徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

    摘要 安科瑞剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)通過ARCM剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置，對商場、賓館、機(jī)場、銀行、醫(yī)院、政府機(jī)關(guān)等建筑低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行電氣火災(zāi)監(jiān)控。本文通過對南陽新聞賽事中心電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)項目的介紹，重點闡述Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)所實現(xiàn)的功能及其重要意義。

    0、前言

    近10年來，我國發(fā)生電氣火災(zāi)高居火災(zāi)事故總數(shù)的首位。根據(jù)公安部消防局火災(zāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2007年共發(fā)生火災(zāi)15.9萬起（不含森林、草原、軍隊、礦井地下部分火災(zāi)，下同），從引發(fā)火災(zāi)的直接原因看，電氣引起火災(zāi)最多，共45703起，占總數(shù)的28.8%；2008年共發(fā)生火災(zāi)13.3萬起，電線短路、超負(fù)荷、電器設(shè)備故障等電氣原因引發(fā)火災(zāi)4萬起，占總數(shù)的30.1%，比重比2007年提高1.3個百分點。電氣火災(zāi)事故所占比例逐年增高，令人堪憂。對于嚴(yán)峻的電氣火災(zāi)形勢，早期預(yù)測、預(yù)警、預(yù)報則成消防工作的重中之重，從源頭上杜絕電氣火災(zāi)的發(fā)生成了關(guān)注的焦點。預(yù)防和有效遏制電氣火災(zāi)的任務(wù)已經(jīng)迫在眉睫。國家有關(guān)部門相繼制訂或修改了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，要求在建筑中設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控報警系統(tǒng)。

    本文根據(jù)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的新標(biāo)準(zhǔn)（GB14827-2005），以南陽新聞賽事中心漏電火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)為例，介紹Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在政府機(jī)關(guān)辦公樓及新聞中心的應(yīng)用。

    1、項目簡介

    南陽新聞賽事中心作為第七屆全國農(nóng)運會新聞發(fā)布中心，位于南陽市中心城區(qū)光武路以北、天山路以南、健康路以西、一中路以東，漢冶路以北區(qū)域為主建筑區(qū)，南側(cè)為體育公園。項目占地約165畝。整個新聞發(fā)布中心包括1#-4#樓，根據(jù)相關(guān)電氣設(shè)計，本項目對整個新聞中心4棟大樓各樓層配電間內(nèi)各用電回路因漏電及由于漏電可能引起火災(zāi)進(jìn)行預(yù)報和監(jiān)控，準(zhǔn)確監(jiān)控電氣線路的故障和異常狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)的火災(zāi)隱患，及時報警提醒人員去消除這些隱患。幫助用戶節(jié)約人工成本，提高工作效率，降低火災(zāi)發(fā)生概率。

    系統(tǒng)通過探測現(xiàn)場各用電回路漏電電流、過電流、超溫度等信號，以聲光報警的方式，準(zhǔn)確提醒工作人員線路故障的位置，監(jiān)視故障點的變化。儲存各種故障和操作試驗信號，顯示系統(tǒng)電源狀態(tài)有效預(yù)防常見的因漏電所引起的建筑物電氣火災(zāi)事故，保證人民生命財產(chǎn)安全。

    2、參考標(biāo)準(zhǔn)

    本系統(tǒng)符合中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB14287.1-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第1部分：電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》。

    3、系統(tǒng)的基本組成及工作原理

    3.1 基本組成部分

    根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB14287-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》以及相關(guān)規(guī)范《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方法》(暫行規(guī)定)，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成應(yīng)包括：電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器以及測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器等三個最基本產(chǎn)品種類所組成。其中，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器又由監(jiān)控探測器和剩余電流互感器所組成；測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器由監(jiān)控探測器和測溫傳感器所組成。

    剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層組成。系統(tǒng)拓?fù)鋱D如下圖所示：各電氣火災(zāi)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(wù)器，然后通過五類線TCP/TP協(xié)議進(jìn)入監(jiān)控主機(jī)。如下圖所示：

    1）現(xiàn)場設(shè)備層主要是連接網(wǎng)絡(luò)中用于漏電及溫度信號采集測量的各類型的漏電火災(zāi)探測器，也是構(gòu)建該監(jiān)控系統(tǒng)必要的基本組成元素。不僅肩負(fù)著采集數(shù)據(jù)的重任，同時也是執(zhí)行后臺控制命令的終端元件。

    2）通訊控制層主要是由協(xié)議接口轉(zhuǎn)換器及總線網(wǎng)絡(luò)等組成。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，不同的接口轉(zhuǎn)換器件提供了RS232、RS422、RS485、SPABUS等及以太網(wǎng)等各種接口，組網(wǎng)方式靈活，支持點對點的通訊、現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)等類型的組態(tài)網(wǎng)絡(luò)。協(xié)議接口轉(zhuǎn)換器主要用于直接對現(xiàn)場漏電火災(zāi)探測器表轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)的各種控制命令，并負(fù)責(zé)對漏電火災(zāi)探測器回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類和存儲等工作，如溫度/剩余電流等。

    3）管理測控層是針對消防控制的管理人員。該層直接面向用戶。該層也是系統(tǒng)的最上層部分，主要是由電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備如人機(jī)界面、打印機(jī)、UPS等。其中軟件部分具有良好的人機(jī)交互界面，通過數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取前置機(jī)采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息，自動經(jīng)過計算處理，以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況，并可接受管理人員的操作命令，實時發(fā)送并檢測操作的執(zhí)行狀況，以保證供用電單位的正常工作。

    3.2 工作原理

    其基本原理是，當(dāng)電氣設(shè)備中的漏電流、溫度等參數(shù)發(fā)生異常或突變時，終端探測頭(如剩余電流互感器、溫度傳感器等)利用電磁場感應(yīng)原理、溫度效應(yīng)的變化對該信息進(jìn)行采集，并輸送到監(jiān)控探測器里，經(jīng)放大、A/D轉(zhuǎn)換、CPU對變化的幅值進(jìn)行分析、判斷，并與報警設(shè)定值進(jìn)行比較，一旦超出設(shè)定值則發(fā)出報警信號，同時也輸送到監(jiān)控設(shè)備中，再經(jīng)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)一步識別、判定，當(dāng)確認(rèn)可能會發(fā)生火災(zāi)時，監(jiān)控主機(jī)發(fā)出火災(zāi)報警信號，點亮報警指示燈，發(fā)出報警音響，同時在液晶顯示屏上顯示火災(zāi)報警等信息。值班人員則根據(jù)以上顯示的信息，迅速到事故現(xiàn)場進(jìn)行檢查處理，并將報警信息發(fā)送到集中控制臺。

    3.3 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計安裝及布線設(shè)計

    電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備以及系統(tǒng)的報警信號，應(yīng)設(shè)在消防控制室或有人值班的場所。主機(jī)電源應(yīng)取自控制中心的消防供電(AC220V)。 各監(jiān)控探測器采用現(xiàn)場供電，電源接入點應(yīng)在該級斷路器的上端。

    1）配電柜內(nèi)部形式的安裝設(shè)計

    本工程為新建工程，所有監(jiān)控探測器均安裝于變電所內(nèi)配電柜內(nèi)，采用嵌入式安裝，安裝于配電柜面板上。工作人員可以通過面板按鈕查看各回路漏及溫度信息。剩余電流互感器安套在A、B、C三相電源線及N線上，PE線不得穿過互感器，固定牢靠，探測器與互感器之間的連線應(yīng)該采用屏蔽導(dǎo)線；溫度傳感器為一熱敏電阻ＮＴＣ，可以提供-10-120℃的溫度基準(zhǔn)，熱敏電阻可以通過導(dǎo)線連接至漏電火災(zāi)監(jiān)控探測器。

    2）整個漏電火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝設(shè)計

    現(xiàn)場每個漏電監(jiān)控探測器均帶有485通訊接口，需通過屏蔽雙絞線將現(xiàn)場所有探測器以手拉手的方式串聯(lián)起來，連接時應(yīng)注意，每條485總線連接數(shù)量不超過32個，且在20個左右為宜。安裝走線時，應(yīng)注意強(qiáng)弱電走線分開，導(dǎo)線應(yīng)采用阻燃屏蔽雙絞線建議線徑不小于1.0mm2，屏蔽線屏蔽層應(yīng)良好接地，每條總線末端應(yīng)增加一個100歐姆左右的匹配電阻。配線整齊，綁扎成束，穿線可用阻燃PVC管、金屬管及金屬線槽。在穿管、線槽后，應(yīng)將管口、槽口封堵。

    3.4 產(chǎn)品的選擇與介紹

    本工程共分為4棟大樓，分別為1#、2#、3#、4#大樓。其中1#樓包括西側(cè)北區(qū)（60個回路）、西側(cè)南區(qū)（49個回路）、東側(cè)北區(qū)（69個回路）、東側(cè)南區(qū)（47個回路），2#樓共28個回路，3#樓共28個回路，4#樓共6個回路且均位于地下室，本工程在配電柜現(xiàn)場均安裝ARCM300系列剩余電流監(jiān)控探測器及AKH-0.66/L型剩余電流互感器。在消防控制中心設(shè)漏電火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備Acrel-6000/Q500電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)便于新聞中心工作人員進(jìn)行統(tǒng)一管理。

    ARCM300系列電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器是智能型探測器產(chǎn)品，符合GB 14287─2005。該產(chǎn)品既可以大量的聯(lián)機(jī)使用，也可以獨立式使用（具有漏電/過流/溫度的檢測和報警功能，另有可選功能：報警時能自動切斷被監(jiān)控電路，即具有繼電器輸出功能）。它集電氣火災(zāi)監(jiān)控探測、報警功能及配電監(jiān)測功能于一體，具有高智能化、功能齊全、性能可靠、迷你設(shè)計、外形美觀、設(shè)定簡單、導(dǎo)軌式安裝等特點。是令人耳目一新的全新思路設(shè)計的結(jié)晶，是對防范電氣火災(zāi)事故的又一新貢獻(xiàn)。

    電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器（以下簡稱“監(jiān)控探測器”）由剩余電流互感器、溫度傳感器和監(jiān)控報警器組成，當(dāng)被保護(hù)線路中的剩余電流互感器（以下簡稱“互感器”）探測到的剩余電流超過監(jiān)控報警器的預(yù)設(shè)定值或溫度傳感器探測到的溫度超出預(yù)設(shè)定值時，監(jiān)控報警器經(jīng)分析、確認(rèn)后發(fā)出聲光報警信號和控制信號。監(jiān)控報警器能顯示報警線路漏電流大小，傳感器溫度等。當(dāng)監(jiān)控報警器有報警信息時，啟動繼電器。并可以直接顯示探測電流值和溫度值，無需占用大的設(shè)備場地，節(jié)省消防設(shè)備成本，節(jié)約電力能源。

    Acrel-6000系列監(jiān)控設(shè)備是整個電氣火災(zāi)監(jiān)控的最頂端，可連接多臺ARCM系列探測器，組成一套功能齊全的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，具有聲光報警功能，并同步顯示報警回路，其報警信息可以保存12個月以上，后備不間斷電源可以保證市電失電后連續(xù)運行4小時以上，監(jiān)控系統(tǒng)分為壁掛式、琴臺式和柜體式3種，有效通訊距離可達(dá)1200多米，多臺設(shè)備之間或者設(shè)備和其他系統(tǒng)如報警與消防聯(lián)動系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)等可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。并且該系列監(jiān)控設(shè)備具備自檢功能，從硬件、軟件、通訊線路、電源各個方面進(jìn)行系統(tǒng)自檢，以隨時掌握系統(tǒng)產(chǎn)品運行狀態(tài)，保證系統(tǒng)運行的可靠性。

    3．5 軟件界面

    本套上位機(jī)軟件Acrel-6000電氣火災(zāi)系統(tǒng)。主要有以下功能特點：友好的人機(jī)界面，可實時和定時采集現(xiàn)場設(shè)備的剩余電流數(shù)據(jù)和溫度、并有報警提示聲光報警等功能。客戶可根據(jù)實際需要對報警溫度值、漏電流值進(jìn)行設(shè)置，報警故障解除時，可遠(yuǎn)方進(jìn)行復(fù)位。系統(tǒng)可對報警事件、日期、報警值、越線值進(jìn)行記錄，并生成報表。

    1）數(shù)據(jù)采集和顯示

    現(xiàn)場漏電火災(zāi)監(jiān)控探測器將所采集數(shù)據(jù)上傳到本界面，用戶可根據(jù)需要對回路名稱、監(jiān)控地點、監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行權(quán)限修改。當(dāng)剩余電流實測值大于報警設(shè)置時，系統(tǒng)報警狀態(tài)指示燈會自動閃爍，對應(yīng)界面中的報警單元狀態(tài)顏色變化，方便運行人員檢查處理報警。

    2）故障顯示

    當(dāng)監(jiān)控設(shè)備檢測到設(shè)備故障時，運行監(jiān)視主界面的故障單元狀態(tài)顏色變化，顯示故障單元的具體信息，并發(fā)出故障報警聲。支持故障報警聲手動消除。

    3）故障及報警記錄

    具有事件存儲功能，報警器能夠記錄故障及報警發(fā)生的時間、類型、參數(shù)、報警值，根據(jù)報警記錄可分析故障原因，為消除故障提供依據(jù)。

    4結(jié)束語

    隨著智能建筑的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，人們對安全的意識認(rèn)識越來越高。公共建筑安裝漏電火災(zāi)系統(tǒng)是智能化建設(shè)的必然趨勢。電氣火災(zāi)系統(tǒng)有利于發(fā)現(xiàn)安全隱患，及時處理安全隱患，將火災(zāi)防患與未然有著重要的意義。本系統(tǒng)自南陽新聞賽事中心投入運行以來，發(fā)現(xiàn)和整改了多出隱患，大大提高了工作人員的工作效率，保證了新聞中心日常工作的穩(wěn)定有序的進(jìn)行，保證了企業(yè)的安全生產(chǎn)，并為公共建筑的消防管理提供了科學(xué)的依據(jù)。

    參考文獻(xiàn)

    [1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

    [2].吳恩遠(yuǎn) 周中 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用圖集 2012. 8

    作者簡介：徐霜，女，本科。任職單位：現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司<