建筑电气安全第5章

第5章

建筑电气装置防火安全检测检测目的和意义防范电气火灾的发生，保障公民人身和财产安全实施“预防为主，防消结合”的消防工作方针检测得到的原始信息和数据，可以作为火灾调查时的证据，改进电气设备安全运行状态的依据和科研方向具有很强的社会效益和经济效益检测目的和意义电气防火检测对电气设备火灾隐患状态的一种诊断电气设备火灾隐患人体疾病检测人员医生病人信息现场记录编写报告病历和处方电气火灾隐患的诊断具有复杂性一种征兆可能是多种隐患综合作用的结果一种隐患可能表现出多种征兆接线端子温度过高接线端子温度过高接触松动锈蚀烧蚀铜铝连接过负荷谐波系统存在谐波线路过负荷中性线电流过大自动开关无故跳闸设备发热通常一种检测方法只能检测某种征兆，不能确定引发原因同一隐患可用不同的方法去诊断和印证检测的对象和范围从燃烧三角形的角度看电气设备设计、安装、运行和使用以及使用环境，是否符合消防安全规定，有没有潜在的能引发火灾可能性的参数和危险状态重点对象：建筑内10kV以下电气系统的电气消防安全与易燃易爆场所的电气防爆主要检测点设备和线路运行中的热状态参数设备和线路安装对建筑耐火性能破坏与抑制火灾蔓延的措施对能引发电气火灾参数的监视与控制措施的完好性主要检测点设备和线路绝缘材料的可燃性，与环境可燃物相对位置和采用后的危险性安装遗留的不规范现象与火灾隐患电气接地系统其他与电气火灾相关的设备、部件与环境必须对检测对象的常见隐患特征和表现形式熟练掌握，才能确定诊断参数，然后选用适当的检测方法检测方法：首先用直观法，然后通过仪器进行技术检测诊断和分析：表面温度法、比较法、热图像分析法等诊断参数和检测方法检测仪器的选择和配置三条依据考虑电气火灾隐患的基本特性考虑现场检测具有流动性的特点考虑检测仪器性价比最佳检测仪器的选择和配置四项原则宜选定便携式检测仪器选用简易与技术含量高的精密仪器配合使用顺利开展检测工作的可能性仪器的先进性、检测结果的可靠性、实用性、方便性、性价比隐患检测与诊断过程对电气火险隐患的认定，是一个从在线检测到离线分析和评估的程序化过程应用传统和现代检测方法，利用声、像、图表、文字等采集即时状态隐患信息离线采用人-机结合的方法，利用计算机进行分析诊断提取隐患特征信号以国家有关电气防火安全技术规范、标准为依据对隐患信息进行对比分析绘制检测报告，提出整改意见，送受检单位和报公安消防部门隐患故障诊断流程图主要规范和标准高层民用建筑设计防火规范建筑设计防火规范建筑内部装修设计防火规范建筑防火封堵应用技术规程民用建筑电气设计规范……检测技术队伍检测队员报告编写工程师总工程师电气火灾隐患性质分类重大电气火灾隐患被检现场存在的能够引发电气火灾的危险程度非常大，被检单位必须按照规范要求立即整改，不然将直接导致火灾电气装置和线路处于超负荷运行状态，如导线达到105%爆炸和火灾危险环境采用非防爆电气设备，防火间距不够保护装置选型不当；熔断器熔丝用金属丝代替严重电气火灾隐患与重大电气火灾隐患相比没有明显的热点，但施工安装不规范，有可能引发火灾的现象，是正常情况下需要规范整改的问题，应要求受检单位限期进行整改一般电气火灾隐患长期运行有可能导致电气火灾的隐患状态检测仪器误差和精确度检测仪器指示值或显示值与真实值之差基本误差检测仪器正常使用条件下，仪器本身所固有的。由仪器结构和制造工艺质量缺欠所产生的误差附加误差检测仪器受外界温度、电磁场等影响所产生的误差误差表达绝对误差仪器指示值或显示值Ax与被测真实值A0之差

D=Ax-

A0相对误差绝对误差与真实值比值

g=D/

A0*100%相对误差估算值

g’=D/

Ax*100%例：测量某一电气设备一相的负载电流，使用标准电流表测得的真实值为43.6A，而使用测量用电流表测得的电流值为42.8A，求该测量结果的绝对误差D、相对误差g和相对误差估算值g’各是多少D=Ax-

A0=42.8-43.6=-0.8（A）g=D/

A0*100%=-0.8/43.6*100%=-1.83%g’=D/

Ax*100%=-0.8/42.8*100%=-1.86%仪器精确度及其等级精确度：仪器在规定的使用条件下，在其工作的满刻度范围内，可能出现绝对误差的最大值，该最大值Dm与仪器满刻度值Am的比值K即为其精确度一般用基本误差的百分数来确定其精确度等级基本误差(%)±0.1±0.2±0.5±1±1.5±2.5±5精确度等级0.10.20.51.01.52.55.02、电气装置防火安全检测方法常用检测方法红外检测法根据发热体具有红外辐射的原理进行温度测量超声波检测法电气设备局部放电使物体发出声波信号电气测量测量工作电压、工作电流、谐波电流、泄漏电流、绝缘电阻和接地电阻等5.2.1红外检测法红外测温红外线：波长0.76~1000mm红外线的本质物体分子和原子的转动与振动发射出的电磁波任何温度高于绝对零度的物体都是红外线源1000度以下红外线为主，500度出现可见光，800度时大部分能量仍在红外辐射范围内辐射能量与温度的关系斯蒂芬-波尔兹曼定律红外辐射能量越大，自身的温度越高红外辐射能量越小，自身的温度越低温度与波长的关系根据被测目标红外辐射的波长，选择红外测温仪的响应波长高温物体红外辐射集中在短波部分，500K以上选择3-5mm低温物体红外辐射集中在长波部分，300-500K选择8-14mm考虑到大气传输时的吸收和散射作用大气窗口维恩位移定律热信息红外检测的影响因素1、电气设备的红外发射率随材料的化学性能和成分、物理性能和结构、表面结构不同而不同随表面几何形状不同而不同随表面状况不同而不同目标温度：大多数金属随绝对温度成比例增大，且与电阻率有关；非金属随温度升高而减少测量角度热信息红外检测的影响因素2、电气设备的背景辐射天空背景辐射太阳辐射、大气层自身辐射地面背景辐射地面物体热辐射遮挡避开周围背景辐射选择合适的检测距离选择合适的仪器视场角热信息红外检测的影响因素3、大气衰减作用水蒸气、二氧化碳、臭氧、灰尘、烟雾、雨雪、工业污染物等的吸收和散射作用红外设备的选用1、红外测温仪（红外点温仪）无需直接接触，能对被测目标表面上某一点的周围很小局部面积的平均温度进行测量光学系统、红外探测器、电子电路、存储器、显示装置、温度补偿装置和电源红外测温仪的技术性能（1）测温范围能够测量的温度上、下限区间高温（>900度）、中温（300~900度）、低温（<300度）对于电气防火，可选择上限小于300度，波长8~14mm波段的单色低温点温仪范围过宽或过窄都不合适（2）响应波长对被测目标红外辐射波长的响应范围目标在响应波长内有较高的辐射率、较低的透射率和反射率响应波长区域关系到测温精度（3）距离系数被测目标的距离L与光学目标的直径d之比KLL相同时，用距离系数大的仪器，可以测量更小的被测目标直径d相同时，用KL大的仪器，距被测目标可以更远一些视场角从角度大小来反映测量距离与光学目标的关系与距离系数近似成反比关系光路图使用单色点温仪时，被测目标的尺寸至少要大于按产品提供的距离系数计算值的1.5倍注意：（4）瞄准方式光学聚焦瞄准把仪器目镜中的“+”对准目标中心即可激光瞄准定位半导体发射激光束红点瞄准目标（5）响应时间从仪器对准被测目标开始测温起，到显示出稳定的温度值所经历的最短时间（6）测温精度针对温度标准值的误差而言，有三种表示方法

绝对误差相对误差引用误差实测值与真实值或标准值之差

D=Ax-A0绝对误差与真实值或标准值的比值

g=D/A0*100%绝对误差与仪表满量程的比值

g‘=D/L*100%例点温仪的测量范围为0~400度假设其精度为±5度，实测值为180度，说明其物理意义假设其相对误差精度为±1%，又说明什么物理意义？引用误差精度为±1%时，与上述第二种情况有何不同（7）稳定性在一定时间间隔内测温值的最大可能变化值点温仪测温显示值可靠程度的性能指标优先选用稳定性高的仪器重复性被测目标在恒温的条件下，进行多次重复测量时，各次所显示温度值可能出现的最大偏差值稳定性高，则重复性好重复性好，稳定性不一定就高红外点温仪的使用注意事项（1）根据被测目标尺寸大小，合理选择测温仪的距离系数目标尺寸较小或测距比较远，选用距离系数大的测温仪；反之则相反同一台测温仪，被测目标尺寸大时，远距离测温；反之则进行近距离测温（2）正确对仪器的发射率进行修正调整仪器发射率使其与被测目标材料、表面状况、温度范围相适应遮盖胶带或黑色油漆盖住被测目标表面昆明技术物理研究所研制的KPS-1-3远红外低温涂料（3）使仪器处于热平衡状态主要方法就是放置一定时间再测温目的在于使仪器与环境温度经热交换达到平衡时，消除机内温度的不稳定性塑壳式放置30min，金属外壳式放置10min（4）消除环境辐射的影响调节测量距离，使被测目标充满仪器视场，避免环境辐射进入光路为防止强背景辐射的反射干扰，可采取遮挡措施（5）尽可能垂直被测表面，重复测量，且方位保持一致2、红外热像仪不仅能清晰显示图像，还能精确地测量温度场测温：能测量温度的分布情况主要类型：光机扫描红外热像仪焦平面红外热像仪热像仪1.图像的分解和合成摄像、显像2.热像图的显示方法灰度图像伪彩色热像主要性能参数1、测温范围仪器测温的最低限值和最高限值之间的温度范围2、测温精确度仪器测温的最大基本误差与满量程（或读数）的百分数3、视场范围在光学系统中，像平面视场光阑内成像的视场范围，即被测目标在热像仪中成像的空间最大张角4、象元数（像素）像素越多，图像清晰度越高5、帧频率（帧速）红外热像仪扫描整个视场一次所需的时间，称为帧时。帧时的倒数即为帧速，即1s能扫描多少帧6、光谱响应仪器对被测目标红外辐射波长的响应范围3、红外热电视场测量成本低廉、结构简单、易于操作和维护方便透镜有选择地接收被测目标的红外辐射靶面将通过透镜的红外辐射转换成电信号（钽酸锂、硫酸三甘钛），随温度变化能产生电信号，且满足正比的关系电子枪在扫描器的控制下，在靶面上扫描，中和靶面电流，并相应地产生脉冲电流红外热电视的工作原理1、热释电管的工作过程红外辐射经热释电管的透镜聚焦在靶面上，当红外辐射能量发生变化时，会在靶面上产生电位不等的电信号，该信号与被测目标红外辐射能量组成的热图像相对应电子枪中的电子束在扫描器的控制下对靶面进行水方向的行扫描和垂直方向的场扫描，中和靶面上的电荷，从而在靶面的信号回路中产生对应的脉冲电流，通过负载电阻形成视频信号输出2、调制方式靶面只对温度的变化成正比例地产生热电转换，因此只有温度变化才会有电压信号输出，故必须对红外热电视进行调制平移调制型斩波调制型斩波调制增加了边缘开孔的斩波调制盘，由直流电动机驱动，其目的是：周期性遮盖入射的红外辐射，使靶面接收到的目标红外辐射周期性地时有时无，从而输出视频信号5.2.2超声波检测法超声波检测声音人能听到的声音，20Hz~20kHz频率超过20hKz的声波波段，称为超声波设备放电声波频率包括人耳可听声波到超声波超声波探测探测电气线路和设备的带电导体发生电晕、火花、电弧及漏电等放电现象时导致的电气故障和火灾隐患为什么能选择超声波进行检测而不能用可听声波检测？可听声波会与电气设备的振动声、各种环境声音叠加成噪声，不适宜作为检测局部放电的依据而在超声波范围内，即使掺杂有电气设备的运行噪声，也不会影响对放电超声波信号的正确检测，因为掺杂声波因传播路径而有不同衰减，所测得的声音电平与局部放电大小没有直接关系超声波探测基本原理传感器：压电晶体的正压电效应制成。超声波加到振动膜上，使之振动，对压电晶体产生变化的压力，压电晶体产生随压力变化而变化的电信号超声波检测法属于动态无损检测方法，能实时反映电气设备由于内部缺陷引发的放电动态信息还可用来标定异常过热位置：有绝缘包覆的金属在变压器油中过热，会间断地产生高电平超声波，并且设备停止运行几分钟内仍然会发出超声波使用技巧环境噪声大时，可提高仪器声波频率当被测区域超声波信号太强时，可降低仪器灵敏度5.2.3电气测量1、漏电检测漏电电流在线检测钳形漏电电流表检测漏电电流，检查和排除漏电电流产生的部位可以在线路带点状态下进行低压配电线路和电器设备漏电诊断的最佳方法可测量交流电流、交流电压、直流电流、直流电压和电阻、泄漏电流检测原理钳形漏电电流表的构成零序电流互感器仪表检测顺序检测绝缘不良部位通过变换测量位置检测通过开关的通断操作进行检测2、谐波检测谐波定义线性负载系统中，产生正弦电流，用正弦电流的平均值响应式仪表测量，如磁电式仪表、全波整流式仪表、普通钳形电流表测量对周期性变量进行傅里叶级数展开，得到一系列不同幅值不同频率的正弦电流，其中包括恒定分量、基波分量和频率为基波频率整数倍的分量，这部分分量即称为高次谐波谐波来源及危害来源于非线性用电负荷危害：热效应导致变压器和电动机等过热，保险丝熔断断路器不到整定值即动作：IZD<=Iy电器振动、产生噪声对通信线路产生干扰中性线N或保护性中性线PEN电流增加，相线负荷电流增加50%谐波分类基波为正序，正向旋转，对三相感应电动机来说，使其转子正向旋转负序谐波磁场抵消基波磁场，并反向旋转，因此会烧坏三相感应电动机三次序列谐波（零序谐波）不旋转，会加到三相四线系统的中性线上名称2次3次4次5次6次7次8次9次10次11次频率100150200250300350400450500550序列-0+-0+-0+-谐波检测非线性负载系统中，一般采用非正弦电流平方的平均值响应式仪表测量，如真有效值钳形电流表、电磁式仪表、电动式仪表真有效值钳形电流表是高精确度的测量非正弦电流或电压的便携式电流表1、首先进行定点测量，即在建筑物中寻找非线性负载，从而确定是否有谐波问题以及谐波源的位置2、查找非线性负载供电的变压器位置，检查其过热情况，并查明变压器的冷却通风口是否畅通。使用真有效值钳形电流表测量各相电流和变压器二次侧的