縱觀建筑工程領域電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的實際應用分析

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海 嘉定 201801

    0.引言

    電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是近幾年來在我國建筑工程領域出現(xiàn)的一個新型的實時功能系統(tǒng)。由于實踐時間短，基礎研究的試驗不足，因此對系統(tǒng)應用的規(guī)范、指導和監(jiān)督等方面還處于一個初級的階段。就目前現(xiàn)狀看，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)從標準、規(guī)范、工程設計到產品制造均存在著許多誤區(qū)和缺陷，這是非常不利于系統(tǒng)的健康發(fā)展的。為了有助于該系統(tǒng)在應用方面的進步，本文將針對當前存在的問題從概念、工程應用設計和安科瑞產品開發(fā)制造能進一步趨于規(guī)范和科學。

    1.電氣故障和電氣火災的概念

    電氣火災，顧名思義，是一種由電氣故障而引發(fā)的火災。分析電氣故障可知，可能引起火災的故障主要是短路和漏電故障，而過載則是一種非正常運行的狀態(tài)，本身并非故障。過載發(fā)展成故障是一個漸變的過程，最終同過電壓等故障一樣，是以擊穿短路的形式表現(xiàn)的。一個符合規(guī)范的工程電力系統(tǒng)設計，本身對短路、過載和金屬性接地故障已有完善的保護措施，均可及時地切斷故障線路。并在新建工程中，由于配電開關的性能保證和電力線路敷設環(huán)境防火要求的規(guī)范，因短路引發(fā)的火災實例較為少見。從火災案例分析可看出，電氣短路火災主要是存在于一些老舊建筑和棚戶建筑中。新建工程中引起電氣火災的原因主要是接地故障，特別是非完全的接地故障，即漏電故障。因此，現(xiàn)行設計規(guī)范把對電氣火災的預防明確地界定為“漏電火災報警系統(tǒng)”。

    從以上分析可以認為：電氣火災是一種主要由電氣線路或電氣設備的接地故障，特別是電弧性燃物所致。

    2.電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計理念

    電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是一種火災預防手段，是作用于火災發(fā)生前的一種實時監(jiān)控系統(tǒng)，與作用于火災發(fā)生后的“火災自動報警系統(tǒng)”在承擔任務、功能和采取的技術手段等方面均是不同的，兩者不應該混淆和重復。

    Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)由漏電（包括電流）探頭、探測控制器和監(jiān)控設備三部分組成。探測控制器與漏電（電流）探頭需配套使用。所有需要監(jiān)控的電路分支點均安裝，探測控制器均并聯(lián)于二總線上，監(jiān)控設備由一臺工業(yè)控制用PC機及外圍設備組成。

    專用管理軟件能實時動態(tài)地顯示各個監(jiān)控點的工作情況，值班人員在控制中心通過觀察計算機屏幕就可以了解所有監(jiān)控點的工作情況。監(jiān)控設備具有龐大的數(shù)據(jù)庫，能夠存儲配電系統(tǒng)產生的所有情況記錄，便于有關人員查詢和分析。

    2.1基本功能

    Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是用于接收剩余電流式電氣火災探測器等現(xiàn)場設備信號，以實現(xiàn)對被保護電氣線路的報警、監(jiān)視、控制、管理的運行于計算機的工業(yè)級硬件/軟件系統(tǒng)。它主要包括以下六個功能：監(jiān)控報警；故障報警；控制輸出；自檢；報警記錄；操作分級。監(jiān)控報警功能主要包括：被監(jiān)控回路開關的實時狀態(tài)；故障信號指示；聯(lián)動輸入；≤30s的監(jiān)控報警響應時間；監(jiān)控報警聲信號指示及操作。故障報警功能包括：監(jiān)控設備與探測器之間的連接線斷路、短路故障監(jiān)測；監(jiān)控設備主電源欠壓（≤80%主電源電壓）或過壓（≥110%主電源電壓）監(jiān)測。

    此外，與電氣火災監(jiān)控設備相配套的ARCM系列電氣火災監(jiān)控探測器負責被監(jiān)測線路的參數(shù)上傳。監(jiān)控探測器主要將電壓信號、電流信號和剩余電流信號經(jīng)過互感器隔離調理之后，進入電參量采集模塊，將采樣計算好的數(shù)據(jù)上傳到MCU處理單元，MCU處理單元對接收到的數(shù)據(jù)作進一步處理，并采集溫度檢測模塊的溫度信號，數(shù)據(jù)處理完之后與之前設定的保護參數(shù)進行比較，判斷是否出現(xiàn)故障，并將數(shù)據(jù)實時顯示在LCD或LED顯示屏上。如果發(fā)生故障將會根據(jù)之前的設定故障處理方式進行處理，保護供電安全，并觸發(fā)聲光報警通知工作人員，并將故障類型、時間和參數(shù)存入的存儲芯片內。另外，MCU處理單元也接收聯(lián)動輸入模塊傳來的消防聯(lián)動和煙霧聯(lián)動的信號，與消防系統(tǒng)配合，遠程切斷電源，防止火災的發(fā)生。MCU處理單元通過雙通信模塊可以與兩個上位機系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，方便上位機對裝置的監(jiān)控，并保證兩個系統(tǒng)互不影響，同時可減少系統(tǒng)投資成本，方便后期維護，方便電氣火災系統(tǒng)的普及。

    2.2選型方案

    主要表計功能及選型方案

    2.3系統(tǒng)組成與組網(wǎng)方案

    系統(tǒng)組成

    Acrel-6000剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結構，由站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設備層組成。系統(tǒng)拓撲圖如下圖所示：各電氣火災監(jiān)控探測器通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務器，然后通過五類線TCP/TP協(xié)議進入監(jiān)控主機。如下圖所示：

    2）組網(wǎng)方案

    （a）大型建筑群組網(wǎng)方案

    大型建筑群，樓層高，多棟樓體分散。采用Acrel-6000/Q電氣火災監(jiān)控設備+ACREL6000/B電氣火災監(jiān)控設備+電氣火災監(jiān)控探測器三層結構組網(wǎng)模式，便于區(qū)域化管理，采用RS-485網(wǎng)絡通信，以太網(wǎng)通信，以太網(wǎng)通信，滿足了通信實時性高的要求。

    （b）大型單體建筑組網(wǎng)方案

    大型單體建筑，采用Acrel-6000/Q電氣火災監(jiān)控設備+電氣火災監(jiān)控探測器兩層建構組網(wǎng)模式，檢測管理功能全面，性價比高，采用RS-485網(wǎng)絡，通信介質采用屏蔽雙絞線，滿足了通信實時性高的要求。

    （c）中型建筑組網(wǎng)方案

    中型單體建筑，采用Acrel-6000/B電氣火災監(jiān)控設備+電氣火災監(jiān)控探測器兩層結構組網(wǎng)模式，造價經(jīng)濟，性價比高，采用RS-485網(wǎng)絡，滿足了通信實時性高的要求。

    （d）小型建筑電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

    小型建筑，采用Acrel-6000/B電氣火災監(jiān)控設備進行監(jiān)控，造價經(jīng)濟，性價比高。

    3.結束語

    安科瑞應時代發(fā)展潮流，與時俱進，不斷研發(fā)、更新、符合國家標準的、維護人民安全和財產的產品，而電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是一種新型的以預防為特點的實時系統(tǒng)，隨著研究的深入和工程實踐的積累，已得到逐步完善，廣泛應用到實際生活中。在未來的發(fā)展中，相信電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)會走上更健康的發(fā)展之路！

    參考文獻

    [1] GB 50045-95.高層民用建筑設計防火規(guī)范（2005年版）

    [2] GB 142867.1-2005. 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng) 第1部分：電氣火災監(jiān)控設備

    [3] 安科瑞電氣股份有限公司產品選型手冊2013.1版.

    作者簡介：

    徐霜，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為電氣安全<