浅谈机柜采样式空气采样感烟探测器
【摘要】：电力行业是国民经济的大动脉,在我国的现代化建设中起着举足轻重的作用,电网的高效、安全的运转对国民经济的各行各业的正常运行有着直接重要的影响。
电气设备控制柜是电力行业中使用比较多的设备,也是设备供电的主要核心部件。一般都是用来给设备供电用的，如家庭供电，办公室楼设备供电，还有工业供电等；如果电气设备控制柜内部短路或者长期使用，引发生火灾，直接导致用电设备无法正常工作，产能降低，那损失是不可估算的。如何才能有效的避免类似的事件发生？
【关键词】：机柜采样式空气采样感烟探测器 空气采样式感烟探测器 极早期空气采样感烟探测器 吸气式感烟探测器
【引言】：电力设施的安全，特别是对火灾的防范，已经变成保障电力设备安全，确保电力服务正常运行的首要问题。电力设备越来越先进，也越来越复杂。以往依靠人工读各种表盘、监视设备的正常运转的方法越来越不现实，尤其在无人值守或少人值守的地方更是如此。如何确保电网的设备长期高效安全运营，消防系统的预警能够切实保护无人值守或少人值守的人员和现场设备的安全，应对各种火灾的发生成为电力行业的当务之急。
从电气火灾发生的原因看，主要有故障部位局部长时间发热，造成绝缘劣化，最终造成线路短路、冒烟、起火，导致火灾；另一个是故障部位产生的电弧或电火花瞬间释放热量造成线路短路，导致火灾。
设备包装-由于今天的电子产品其尺寸减小和能量更高，设备通常封装在防护箱内。防护箱内装有内置冷风扇、空调或者水冷系统以使温度保持元件安全温度。这些防护箱对于现场工作的烟雾侦测器的传输时间产生两方面的负面影响：
1、防护箱会限制烟雾流动，延长烟雾离开火源到达安装在天花板上的侦测器的时间。
2、内部风扇和空调系统会稀释和冷却烟雾，降低它的浮力。这将引起烟雾分层，使得现场工作的侦测器额外延长反应时间。
如何才能解决呢？最佳解决方案就是采用机柜采样式感烟探测系统。
空气采样式感烟探测系统跟常规的（点型）烟雾探测器有所不同。机柜采样式感烟探测系统包括探测器和采样网管。探测器由吸气泵、过滤器、激光探测腔、控制电路、显示电路等组成。通过PVC管或钢管所组成的采样管网，利用探测主机内部抽气泵所产生的吸力，从被保护区内连续采集空气样品放入探测器。空气样品经过过滤器组件滤去灰尘颗粒后进入探测腔，探测腔有一个稳定的激光光源。烟雾粒子使激光发生散射，散射光使高灵敏的光接收器产生信号。经过系统分析，完成光电转换。烟雾浓度值及其报警等级由显示器显示出来。主机通过继电器或通讯接口将电信号传送给火灾报警控制中心和集中显示装置。
机柜采样设计原则
采样孔灵敏度与管路上的采样孔数有关，在每一采样孔探测一个设备机柜的情况下，采样孔数量相当机柜数量，也就是说采样孔灵敏度与保护机柜的数量有关，采样孔数（保护机柜数量）越多，单孔灵敏度越差，采样孔数（保护机柜数量）越少，单孔灵敏度则越高，而采样孔灵敏度高低代表烟雾探测报警时间的快或慢。灵敏度越高，越可以探测到微小的烟雾迹象，进而提供极早期的报警，灵敏度越低，则须等到烟雾浓度较高时才能够报警，这时候火情相对来讲可能也已经比较严重了。
机柜式空气采样感烟探测系统是将采样点配置在机柜内部，保护机柜内的设备。由于直接对保护对象采样，这种方式可以得到最早期的火灾预警效果。对于针对设备机柜保护的空气采样管路系统设计时的主要在考虑单台主机探测的机柜数量。探测机柜的总数影响到灵敏度（保护效果）以及报警时的火灾搜寻时间。
一般各个机柜内部互为独立的空间，因此系统灵敏度即相当于采样孔灵敏度，在每一个采样孔的进气量均相同的情况下，即等于探测主机灵敏度乘上采样孔数量。
对盘内的设备进行火灾侦测时，AVA的作法是针对盘内的空气进行采样分析，视其是否有火灾的生成物。因此若是盘上有通气口，则将取样管直接经过盘上的通气口，并在通气口范围内配置空气取样孔以进行侦测。
AVA空气取样侦测系统的取样管可延伸至机柜内，直接抽取机柜内的空气出来分析，因此可对任何微小的异常状况提供最早期的警告。
英国BS6266建议在机柜内取样可提供极早期报警的效果。
AVA推荐使用CSD探测主机来探测机柜火灾，每个CSD可以探测1～4个机柜，如此不仅可以精确定位火灾发生位置，而且灵敏度非常高。
CSD使用毛细软管，管路限制如下：
●一般使用外径10mm的塑料软管
●最多4个采样孔
●最多4个支管
●单根软管长度不超过4m
●分支软管管长度不超过2m总软管长度不超过6m
●采样软管（10mm）
下图是CSD典型的安装方式：
CSD亦可安装在机柜内部，安装方式如下图所示
当CSD安装于机柜内部时，可搭配远端显示面板固定在机柜门板上以显示机柜内部CSD的工作状态。
当然，机柜探测也可以使用QUARTAS或FANFARE探测主机，此时每路取样管（独立风扇及探测腔）的设计原则与天花板下采样相同，每路最多可以有25个采样孔，也就是说最多可以探测25个机柜。
使用QUARTAS或FANFARE于机柜烟雾探测时，除了报警时需要搜寻的机柜数量较多之外，仍然可以达到非常高（VeryHigh）灵敏度的保护效果。
机柜采样管路安装注意事项
a.毛细软管长度要求在6m以内，且越短越好。
b.某些机柜带有排热风扇，排热风扇启动时会影响机柜顶端采样点的烟雾探测效果。安装时若发现机柜带有排热风扇时应依据风扇位置对该机柜的采样做适当修正。
c.风扇位于机柜顶端：可将采样管直接横跨在风扇上方，在管路上面对风扇位置直接开采样孔。
d.风扇位于机柜侧面：除了应在机柜顶端配置采样点之外，亦应在侧面的风扇处配置采样点（相当于回风采样）。很多情况下风扇是配置在机柜的门上的，因此建议除了横跨在风扇上的采样管使用硬管以方便固定之外，主管与横跨在风扇上的硬管之间使用毛细软管，以避免妨碍日后机柜门必须打开的情况。
e.活电作业：对于配电柜等带有高压电缆的设备机柜，建议停电施工。
结束语
在现代化的社会中，根本无法想象如果通讯、电力、信息等服务一旦中断，将造成多大的损失。极早期探测器设备在这些重点场合的应用，有效的避免了重大事故与问题的发生，充分体现出极早期探测器的价值，真正防患于未燃！
参考：AVA空气采样感烟探测器产品设计手册
