基本處于 24h 持續(xù)運行狀態(tài)，具有用電量大并且用電時間長、設(shè)備復(fù)雜、用電負(fù)荷不夠穩(wěn)定等特征。此外，由于醫(yī)院中運行使用的大型醫(yī)療設(shè)備(如X光機(jī)、CT 機(jī)、MIR 機(jī)、DSA 機(jī)等)工作瞬間電流均比較大，因此，醫(yī)院的電氣火災(zāi)發(fā)生的原因更為復(fù)雜。電氣火災(zāi)發(fā)生的主要原因如圖 1 所示。
4 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用要求
電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用的技術(shù)要求結(jié)合上述對醫(yī)院電氣火災(zāi)的特點與原因，在進(jìn)行電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用中，需要滿足以下基本功能與技術(shù)要求。
(1)能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備運行過程中的漏電電流值、配電箱中的溫度值進(jìn)行實時監(jiān)測。如超過設(shè)定值及時報警提示，并可以對電氣設(shè)備的運行及其線路連接進(jìn)行控制，從而對電氣設(shè)備與線路進(jìn)行有效保護(hù)。
(2)具備相應(yīng)的記憶、顯示以及打印等功能。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在運行中，能夠通過探測監(jiān)控器對三相電源以及每相電流值以及漏電電流值、配電箱中的溫度值實時監(jiān)控顯示，并且其系統(tǒng)能夠?qū)╇娤到y(tǒng)各支路運行狀態(tài)，以及動態(tài)參數(shù)、操作內(nèi)容進(jìn)行保存，方便查詢打印，必要時通過網(wǎng)絡(luò)將報警信息以及部位傳輸?shù)绞謾C(jī)上。
(3)具有良好的可操作性。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中的探測控制器應(yīng)具有易操作的特征，能夠使操作者方便對其控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，并通過控制器的顯示屏方便對供電參數(shù)和運行狀態(tài)進(jìn)行了解。此外，其系統(tǒng)中主控制計算機(jī)的人機(jī)界面交互良好，能夠為操作者進(jìn)行供電系統(tǒng)運行觀察，并通過不同顏色顯示對其工作狀態(tài)進(jìn)行區(qū)別，便于掌握和操作應(yīng)用。
(4)能夠進(jìn)行整定值調(diào)整支持。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用中，由于其系統(tǒng)內(nèi)部的探測控制器是采用微處理器控制，不僅具有較好的靈活性、運算速度快、可調(diào)節(jié)的范圍較廣等特征優(yōu)勢，而且能夠在較為廣泛的保護(hù)范圍內(nèi)對整定值進(jìn)行合理選擇與調(diào)整，以促進(jìn)其工作在一個合理區(qū)域。
(5)具有電氣設(shè)備試驗、預(yù)警和斷電操作等功能。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在實際應(yīng)用中，為保證系統(tǒng)正常運行，需要通過系統(tǒng)中的主控制計算機(jī)定期進(jìn)行試驗信號，對其是否存在故障進(jìn)行判斷，一旦出現(xiàn)故障可報警提示同時可以切斷故障部位，避免對整個電氣防火監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行造成影響。
5 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在醫(yī)院的應(yīng)用
剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備的有效應(yīng)用
對于電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中的此類型監(jiān)控設(shè)備而言，其主要是通過監(jiān)測相關(guān)電線和電纜在泄漏時所發(fā)生的電流變化，實現(xiàn)對其絕緣狀態(tài)的有效檢測。在此情況下，若是地跌中的相關(guān)電氣設(shè)備在實際運行時出現(xiàn)電氣故障，其發(fā)生故障的位置就一定是電流在穿過電流互感器時進(jìn)入大地的實際位點?；诖耍瑸榱四軌蚋脤⑦@一類監(jiān)控探測器的實質(zhì)性作用充分的發(fā)揮出來，相關(guān)人員應(yīng)在合理選擇安裝位置的同時對其進(jìn)行有效安裝。
ARCM型剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，可對回路中的剩余電流互感器進(jìn)行有效檢測，探測器支持開口式和閉口式多種安裝方式，可以有效解決現(xiàn)場互感器的安裝問題。
圖2 強(qiáng)電間現(xiàn)場安裝
測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備的有效應(yīng)用
由于電器負(fù)荷的過載，會導(dǎo)致線纜的電流過流，并蘇浙電流的不斷提升，地鐵中相關(guān)電氣設(shè)備的電阻數(shù)值正在持續(xù)上升，溫度升高，而測溫式監(jiān)控探測器設(shè)備的有效應(yīng)用便是在此運行原理的基礎(chǔ)上開展相關(guān)工作的。對于此類監(jiān)控探測器設(shè)備而言，其主要是以測溫傳感器為依靠進(jìn)行實際工作，一般會在一些發(fā)熱現(xiàn)象比較明顯、發(fā)熱概率比較高的位置進(jìn)行實際安裝。如，電纜接頭和開關(guān)觸點等。此外，地鐵的相關(guān)部門也會將此類監(jiān)控探測器設(shè)備安裝在開關(guān)和底座的接觸區(qū)域，以實現(xiàn)對低壓配電設(shè)備使用狀態(tài)和運行狀態(tài)的有效檢測。比如三級負(fù)荷的總斷路器接口處等。只有這樣，才能在實現(xiàn)有效監(jiān)測的同時，避免出現(xiàn)電氣火災(zāi)的相關(guān)事故。
ARCM型測溫型電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器主要配合ARCM-NTC型測溫傳感器，可以對線纜的溫度進(jìn)行有效檢測。
圖4 ARCM-NTC現(xiàn)場安裝
限流式保護(hù)器的有效應(yīng)用
隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，社會電氣化程度不斷提高，用電負(fù)荷過大、線路短路等原因?qū)е码姎饣馂?zāi)發(fā)生越來越頻繁，使得火災(zāi)數(shù)量呈上升趨勢，地鐵項目中的電氣火災(zāi)也屢見不鮮。為了防止電氣火災(zāi)事故的發(fā)生，低壓配電系統(tǒng)已普遍采用了智能化的電子設(shè)備和系統(tǒng)對用戶現(xiàn)場的電氣線路進(jìn)行監(jiān)測、報警和控制。但是，對于造成電氣火災(zāi)危害嚴(yán)重、占比大的電路短路故障，始終缺乏有效的限流短路保護(hù)手段以預(yù)防和解除故障。
安科瑞生產(chǎn)的ASCP型限流式保護(hù)器，可以對回路的短路進(jìn)行有效保護(hù)。
圖5 ASCP限流式保護(hù)器現(xiàn)場安裝
6 結(jié)語
綜上所述，對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在醫(yī)院的應(yīng)用進(jìn)行研究，結(jié)合醫(yī)院建筑電氣線路特點，采用電氣防火監(jiān)控系統(tǒng)，加強(qiáng)對醫(yī)院電氣火災(zāi)原因的監(jiān)測分析，及時進(jìn)行電氣火災(zāi)隱患消除，對確保醫(yī)院建筑電氣的正常運行，具有十分積極的意義。
