郭建斌
远达化纤公司电仪一车间
摘要 ：现我公司电气系统的配电柜、控制柜等内部的电气元器件、电线电缆、母线排及端子等过热隐患主要是靠人工进行巡检应用手持式测温仪表进行温度检测，这种方式有着很大的局限性，研究应用用云雾室(Cloud Chamber)技术的IFD 极早期火灾探测器对我公司MCC室（马达控制中心）的控制柜等内部的电气元器件、电线电缆、公共母线及端子等设备进行全天24小时不间断、无空间死角的监测，能够及早地、全面地发现电气设备的过热隐患，及早地对隐患进行处理，及时消灭隐患，减少设备事故及火灾的发生。同时减少巡检人员时间及巡检次数，减轻工作人员的劳动强度。我公司对用云雾室(Cloud Chamber)技术的IFD 极早期火灾探测器在MCC室安装测试效果良好，
能够达到预期效果。
关键词： 控制柜 云雾室(Cloud Chamber)技术 IFD 极早期火灾探测器
一、极早期电气设备发热侦测的意义
电气系统的配电柜、控制柜等内部的电气元器件、电线电缆、公共母线及接线等过热是电气行业内存在的重大安全隐患，如果巡检不及时容易造成电气火灾，对公司设备、正常生产、供电产生较大影响。
目前电气柜内器件和接线发热的巡检主要靠人工方式、加装测温元件测温或用固定式红外成像测温。这些方式有以下弊端：1、人工方式是由电工手持测温仪表逐个检测，存在效率低、需人工较多，人员认真程度影响测量结果、具有间断性等缺点。2、如采用电气柜内加装测温元件的方式，存在器件间空间有限，柜内器件较多，许多地方不易安装无线测温元件，死角较多，成本较高等缺点。此方式较适合柜内器件少且功率较大的电气柜。3、用固定式红外成像测温的方式，测温较准，但存在成本高、有死角等现象，如减少测量死角需增加固定式红外成像测温仪表数量，成本太高。
因此，研究极早期火灾报警设备的应用，实现对电气配电柜内部器件及接线端发热进行24小时连续实时、全面检测，极早期探测火灾隐患和防范非常必要。
二、国内外电气设备极早期探测技术分析
1，电气设备过热极早期阶段介绍
电气设备过热的极早期阶段是指电器元器件、配电柜、电线电缆、公共母线及接线等电气负荷超载，从被过度加热(Overheating)超过其绝缘材 质 可 承 受 的 临 界 点 ( 即 热 分 解 点 ； ThermalP ti l t P i t) 到氧化燃烧(C b ti )并开始产生碳烟，造成短路、断路等电气设备事故的发生。当电气设备等出现发热情况时，发生的极早期阶段(在那时还没产生烟雾粒子)所出现的是热力的适度增加情况，从而产生大量的小于0.002微米的粒子，这种粒子是不可见的。
2，早期烟雾探测器对电气设备过热早期检测的分析
一 般 采 用 光 散 射 原 理的早期烟雾探测器并不对次微米粒子产生反应；光 散 射 原 理的早期烟雾探测器能探测到的粒子的大小是由它使用的探测光源的波长（大约在0.1微米）来决定的；在发生火灾早期的阶段，大于0.1微米粒子的存在数量相对于0.002次微米大小的粒子数量是相当相当少的；所以，采用光散射原理的早期烟雾探测器是没有办法检测测出电气设备发热状态时发出的次微米粒子，电气设备的安全生产运行无法得到保证。
3，光电型侦测器对电气设备过热早期检测的分析
电气设备过载过热时，在极早期阶段产生的次微米粒子数量非常多，但由于体积远小于一般灰尘粒子，故光电型侦测器受数量极少但相对遮光率极高的灰尘粒子之影响，远大于次微米粒子热释粒子，故无法辨别次微米热释粒子与灰尘粒子在数量上的悬殊差异，因此其检测结果会受灰尘的影响，这是光电型侦测器在检测电气设备过载过热方面的缺陷，因为电气设备现场环境不可避免的会存在着灰尘。
4，IFD云雾室型极早期火灾探测器对电气设备过热早期检测的分析
IFD 云雾室型极早期火灾探测器是世界上最早将云雾室(Cloud Chamber)的技术(即微粒子计数能力)应用在电气设备过热事故极早期隐患探测的探测器，云雾室侦测技术使得IFD对电气设备过热阶段极早期所产生大量不可见的次微米粒子具独特的探测能力。云雾室的工作原理是被保护区域内电气设备所在环境的空气样本经由采样管路其送入探测器内，若所在区域内的空气样本含有高浓度的不可见次微米粒子，云雾室即有能力透过一简单的精密机械处理过程，利用水滴的凝结特性将这些不可见的次微米粒子及空气中的灰尘粒子内含在小水滴中心，而形成一颗颗可见的细小雾状水滴(约20μm)，透过这庞大的雾状水滴所形成的遮光面及透光率，即可测出与灰尘粒子数量相对极为可观的次微米粒子的数量。光电型侦测器无法辨别次微米热释粒子与灰尘粒子在数量上的悬殊差异，但经过云雾室处理后，每一个电气设备发热的极早期阶段所产生的不可见次微米粒子皆由一水滴所包围，成为云雾粒子，其产生的有效遮光率与包围灰尘粒子的水滴产生的有效遮光率相当，故其在数量上的悬殊差异即可被光电仪器辨识出来(500,000/cc >> 20,000/cc)。克服光电型侦测器在检测时无法识别次微米粒子和空气中的灰尘粒子在数量上的差异的缺点。因而它能够在电气设备发生过热时发出极早期隐患的信息。
三，我公司对IFD云雾室型极早期火灾探测器的应用
我公司为了能够电气系统的配电柜、控制柜等内部的电气元器件、电线电缆、公共母线及接线等在有过热隐患时极早及时的发现，经过研究选用了英国PROTEC公司的Crirrus HYBRID系列极早期火灾侦测器分别安装在远达一期纺练MCC室和20万吨原液MCC室进行了测试。Crirrus HYBRID系列极早期火灾侦测器具有云雾室”和“LED散射室”双重检测，云雾室能够检测我们的配电柜、控制柜等内部的电气元器件、电线电缆、公共母线及接线等在有过热挥发的次微米粒子做极早期火灾侦测，LED散射室是一般的检测方法，适用于检测大颗粒如火灾发生时的烟雾等。因为绝大部分材料达到热分解点后挥发出大量热微粒、产生烟后同时产生烟雾颗粒；一小部分材料达到热分解点后虽然挥发出热微粒、但是数量不大、产生烟后结合LED检测判断报警
这样使检测更全面，本检测设备产生火灾报警的情况分为如下情况：1、火灾前期产生大量微粒（最小直径0.002um），云雾室可以检测到微粒数量大量上升，这时依靠云雾室的检测即可产生火灾报警信号。2、火灾发生时材料挥发出的微粒数量没有大量上升，但是有烟雾产生，此时云雾室检测到微粒数量上升的变化趋势，但是微粒数量没有变化太剧烈，单纯云雾室检测结果不能发出火灾报警信号；但是散射室检测到大量烟雾信号，加上云雾室检测到微粒数量发生相应上升变化，此时也能发出火灾报警信号。3、尘土、大雾等造成散射室检测信号发生大的变化，表示检测到大量烟雾；但是此时云雾室检测到的微粒数量没有发生变化趋势，此时不会产生火灾报警信号。
在MCC室加装Crirrus HYBRID系列极早期火灾侦测器，铺设管线由侦测器到控制柜，在每个控制柜内安装一个探头连接至敷设的管线上，若某个控制柜内的电器元器件或线缆发热时产生的次微粒子可以通过探头经管线到侦测器，若次微粒子达到设定值时侦测器发出报警提示某部份的控制柜内有过热隐患，通知维护人员到相应的控制柜内及时检查处理，消除火灾隐患。
结束语：通过我们在控制柜内进行模拟过热部件进行试验侦测器都能及时检测到并报警提示，且通过一定时间运行达到了全天24小时不间断、无空间死角的监测，能够及早地、全面地发现电气设备的过热隐患，达到了预期效果。