（极早期）电力化工热解粒子火灾预警系统

一、 概述

  近年来我国电气火灾持续多发， 有关资料显示，2012 年全国发生的电气火灾占到火灾事故总数的41 ％， 2013 年全国发生的电气火灾占火灾总数的32.2%，电气故障引发的火灾在城市火灾事故中已列到火灾成因的首位。根据对配电线路故障引发电气火灾原因的分析和统计， 配电线路故障引发的火灾主要集中在短路、过负荷、接触电阻过大、漏电等几个方面。短路、元器件或线缆过负这些起火原因会反映为导体发热， 使周围物质达到着火点后起火。这类由发热导致的电气火灾占到全部电气火灾的66%左右。低压配电柜在低压供电系统中负责电能的控制、保护、测量、转化和分配。我国电能的80%左右都是通过低压成套设备供出， 可以说凡是使用电气设备的地方都需要配备。由于低压配电柜内部元器件及接头相对较多， 内部发生短路、过负荷、接触电阻过大、漏电等电气故障的几率较大， 因此， 低压配电柜是低压配电系统中需重点保护的部位，对配电柜内部进行电气火灾防控， 可明显减少电气火灾事故的发生。

二、现有火灾探测技术及问题

配电系统目前还比较多的采用传统的火灾探测技术，分别包括:1)线型感温火灾探测器，通常包括分布式光纤感温火灾探测器、准分布式光纤光栅感温火灾探测器和线型感温电缆，主要用于室外油浸式变压器、电抗器，室内变压器、电抗器，电缆沟、隧道或廊道等;2)吸气式感烟火灾探测器，主要用于高低压配电室、计算机房等;3)红外火焰探测器，主要被用于变压器或电抗器的场所;4)点型感烟/感温火灾探测器，比较多的用于常规建筑内，包括一些高低配电室等。对于需要设置固定式灭火系统的场所，通常采用两种探测器进行保护。各场所均需要设置手动报警按钮。

目前低压配电柜使用的电气火灾监控技术的局限性目前用于低压配电柜电气火灾监控的有测温式电气火灾监控探测器、剩余电流式电气火灾监控探测器和感烟火灾探测器。其中测温式电气火灾监控探测器是通过接触式热传导器件监控配电柜内头处的温度变化， 当接头过多时， 测温式电气火灾监控探测器因设置复杂而不适用； 剩余电流式电气火灾监控探测器只能检测剩余电流。

高、低压配电柜是电气火灾的高发部位，而对配电柜的电气火灾监控目前的电气火灾监控设备都有其弊端； 因此我公司，成功研发TL-XF001系列新型的探测热解气体粒子式电气火灾监控设备， 并通过试验分析其探测性能特点， 可广泛应用于高低压配电柜内、箱变、储能柜、电池柜、UPS电池柜的极早期预警监控。

三、产品型号含义

                                                                                         

型号	含  义
TL-XF001	TL：表示企业代号，XF表示热解粒子探测器，001表示产品系列号

“十五个”率先优势

 

同行业率先获得国家消防电子产品检验中心型式检验

同行业率先获得中国消防产品评定中心消防产品技术鉴定证书

同行业率先主持《智能配电热解粒子感知预警系统》第一起草单位

同行业率先获取CE欧盟认证

同行业率先获取防爆欧盟认证

同行业率先采用吸气式和被动式一体化智能化控制技术

同行业率先采用多级告警模块输出

同行业率先采用自清洁保养智能控制系统

同行业率先采用有线和无线多种传输模式

同行业率先采用数字化显示人机对话控制单元

同行业率先投入地铁公司安装运行

同行业率先投入国家电网安装运行

同行业率先投入储能新能源安装运行

同行业率投入数据机房安装运行

同行业率先投入化工安装运行

四、产品功能与特点 

该探测器能够准确探测电缆、开关等高分子材料第一次热解产生的离子，实现火灾极早期探测。比较适用于环境较好的场所，尤其可以考虑在重要且危险的电气柜内安装使用。热解粒子顾名思义就是物质受热时分解出的粒子，粒子是由能够以自由状态存在的物质组成。无论何种原因引起的电气火灾，都体现为 导体发热。低压配电柜内发生电气故障时主要的 发热体是电线与保护电器，在低压配电柜内发热 分解出的粒子主要是烟粒子及气体粒子。利用粒径分析仪器进行相关试验，发现试验材料( 电线与保护电器) 存在临界热解温度。低于该温度， 热解产生的烟气量低，无法进行可靠探测; 当受热温度高于该临界温度后，烟气开始加剧析出。电线及保护电器材料的临界温度一般在 150 ℃ ～ 220 ℃ 。通过光学烟密度计，测量该温度区间的烟粒子浓度响应范围为0．02% obs / m ～ 0．52% obs / m。目前可对该范围烟粒子浓度进行早期探测的主要 是吸气式探测器和激光探测器，但这两种设备的 探测原理均由激光或 LED 作为光源，探测器直接根据散射的状况作为火灾判定的依据，无法避免 灰尘、水汽等原因引起的误报，即使加装过滤器也 无法有效避免。试验同时发现，当试验材料受热 达到 150 ℃ 后，就会发出一种烧胶皮、烧塑料的难闻气味，主要是电线因过热烧焦绝缘外皮所散发 的味道，气味的出现甚至早于烟粒子的析出。低 压配电柜内发生电气故障时主要的发热体是电线 与保护电器，发出难闻气味的也主要是电线的聚氯乙烯( PVC) 绝缘外皮及保护电器的绝缘护套 ( ABS 材料) 。热解粒子式电气火灾监控探测器是在此基础上开发的新技术，该技术不但可以进 行配电柜内电气火灾的早期探测，还能很好地解 决配电柜内灰尘的干扰问题。

火灾监控探测器一般配置于一级或二级的低压配电柜内、大型数据中心的网络机柜内、通讯基站的重要通信设备机柜内等，填补了对配电设备监控的空白，有助于实现配电设备发生电气火灾的早期预警。

测量热解粒子式电气火灾监控探测器，作为电气火灾检测的重要手段之一，可让报警可靠性得到大幅度提升。

本产品采用全新激光粒子检测技术，主要监控被保护区域的热解粒子浓度变化，可广泛应用于高压配电柜、低压配电柜、输电开关柜、服务器机柜、发电机柜等相对封闭场所的电气火灾的监控，弥补了传统电气火灾探测产品只监控电压电流参数，监控火灾极早期热解产物微粒这一最危险的火灾特征，是传统电气火灾产品的有益补充，有利于在普通探测器实时报警之前发现火灾隐患，实现极早期火灾预警，防患于未燃，助力行业品质革新！

智能型热解粒子式电气火灾探测器，采集高低压配电柜内发生的电气故障主要的发热体是电线与保护电气节头物质受热时分解出的粒子，可以进行高低压配电箱柜内电气火灾的早期探测。

◎ 热解临界环境温度在150～320 ℃ 空气中散发着热解粒子，探测器采集热解粒子超标时，通过系统总线或无线4G传至系统主机发出预警信号。

◎ 报警联动输出

◎ 环境温度监测告警（50-170℃）

◎热解粒子浓度监测告警（0-2000ug/m3）

◎气体监测一氧化碳、氢气

◎ 多种接口输出，MONBUS-RS485、CAN通信接口、继电器干接点，可与电气火灾监控设备主机联网报警

◎ 扩展功能：具有无线4G/NB-IOT传输功能，上传至系统平台和手机APP告警（附加功能）

◎ 工作电压AC220V或DC24V

◎ 功率 ≤ 3W

五、对比优势表

产品名称

采用技术

探测阶段

报警类型

采样方式

是否受环境因素影响

环境温度

水雾/灰尘过滤防误报

管道自清洁功能

监测范围

智能联动

可视化

安装方便程度

扩展功能

告警模式

（天龙科技）储能电站主动式安全在线监测预警系统

进品名牌激光传感器，采集纳米微粒子、特征气体、BMS联合分析

早期碳化过程

极早期探测

主动

不受

0-220℃告警可设置

有

有

可覆盖整个预制舱

开放式协议，多种通信方式，MONUS-RS485、LORA、4G等有线或无线通信、兼容性强。

数字化曲线、参数值显示、多维AI算法判断。

不需停电，安装极为方便，监测保护全方位探测。

一氧化碳、氢气超限告警

5级预警

（某品牌）储能电站主动式安全在线监测预警系统

纳米微粒子、特征气体、BMS联合分析

早期碳化过程

极早期探测

主动

不受

无

无

无

可覆盖整个预制舱

未开放式协议，MONUS-RS485有线通信

数字化曲线、参数值显示

不需停电，安装方便。

一氧化碳

单一报警

点式感烟

遮光率、可见烟雾

浓烟火灾

事后型

被动

受

无

无

无

可覆盖整个预制舱

未开放式协议，MONUS-RS485、4G等有线或无线通信

无

不需停电，安装方便。

无

单一报警

红外测温

红外测温仪通过捕捉这些从物体辐射出的红外能量，并将其转换为电信号，进而得出物体的温度。‌

温度变化值

事后型

主动

受

无

无

无

接触物体部份

未有开放接口

温度变化值

停电安装，体积大、不易固定，监测固定位置，保护不全面。

无

单一报警

光纤测温

光纤测温技术是一种利用光纤作为传感媒介来测量温度的技术。它基于光信号的传输和检测，通过分析光信号的变化来确定温度。

温度变化值

事后型

主动

受

无

无

无

接触物体部份

继电器报警输出

温度变化值

停电安装，通过缠绕方式，蜘蛛网形式。易折、易断、不耐高温的特点，并且布线难度较大，存在光纤线电极之间有灰尘或潮湿过程造成“爬电”风险。

无

单一报警

测温探测器

接触式感温、材质表面温度

温度变化值

事后型

主动

受

无

无

无

接触物体部份

未开放式协议，MONUS-RS485、4G等有线或无线通信

温度变化值

停电安装，单一监测位置，保护不全面。

无

单一报警

六、多级多维预警与联动灭火方案

采集高低压配电柜内发生的电气故障主要的发热体是电线与保护电气节头物质受热时分解出的粒子，可以进行高低压配电箱柜内电气故障的极早期探测。

具有多级多维联动功能：当粒子超限告警时，发出预警信号，通过值班人员提醒到达现场排除隐患。当配电柜内发生故障达到烟雾或环境温度超限时，发出联动灭火信号，启动全氟己铜灭火，消防隐患。联联动系统图（参见图1），灭火装置安装图（参见图2）
    

图1

                          图2

七、系统组成方案

7.1有线组网方案

 

7.2无线组网方案

 

首批通过国家消防电子产品检验中心型式检测合格与消防产品技术鉴定证书         

首家应用于北京京港地铁14号线和16号线安装运行。

八、应用场所  

   电力、 地铁、化工、储能、石油、烟草、数据中心、学校、工厂、钢铁、医院、商场等高低柜。