（極早期）智能配電粒子感知預警系統

一、 概述

  近年來我國電氣火災持續多發， 有關資料顯示，2012 年全國發生的電氣火災占到火災事故總數的41 ％， 2013 年全國發生的電氣火災占火災總數的32.2 %， 電氣故障引發的火災在城市火災事故中已列到火災成因的首位。根據對配電線路故障引發電氣火災原因的分析和統計， 配電線路故障引發的火災主要集中在短路、過負荷、接觸電阻過大、漏電等幾個方面。短路、元器件或線纜過負這些起火原因會反映為導體發熱， 使周圍物質達到著火點后起火。這類由發熱導致的電氣火災占到全部電氣火災的66 % 左右。低壓配電柜在低壓供電系統中負責電能的控制、保護、測量、轉化和分配。我國電能的80 % 左右都是通過低壓成套設備供出， 可以說凡是使用電氣設備的地方都需要配備。由于低壓配電柜內部元器件及接頭相對較多， 內部發生短路、過負荷、接觸電阻過大、漏電等電氣故障的幾率較大， 因此， 低壓配電柜是低壓配電系統中需重點保護的部位，對配電柜內部進行電氣火災防控， 可明顯減少電氣火災事故的發生。

二、現有火災探測技術及問題

電網系統目前還比較多的采用傳統的火災探測技術，分別包括:1)線型感溫火災探測器，通常包括分布式光纖感溫火災探測器、準分布式光纖光柵感溫火災探測器和線型感溫電纜，主要用于室外油浸式變壓器、電抗器，室內變壓器、電抗器，電纜溝、隧道或廊道等;2)吸氣式感煙火災探測器，主要用于高低壓配電室、計算機房等;3)紅外火焰探測器，主要被用于變壓器或電抗器的場所;4)點型感煙/感溫火災探測器，比較多的用于常規建筑內，包括一些高低配電室等。對于需要設置固定式滅火系統的場所，通常采用兩種探測器進行保護。各場所均需要設置手動報警按鈕。

目前低壓配電柜使用的電氣火災監控技術的局限性目前用于低壓配電柜電氣火災監控的有測溫式電氣火災監控探測器、剩余電流式電氣火災監控探測器和感煙火災探測器。其中測溫式電氣火災監控探測器是通過接觸式熱傳導器件監控配電柜內頭處的溫度變化， 當接頭過多時， 測溫式電氣火災監控探測器因設置復雜而不適用； 剩余電流式電氣火災監控探測器只能檢測剩余電流。

高、低壓配電柜是電氣火災的高發部位，而對配電柜的電氣火災監控目前的電氣火災監控設備都有其弊端； 因此我公司，成功研發TL-XF001系列新型的探測熱解氣體粒子式電氣火災監控設備， 并通過試驗分析其探測性能特點， 可廣泛應用于高低壓配電柜內、箱變、儲能柜、電池柜、UPS電池柜的極早期預警監控。

三、產品型號含義

                                                    

型號	含  義
TL-XF001	TL：表示企業代號，XF表示熱解粒子探測器，001表示產品系列號

“十五個”率先優勢

 

同行業率先獲得國家消防電子產品檢驗中心型式檢驗

同行業率先獲得中國消防產品評定中心消防產品技術鑒定證書

同行業率先主持《智能配電熱解粒子感知預警系統》第一起草單位

同行業率先獲取CE歐盟認證

同行業率先獲取防爆歐盟認證

同行業率先采用吸氣式和被動式一體化智能化控制技術

同行業率先采用多級告警模塊輸出

同行業率先采用自清潔保養智能控制系統

同行業率先采用有線和無線多種傳輸模式

同行業率先采用數字化顯示人機對話控制單元

同行業率先投入地鐵公司安裝運行

同行業率先投入國家電網安裝運行

同行業率先投入儲能新能源安裝運行

同行業率投入數據機房安裝運行

同行業率先投入化工安裝運行

四、產品功能與特點 

該探測器能夠準確探測電纜、開關等高分子材料第一次熱解產生的離子，實現火災極早期探測。比較適用于環境較好的場所，尤其可以考慮在重要且危險的電氣柜內安裝使用。熱解粒子顧名思義就是物質受熱時分解出的粒子，粒子是由能夠以自由狀態存在的物質組成。無論何種原因引起的電氣火災，都體現為 導體發熱。低壓配電柜內發生電氣故障時主要的 發熱體是電線與保護電器，在低壓配電柜內發熱 分解出的粒子主要是煙粒子及氣體粒子。利用粒徑分析儀器進行相關試驗，發現試驗材料( 電線與保護電器) 存在臨界熱解溫度。低于該溫度， 熱解產生的煙氣量低，無法進行可靠探測; 當受熱溫度高于該臨界溫度后，煙氣開始加劇析出。電線及保護電器材料的臨界溫度一般在 150 ℃ ～ 220 ℃ 。通過光學煙密度計，測量該溫度區間的煙粒子濃度響應范圍為0．02% obs / m ～ 0．52% obs / m。目前可對該范圍煙粒子濃度進行早期探測的主要 是吸氣式探測器和激光探測器，但這兩種設備的 探測原理均由激光或 LED 作為光源，探測器直接根據散射的狀況作為火災判定的依據，無法避免 灰塵、水汽等原因引起的誤報，即使加裝過濾器也 無法有效避免。試驗同時發現，當試驗材料受熱 達到 150 ℃ 后，就會發出一種燒膠皮、燒塑料的難聞氣味，主要是電線因過熱燒焦絕緣外皮所散發 的味道，氣味的出現甚至早于煙粒子的析出。低 壓配電柜內發生電氣故障時主要的發熱體是電線 與保護電器，發出難聞氣味的也主要是電線的聚氯乙烯( PVC) 絕緣外皮及保護電器的絕緣護套 ( ABS 材料) 。熱解粒子式電氣火災監控探測器是在此基礎上開發的新技術，該技術不但可以進 行配電柜內電氣火災的早期探測，還能很好地解 決配電柜內灰塵的干擾問題。

火災監控探測器一般配置于一級或二級的低壓配電柜內、大型數據中心的網絡機柜內、通訊基站的重要通信設備機柜內等，填補了對配電設備監控的空白，有助于實現配電設備發生電氣火災的早期預警。

測量熱解粒子式電氣火災監控探測器，作為電氣火災檢測的重要手段之一，可讓報警可靠性得到大幅度提升。

本產品采用全新激光粒子檢測技術，主要監控被保護區域的熱解粒子濃度變化，可廣泛應用于高壓配電柜、低壓配電柜、輸電開關柜、服務器機柜、發電機柜等相對封閉場所的電氣火災的監控，彌補了傳統電氣火災探測產品只監控電壓電流參數，監控火災極早期熱解產物微粒這一最危險的火災特征，是傳統電氣火災產品的有益補充，有利于在普通探測器實時報警之前發現火災隱患，實現極早期火災預警，防患于未燃，助力行業品質革新！

智能型熱解粒子式電氣火災探測器，采集高低壓配電柜內發生的電氣故障主要的發熱體是電線與保護電氣節頭物質受熱時分解出的粒子，可以進行高低壓配電箱柜內電氣火災的早期探測。

◎ 熱解臨界環境溫度在150～320 ℃ 空氣中散發著熱解粒子，探測器采集熱解粒子超標時，通過系統總線或無線4G傳至系統主機發出預警信號。

◎ 報警聯動輸出

◎ 環境溫度監測告警

◎熱解粒子濃度監測告警

◎配電箱門開關狀態監測

◎ MONBUS-RS485、CAN通信接口，可與電氣火災監控設備主機聯網報警

◎ 擴展功能：具有無線4G/NB-IOT傳輸功能，上傳至系統平臺和手機APP告警（附加功能）

◎ 工作電壓AC220V或DC24V

◎ 功率 ≤ 3W

五、預警與聯動滅火方案

采集高低壓配電柜內發生的電氣故障主要的發熱體是電線與保護電氣節頭物質受熱時分解出的粒子，可以進行高低壓配電箱柜內電氣故障的早期探測。
    當發生電氣故障物質在受熱分解出粒子和氣體，此種粒子能夠以自由狀態存在的最小物質組分。無論何種原因引起的電氣故障，早期都體現為物體發熱，釋放粒子，氣體，產生異味。高、低壓配電柜內發生的電氣故障主要的發熱體是線纜、負荷開關和保護器，在配電柜內發熱分解出的粒子主要是煙粒子和氣體分子。采用激光粒子傳感器，測量粒子能夠監控聚氯乙烯絕緣電纜、鉛酸電池、斷路器、負荷開關等用電設備過熱分解產生粒子和氣體的濃度，在視覺可見煙霧產生之前實施報警，判斷絕緣體發熱，實現電氣故障的極早期監控，防患于未然。當發生火災后，聯動全氟已銅啟動滅火。

六、系統組成方案

6.1有線組網方案

 

6.2無線組網方案

 

首批通過國家消防電子產品檢驗中心型式檢測合格與消防產品技術鑒定證書         

首家應用于北京京港地鐵14號線和16號線安裝運行。

七、應用場所  

   電力、 地鐵、化工、石油、煙草、數據中心、學校、工廠、鋼鐵、醫院、商場等高低柜。

（吸氣式）極早期火災粒子感知預警系統

一、產品功能及參數

● 技術先進：采用光學云霧技術可以探測納米級的熱解粒子，拋棄傳統的遮光率技術。

●非接觸：主動式空氣吸氣采樣技術。

●無盲區：可實現360度從內到外立體全覆蓋。

●可視化：采用7寸觸摸顯示屏，粒子濃度數據曲線實時顯示。

●支持多種通訊方式：RS485、4G、Lora、以太網、光纖（可選配）

●極早期:準確探測熱解粒子的數量，在煙和火未出現之前，極早期發出告警信息。

●抗干擾強。

●聯動輸出：多級報警聯動，可聯動聲光報警器、滅火系統、消防報警主機、噴淋、攝像頭等。

●開放式通信協議輸出，對接上傳第三方平臺

●告警輸出：多組繼電器干接點

●遠程監控：布署本地化智能管理系統，也可配接云平臺同步遠程管理，實時數據可同步到手機APP端。

二、吸氣式探測器安裝現場