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消防电气检测知识与15种常用检测仪器介绍

发布日期:2017-08-29

 

消防电气安全检测是电气防火安全检查的重要组成部分,其目的一是防止电气系统及电器设备因各种故障及运行不当引起火灾爆炸事故;二是防止出现电击事故,造成人员伤亡。对电气线路及设备进行消防安全检查,仅用眼看、手摸、鼻嗅等原始方法是远远不够的,必须采用红外测温和成像技术、超声波探测技术和电工测量技术等多种现代科技手段综合进行。

1.消防电气安全检测的具体范围与方法

 

消防电气安全检测的范围主要是针对电力用户,即电压等级在10kV及10kV以下的新建、改建和扩建的工业与民用建筑。10kV以上高压及超高压供电系统的检测应该由电力系统进行。另外,对爆炸危险场所的消防电气安全检测应当慎重,没有进行防火防爆专业知识培训,没有防爆检测仪器设备的单位不应承担此项检测。

1.1具体范围:

  • 变、配电所,其中包括:油浸式电力变压器、干式电力变压器、高压配电装置、低压配电装置、电力电容器、低压电器(如低压断路器、低压隔离开关、漏电保护器、配电箱及开关箱)等;
  • 室内低压配电线路,其中包括:室内配线、导线连接、导线与设备的连接、导线的绝缘强度、电力电缆线路等;
  • 照明装置、开关与插座;
  • 一般低压用电设备,如电动机、整流设备,其它小型用电设备等;
  • 接地和等电位的联接。
  • 变配电装置;
  • 高低压电气线路;
  • 各种电气设施;
  • 电气开关、插头、插座、电工元器件;
  • 电气照明及装置;
  • 中央空调电气设施、电梯电气设施;
  • 控制电器和保护电器装置、接地装置;
  • 各种消防设备、设施的电气部分。

1.2室内低压配电线路

一般性检查:用千分尺或皮尺测量导线截面积间距尺寸及敷设高度、长度。

室内配线:用红外测温仪测量导线接头、导线与设备或器具接线端子的温度,其最高允许温度应符合下表规定。

用超声波泄漏检测仪探测导线接头、导线与设备或器具接线端子处的打火放电现象。用钳形电流表测量配电线路的相线电流、中性线电流和PE线电流。用谐波分析仪测量配电线路电源侧的电流真有效值,当非线性装置多、容量大时,应对高次谐波含量进行测量。目测绝缘带和导线绝缘层老化程度。绝缘电阻检测应用绝缘电阻测试仪测量 。

 

低压电器与外部连接的连接端子的允许温升值

接线端子材料

周围空气温度为40℃的允许温升(K)

裸铜

60

裸黄铜

65

铜(或黄铜)镀锡

65

铜(或黄铜)镀银或镀锡

70

 

导线芯线长期工作最高允许温度

类型

长期工作最高允许温度(℃)

聚氯乙烯绝缘导线

70

橡皮绝缘导线

65

1.3电力电缆线路

用红外测温仪和红外热像仪检测电缆及电缆终端的外表最高允许温升应符合规定。;

用超声波泄漏检测仪检测电缆终端和接头,不应有打火放电现象;

电缆头引线的线间和线对地间的绝缘电阻值必须大于0.5MΩ。

 

1.4低压电气装置

低压断路器、隔离开关、熔断器等:

查看触头和端子等处金属过热氧化变色、电弧火花熔结痕迹。

用钳形电流表测量三相电流、中性线电流和PE线异常电流值。

用红外测温仪测量开关触头温度并用超声波泄漏检测仪测量各接线端子的打火放电情况。

 

1.5配电箱和开关箱

用漏电电流检测仪测量频繁故障或绝缘不良回路的漏电电流值。

用谐波分析仪测量配电线路电源侧的电流真有效值,当非线性装置多、容量大时,应对高次谐波含量进行测量。

 

1.6电气插座

查看插座相与相间或相与地间绝缘器件金属过热氧化变色、电弧火花熔结痕迹。

用钳形电流表测量三相电流、中性线电流和PE线异常电流值。

用红外测温仪测量开关触头温度并用超声波泄漏检测仪测量各接线端子的打火放电情况。

 

2.消防电气安全检测的具体实施步骤

 

对于消防电气的检测过程一般为四个步骤:
1.使用红外热像仪对一般的电气设备和线路进行全面扫描普遍检查,发现其异常发热部位。对重点电气设备和线路的发热部位摄取热像图;
2.用红外测温仪对异常发热部位进行重点测温。测温时,应首先正确选择被测物体的表面发射率,选择适当的参照物确定环境温度,键入环境温度、相对湿度和测量距离等补偿参数并选取适当的温度范围; 对同一测量对象应从不同的方位进行测量找出最高发热点的温度值,对不同的测量对象进行测温时应保持距离一致和方位一致;
3.记录异常发热电气设备的实际负载电流、发热部位的表面温度以及环境温度;
4.利用计算机对热像图的温度场进行分析处理。

3.消防电气安全检测仪器设备的原理及技术要求

使用先进的仪器设备及现代化的检测技术手段进行电气防火安全检测,我们如何正确选用红外测温成像仪器、超声波探测仪器和电工测量仪表等检测仪器?其原理和主要技术性能要求能否满足现场检测的实际需要,我们将在后面一一阐述。

 

3.1消防电气安全检测的主要检测仪器设备

 

3.1.1红外测温仪

红外测温仪的测温原理是将物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号,红外线辐射能的大小与物体本身的温度相对应,根据转变成电信号大小,可以确定物体的温度。

 

红外测温仪无需接触即可快速、精确地测量物体表面温度,非常方便。在电气消防安全检测时,用来检测电气线路超温情况。测量导线接头及端子连接点的温度等。是电气消防检测不可缺少的理想检测仪器。

 

红外测温仪分为便携式红外测温仪和固定式红外测温仪。在消防电气检测中使用的是便携式红外测温仪;测温范围:-10℃~+900℃;距离系数:50∶1或60∶1;发射率范围:0.1~1.0;测温精确度:读数的±1%或1℃

 

3.1.2红外热像仪

红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上,从而获得红外热像图,这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。

 

红外热像仪分为便携检测、在线科研、便携救援、医疗等多种类型。在消防电气检测中目前通常使用非制冷型焦平面热像仪即可,采用热释电管技术的红外热电视设备,目前已经淘汰使用。

 

红外热像仪在消防电气检测中主要用于电气设备表面温度和温度场测量;测温范围-20℃-350℃,测温精确度:读数的±2%或±2℃;发射率范围 :0.1~1.0;具有图像存储和回放功能。

 

3.1.3超声波探测仪(超声波泄漏检测仪

超声波探测仪全称超声波泄漏检测仪是探测电气设备运行中电气火花放电高频声波的专用仪器,采用外差法原理,还可对燃气、液体等的输送管道以及各种设备的泄漏进行检查。在电气系统运行时,用来检测电气设备的电晕、爬电和电弧(电火花)等较强的放电现象,这些现象都会形成某种形式的电离而干扰其周围的空气分子,从而形成紊流——即超声波信号产生的源头。超声波探测仪通过检测这种现象产生的高频噪音,利用“外差法”将其编译为人耳可听的声音信号。并通过显示屏提供数据;在正常情况下,电气设备应该是静默的,虽然有时会有持续的嗡嗡声或稳定的机械噪音,但这完全不同于放电产生声音信号。通过超声波探测仪接收电气设备产生超声波信号并对其音质和强度进行分析,可以快速的检测电气设备放电现象并精确定位,从而可以有效的保障电气设备安全运行。该设备还可适用于气体灭火系统钢瓶的泄漏检查和消防管路系统的阀门内漏检查。

 

超声波探测仪(超声波泄漏检测仪)在消防电气检测中主要用于电气设备的火花和电弧探测;定位或检测空气泄漏时产生的超声波音源的位置,各电气设备的连接处有无放电现象。频率响应:20KHz~100KH;测量精确度:读数的±1%;并配备有噪音隔离耳机;有数字显示和模拟显示多种款式可选。

 

3.1.4钳形电流表

钳形电流表是由电流互感器和电流表组合而成。电流互感器的铁芯在按下扳手时可以张开;被测电流所通过的导线可以不必切断就可穿过铁芯张开的钳口,当放开扳手后铁芯闭合。即可开始进行电流测试,而不必断开导线进行测量。不同类别的钳形电流表通常还可测量交流电流、交直流电压及电阻,适用大电流的测试,使用方便,是电气测量和电气消防检测不可缺少的必备检测仪器。

 

钳型电流表在消防电气检测中主要用于测量相线电流、正弦电流有效值测量、正弦电压有效值测量。测量范围:直流电流:600A;直流电压:600V;交流电流:600A;交流电压:600V;电阻:20MΩ;精度:2.5级

 

3.1.5真有效值钳形表

真有效值钳形表原理与普通钳形电流表类似。真有效值即为“真正有效值”之意,英文缩写为“TRMS”,有的文献也称为真均方根值;有效值-在两个相同的电阻器件中,分别通过直流电和交流电,如果经过同一时间,它们发出的热量相等,那么就把此直流电的大小作为此交流电的有效值。

 

真有效值钳形表是专为测量交流漏电流而精心设计制造的,采用最新CT技术及数字集成技术,具有体积小,精度高,功能完善的特点。广泛适用于电力、通信、气象、铁路、油田、建筑、计量、科研教学单位、工矿企业等领域。其传感铁芯选用特殊合金,采用磁性屏蔽技术,几乎不受外界磁场的影响,确保了常年无间断测量的高精度、高稳定性、高可靠性。

 

真有效值钳形表在消防电气检测中主要用于非正弦畸变电流有效值测量、非正弦畸变电压有效值测量。测量范围:直流电流:600A;直流电压:600V;交流电流:600A;交流电压:600V;电阻:20MΩ;精度:2.5级

 

3.1.6漏电电流检测仪

漏电电流检测仪适用于交流(工频)低压电网漏电流有效值或负载电流有效值的测量。主要用于对总保护器类管理。大口径设计,以保证三相三线、三相四线供电回路的漏电流测试。宽温设计,能够适合于我国大部分地区使用。广泛适用于油田、化工、矿山、通讯、建筑、纺织、铁路、冶金、机械、电力等行业的低压配电网及各企事业单位的低压配电网。

 

漏电电流检测仪在消防电气检测中主要用于绝缘导线漏电电流测试;中性线或保护中性线异常电流的测定。测量范围:10mA~1A;精确度不大于读数的2.5%。

 

3.1.7绝缘电阻测试仪

绝缘电阻测试仪一般指兆欧表(俗称摇表),它的刻度是以兆欧(MΩ)为单位的。早期兆欧表大多采用手摇发电机供电,故又称摇表。它是电工常用的一种测量仪表,主要用来检查电气设备、家用电器或电气线路对地及相间的绝缘电阻,以保证这些设备、电器和线路工作在正常状态,避免发生触电伤亡及设备损坏等事故。随着技术进步,现阶段绝缘电阻测试仪基本采用电池供电或充电方式运行。

 

绝缘电阻测试仪在消防电气检测中主要用于绝缘导线绝缘电阻测量;导线的绝缘层无论采用塑料还是橡胶,随着使用时间的延长,会出现自然老化现象,或由于负荷较大,导线发热导致绝缘性能下降。绝缘层的绝缘性能的下降往往是用肉眼无法发现的,这种隐患将可能导致火灾和人身危险。另外,在日常的安全检查时,导线的相线和电气设备的绝缘性能也是检查的重点,需要测量相线和设备接地线之间的绝缘电阻,以判断相线和设备之间的绝缘程度。一般情况绝缘电阻测试是在断电条件下采用绝缘电阻测试仪(兆欧表)法进行测量。

绝缘电阻测试仪电压等级的选择:

100V以下的电气设备或回路,采用250V兆欧表。

100V至500V的电气设备或回路,采用500V的兆欧表。

500V至3000V的电气设备或回路,采用1000V的兆欧表。

3000V至10000V的电气设备或回路,采用2500V兆欧表。

 

3.1.8钳形接地电阻测试仪

钳形接地电阻测试仪是传统接地电阻测量技术的重大突破,广泛应用于电力、电信、气象、油田、建筑及工业电气设备的接地电阻测量。钳形接地电阻测试仪在测量有回路的接地系统时,不需断开接地引下线,不需辅助电极,安全快速、使用简便。钳形接地电阻测试仪能测量出用传统方法无法测量的接地故障,能应用于传统方法无法测量的场合,因为钳形接地电阻测试仪测量的是接地体电阻和接地引线电阻的综合值。钳形接地电阻测试仪有长钳口及圆钳口之分。长钳口特别适宜于扁钢接地的场合。

 

1.电阻测量原理

钳形接地电阻测试仪测量接地电阻的基本原理是测量回路电阻。钳表的钳口部分由电压线圈及电流线圈组成。电压线圈提供激励信号,并在被测回路上感应一个电势E。在电势E的作用下将在被测回路产生电流I。钳表对E及I进行测量,并通过下面的公式即可得到被测电阻R。

公式:R=E/I

2.电流测量原理

钳形接地电阻测试仪测量电流的基本原理与电流互感器的测量原理相同。被测量导线的交流电流I,通过钳口的电流磁环及电流线圈产生一个感应电流I1,钳表对I1进行测量,通过下面的公式即可得到被测电流I。

公式:I=n·I1

钳形接地电阻测试仪在消防电气检测中主要用于检验测量接地电阻值,也是消防电气安全检测与接地工程竣工验收不可缺少的工具。在消防检查测量工作中一般用于测量对于保护接地系统中的工作接地,保护接地和重复接地的接地电阻值,储油罐、避雷针等防雷接地电阻。例如:防火检测中甲、乙、丙类液体贮罐及其附属设备,应设接地装置,接地电阻不应大于10Ω。

测量范围:

电阻:量程、精确度、分辨率分别为0.1Ω~1200Ω、±(1.5%+0.1Ω)、0.1Ω

电流:量程、精确度、分辨率分别为1mA~30A、 ±(2.5%+20mA)、1mA

最大可钳导体尺寸。32mm

 

3.1.9低欧姆表等电位连接测试仪

低欧姆表(等电位连接测试仪)采用四线法测试,适于测量建筑物中的金属构件之间的等电位连接电阻、各种电气设备与地网地极间的连接导体的电阻。也可以测量开关、插座触点的接触电阻以及其它低值电阻。广泛应用于电信、电力、气象、机房、油田、电力配电线路、铁塔输电线路、加油站、工厂接地网、避雷针等。还具备测量直流电压和交流电压功能。

 

低欧姆表(等电位连接测试仪)在消防电气检测中主要用于测量总等电位连接、辅助等电位连接在内的保护导体的导电连续性。

测量范围:电阻:4~24Ω 最小电流:0.2A。

 

3.1.10漏电开关测试仪

漏电开关测试仪也称漏电保护器测试仪、剩余电流动作保护器检测仪、剩余电流动作保护器测试仪、RCD检测仪,主要用于测量漏电开关的动作时间;漏电保护器的漏电动作电流;漏电不动作电流,适用于检测漏开关/电源插头线的导通极性,绝缘,线芯高压性能。单相、三相漏电保护器均可测试。低压配电系统中装设漏电保护器(剩余电流动作保护器)是防止电击事故的有效手段之一,也是防止漏电引起电气火灾和电气设备损坏事故的有效技术措施。漏电开关测试仪是工程质量监督站和建筑公司必备的检测仪器,广泛应用于供电部门,农电部门,漏电保护器生产厂家,建筑、矿山、机床等行业的劳动安检部门以及广大电气工程师。

漏电开关测试仪在消防电气检测中主要用于测量漏电开关的动作时间;漏电保护器的漏电动作电流;漏电不动作电流。

 

测量范围:

额定动作电流:10/20/30/200/300/500mA

故障状态设定:×1/2,×1,×5×DC自动量程

故障动作时间:1000ms,200ms(*5)

最低分辨率:1ms

 

3.1.11谐波分析仪

谐波分析仪是对电网运行质量进行检测及分析的专用测试仪器。可以提供电力运行中的谐波分析及功率品质分析,能够对电网运行进行长时间的数据采集监测。同时配备电能质量数据分析软件,对上传至计算机的测量数据进行各种分析。仪器具备同时测量4路电流(ABC三相及中性线电流),4路电压(ABC三相电压及中性线对地电压)、电流电压的峰值、最大最小值、三相不平衡度、短时电压闪变、变压器K因数、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、位移功率因数、有功电能、无功电能、视在电能、谐波比、总谐波失真度等;显示电流电压的实时波形、相量图、谐波比柱形图;动态捕捉电压电流瞬时变化,监测启动电流,监测各电力参数并生成告警列表,长时间记录测试数据并生成趋势曲线图等功能。

 

谐波分析仪在消防电气检测中主要用于检测中性线电流谐波含量及电流真有效值。  

测量范围:0.05A-19.9 A;精度:±10%

测量频率:基波、3、5、7、9次高次谐波

 

3.1.12交流电路分析仪——解决和克服常规仪表在电气防火检测中的不足

依据《GB16895建筑物电气装置》(等同IEC60364)、《GB50503建筑电气工程施工质量验收规范》、《JGJ16-2008民用建筑电气设计规范》等标准中相关条款进行测量与测试,及时发现导致电气火灾、电击事故、设备故障的线路问题。

● 能明确显示插座接线是否符合国标要求
● 能准确知晓线路带载能力
● 能实现带电测试导线阻抗
● 能在现场获得RCD动作特性数据

交流电路分析仪在消防电气检测中主要用于检查下列项目:

  • 快速鉴别插座接线方式:左零、 右火、中间地
  • 仿真5/8/10A负载,预估线路带载能力,快速发现火灾隐患
  • 测量相电压有效值/峰值/频率,评估“波形系数”,衡量谐波情况
  • 自动计算“预期短路电流”,审核保护电器分断能力
  • 带电测试相线、零线、保护地线阻抗,精确定位线路高阻点
  • 模拟接地故障测试RCD动作时间,操作简单到“只按一键”

 

3.1.13防爆静电压表

静电电压表按接触被测物体与非可分为接触式和非接触式静电电压表。由于接触式静电电压表测量已带电的物体时会放电,测量过程存在放电引燃的危险,所以在危险场所不宜使用,国外部分标准禁止在危险场所使用接触式静电电压表。防爆静电电压表适用于石油,化工, 国防,航天航空,电子工业、纺织,造纸,橡胶,印刷,计算机等部门的科研和生产中测量静电。在某些具有可燃性气体或粉尘的场所,静电是绝对禁止的,而静电又往往无法发现和感觉到,对于管道或皮带的输送、物料的搅拌或人体上产生的静电,是我们日常检查的重点之一。利用防爆型静电电压表就可以测量这些场所的静电电压。可能存在静电的作业有:

  • 石油、化工、粮食加工、粉末加工、管道输送气体、液体、粉尘等。
  • 气体、液体、粉尘的喷射(冲洗、喷漆、泄露)。
  • 皮带输送。
  • 物料搅拌、混合、过滤等。
  • 高速行驶的交通工具。
  • 人体静电(行走、脱衣、梳理毛发、用有机溶剂洗衣等)。

 

防爆静电电压表在消防电气检测中主要用于检测环境中存在的静电电压值。

测量范围:0-40KV,误差:<±20V。

 

3.1.14便携式可燃气体检测仪

便携式可燃气体检测仪是一种可连续检测可燃气体浓度或者有毒气体浓度的本质安全型设备。它适用于可燃性气体、有毒气体场所,地下管道或矿井等场所危害气体的现场检测.在消防安全检测和防火检查中有广泛用途。

 

可燃气体检测仪可检测一氧化碳、氢气、氨气、液化石油气、甲烷等可燃气体浓度,液晶显示,并发出声光报警,同时具备防爆功能。

 

3.1.15电源插座测试仪

电源插座测试仪其检验功能有,当按下测试按钮时,若线路正常的情况下控制线路的漏电开关应立即跳闸。如果按下测试按钮,漏电开关不动作,其原因有两种:第一种是被检测插座零线与地线相互接错,在这种情况下,插头指示为正确接线,但漏电开关不会工作。第二种是被测插座内接线完全正确,但线路上的漏电开关失效需要维修或更换。

电源插座测试仪在消防电气检测中主要用于检查插座接线的正确性。使用方便快捷,是快速检查电气安装的得力助手

 

4.关于消防电气安全检测的其它说明

4.1消防电气安全检测仪器应经法定计量检定机构检定校验合格并在有效期内,以保证检测数据的准确性。

 

4.2消防电气安全检测人员在现场进行检测时,应与被检测目标保持一定的安全距离,并应严格遵守带电作业安全的有关规定。任何时候牢记并遵守安全操作规程。当开始测试任何运行设备以前,确信您已熟知相关安全法规,一切遵照相关单位的安全规程。

 

4.3消防电气安全检测人员在在进行任何检查和测试工作时,要特别注意操作人员的个体防护工作,要特别注意避免电击、高温、压力、落物、运转设备、高空坠落的意外伤害。

 

4.4消防电气安全检测人员在操作所有测试仪器设备时,必须严格执行操作手册中的安全注意事项。不要试图更改或调整仪器内部电路,以免损毁仪器电路或造成人身伤害

 

4.5在具有潜在爆炸危险的工作场所进行检查和测试时,要特别注意并谨慎操作。多数常规的测试仪器设备都是非本质安全设计的,进入易燃易爆危险环境前,一定要仔细认真检查仪器的防爆级别,绝对不可将非防爆设计设备带入易燃易爆环境操作使用,否则,将造成不可逆的严重事故。

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