Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在上海復(fù)旦高等藝術(shù)實(shí)訓(xùn)基地項(xiàng)目中的應(yīng)用
徐霜
(安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定)
摘要:學(xué)校類公共文化事業(yè)單位具有人員密集、社會(huì)關(guān)影響力大、社會(huì)關(guān)注度高的特性,其電氣火災(zāi)安全顯得十分重要。鑒于學(xué)校類場(chǎng)所人員固定時(shí)間段密集程度高、對(duì)人員安全要求高的特性,國(guó)家和各地區(qū)已經(jīng)制定了相關(guān)電氣火災(zāi)防范以及部分強(qiáng)制規(guī)定。而在上述的各種人員密集型場(chǎng)所安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可以有效的預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。本文通過(guò)介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在上海復(fù)旦高等藝術(shù)實(shí)訓(xùn)基地項(xiàng)目中的應(yīng)用,簡(jiǎn)析相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范,概述電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在電氣火災(zāi)預(yù)防方面的具體架構(gòu)以及其優(yōu)越性。
0 前言
近十年的火災(zāi)事故中,電氣火災(zāi)居首位,且年均發(fā)生次數(shù)占火災(zāi)年均總發(fā)生次數(shù)的27%,占重特大火災(zāi)總發(fā)生次數(shù)的80%,且損失占火災(zāi)總損失的53%,而發(fā)達(dá)國(guó)家每年電氣火災(zāi)發(fā)生次數(shù)占總火災(zāi)發(fā)生次數(shù)的8%~13%。事實(shí)上,電氣火災(zāi)已成為消防安全的主要致災(zāi)因素,不僅次數(shù)多、損失大,而且多年來(lái)一直居高不下。公益性公共建筑人員密集、往來(lái)人員多、公共關(guān)注度高的特性,使其配電系統(tǒng)電氣火災(zāi)的預(yù)防顯得更加重要。
公共建筑電氣火災(zāi)預(yù)防主要有以下兩個(gè)方面:
(1) 電氣火災(zāi)一般初起于電氣柜、電纜橋架等內(nèi)部,當(dāng)火蔓延至設(shè)備及電纜表面時(shí),已形成較大火勢(shì),此時(shí)火勢(shì)往往不容易被控制,故而預(yù)防便十分重要。
(2) 學(xué)校類公共場(chǎng)所的社會(huì)關(guān)注度高,若是發(fā)生火災(zāi)會(huì)影響相關(guān)社會(huì)活動(dòng)進(jìn)展,且可能會(huì)造成人民生命財(cái)產(chǎn)損失。
針對(duì)以上兩個(gè)方面,安科瑞電氣股份有限公司以其自主研發(fā)的ARCM系列電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器為基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)RS485總線技術(shù)、終端微機(jī)軟件顯示技術(shù)的集成,研發(fā)了安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)后臺(tái)在顯示各個(gè)探測(cè)點(diǎn)位數(shù)據(jù)的同時(shí),還提供越限聲光報(bào)警、人性化的界面等功能。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了配電系統(tǒng)的24小時(shí)無(wú)人實(shí)時(shí)監(jiān)控,減少了人力成本,提高了電氣火災(zāi)隱患的排除效率。
本文就電氣火災(zāi)系統(tǒng)在上海復(fù)旦高等藝術(shù)實(shí)訓(xùn)基地項(xiàng)目中的應(yīng)用,簡(jiǎn)單介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用和其實(shí)際意義。
1 項(xiàng)目概況
上海復(fù)旦高等藝術(shù)實(shí)訓(xùn)基地是上海視覺(jué)藝術(shù)學(xué)院在松江建設(shè)的一教學(xué)基地。上海視覺(jué)藝術(shù)學(xué)院(Shanghai Institute of Visual Art),簡(jiǎn)稱“上視”,原復(fù)旦大學(xué)上海視覺(jué)藝術(shù)學(xué)院,是一所專門從事傳播研究和設(shè)計(jì)研究的高等藝術(shù)院校,籌建于2001年,2005年正式開(kāi)學(xué)。2013年4月,經(jīng)教育部批準(zhǔn),脫離副部級(jí)復(fù)旦大學(xué)隸屬關(guān)系,從普通高校獨(dú)立學(xué)院改制為普通民辦高校,并更名為上海視覺(jué)藝術(shù)學(xué)院。學(xué)校位于松江大學(xué)園區(qū),占地面積近千畝。校園建設(shè)和固定資產(chǎn)投入逾6億元,校舍總建筑面積超過(guò)12萬(wàn)平方米,學(xué)生公寓面積41840平方米。現(xiàn)為上海市教育委員會(huì)重點(diǎn)民辦藝術(shù)類本科院校。
本項(xiàng)目主要是針對(duì)上海復(fù)旦高等藝術(shù)實(shí)訓(xùn)基地內(nèi)的兩棟教學(xué)樓設(shè)計(jì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。
針對(duì)本項(xiàng)目的特性,在部分樓層配電柜的重要回路安裝安科瑞研發(fā)的ARCM系列剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)須實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)重要回路的剩余電流值、箱體回路的實(shí)時(shí)溫度,監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至后臺(tái)主機(jī),當(dāng)發(fā)生剩余電流值越限、溫度越限時(shí),后臺(tái)能進(jìn)行聲光報(bào)警,同時(shí)后臺(tái)能夠和消防火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)消防聯(lián)動(dòng)。
2 參照標(biāo)準(zhǔn)
鑒于公共建筑發(fā)生火災(zāi)容易造成人員生命財(cái)產(chǎn)損失。為了加大電氣火災(zāi)監(jiān)控防范的力度,近年來(lái),國(guó)家相繼制訂或修改了一批相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已經(jīng)對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)提出了具體的要求,本項(xiàng)目中選用的安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參照的標(biāo)準(zhǔn)主要有:
(1) GB50045-95(2005版)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》,其中在條文9.5.1里規(guī)定:高層建筑內(nèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性大、人員密集等場(chǎng)所宜設(shè)置漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。
(2) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑電氣火災(zāi)預(yù)防要求和檢測(cè)方法》有關(guān)條文也明確要求“應(yīng)在電源進(jìn)線端設(shè)置自動(dòng)切斷電源或報(bào)警的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器。
(3) 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品應(yīng)滿足:GB14287.1-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》、 GB14287.2-2005《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》、GB14287.3-2005《測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》
(4) 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝和運(yùn)行應(yīng)滿足GB13955-2005《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》
(5) 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的供電應(yīng)滿足GB50052《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求
(6) 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法》的要求(暫行規(guī)定)
3 系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)計(jì)
電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D
1)站控管理層
站控管理層針對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員,是人機(jī)交互的直接窗口,也是系統(tǒng)的最上層部分。安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)充分考慮到用戶的操作習(xí)慣,和持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,參照的相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。主機(jī)主要由監(jiān)控軟件、觸摸屏、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備組成。將現(xiàn)場(chǎng)的各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)算、分析、處理,并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應(yīng)給終端管理人員。使管理人員能夠?qū)崟r(shí)掌握系統(tǒng)動(dòng)態(tài),且實(shí)現(xiàn)故障信息可追循,信息可導(dǎo)出等功能。
鑒于本項(xiàng)目中儀表點(diǎn)位以及數(shù)據(jù)量的規(guī)模,現(xiàn)為項(xiàng)目配置安科瑞Acrel-6000/B主機(jī),本主機(jī)的具體參數(shù)見(jiàn)下文介紹。
2)網(wǎng)絡(luò)通訊層
本項(xiàng)目中的所有儀表須嚴(yán)格按照手拉手的形式連接,且所有的通訊總線須沿著弱電橋架鋪設(shè)。本項(xiàng)目的儀表分布在樓層強(qiáng)電間電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)。
本項(xiàng)目的數(shù)據(jù)總線設(shè)計(jì)為兩根總線,獨(dú)立的總線便于后期系統(tǒng)的維護(hù),發(fā)生漏電流報(bào)警時(shí)也可以根據(jù)后期我方提供的點(diǎn)檢表快速定位故障回路,快速排除故障。
現(xiàn)場(chǎng)電氣火災(zāi)探測(cè)器通過(guò)雙絞線(ZR-RVSP2*1.0)以手拉手方式進(jìn)行通訊連接,每根總線的儀表數(shù)量在20只左右。
3)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層
本項(xiàng)目中主要是針對(duì)樓層配電箱的進(jìn)線回路安裝安科瑞嵌入式電氣火災(zāi)探測(cè)器,通過(guò)嵌入式電氣火災(zāi)探測(cè)器實(shí)時(shí)監(jiān)控配電回路的漏電流大小來(lái)顯示整個(gè)配電系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
ARCM系列剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器,是針對(duì) 0.4kV 以下的TT、TN 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的,通過(guò)對(duì)配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度、過(guò)電流、過(guò)電壓等火災(zāi)危險(xiǎn)參數(shù)實(shí)施監(jiān)控和管理,從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生,并實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種電力參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),為能耗管理提供精確的數(shù)據(jù)。產(chǎn)品采用先進(jìn)的微控制器技術(shù),集成度高,體積小巧,安裝方便,集智能化,數(shù)字化,網(wǎng)絡(luò)化于一身,是建筑電氣火災(zāi)預(yù)防監(jiān)控、系統(tǒng)絕緣老化預(yù)估等的理想選擇。產(chǎn)品符合 GB14287.2-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第2部分:剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》的標(biāo)準(zhǔn)要求。
4 系統(tǒng)特點(diǎn)和工作原理
鑒于本項(xiàng)目的規(guī)模,項(xiàng)目電氣火災(zāi)檢測(cè)點(diǎn)位的實(shí)際情況。無(wú)論在終端剩余電流探測(cè)器還是后臺(tái)主機(jī)都是根據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。
4.1本項(xiàng)目的系統(tǒng)特點(diǎn)可總結(jié)為一下三點(diǎn):
(1) 終端探測(cè)器選用嵌入式電氣火災(zāi)探測(cè)器,方便安裝、節(jié)省成本、便于后期維護(hù)。
(2) RS485總線連接方便,可操作性強(qiáng)。總線布線時(shí)走的是弱電橋架,不會(huì)受到強(qiáng)電的影響,確保的整個(gè)系統(tǒng)的通訊穩(wěn)定。
(3) 考慮到本項(xiàng)目中儀表數(shù)據(jù)量,客戶要求。本項(xiàng)目的主機(jī)選用壁掛式。壁掛式主機(jī)界面簡(jiǎn)潔,系統(tǒng)操作方便,適合本項(xiàng)目中的配電間環(huán)境和客戶的相關(guān)操作要求。
4.2電氣火災(zāi)系統(tǒng)工作原理
(1) 剩余電流測(cè)量是根據(jù)基爾霍夫電流定律:在同一時(shí)刻,電路中流入和流出一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流矢量和為零。以TN-S系統(tǒng)為例,將A/B/C/N同時(shí)穿過(guò)剩余電流互感器,當(dāng)系統(tǒng)未發(fā)生漏電時(shí),流入和流出剩余電流互感器的電流矢量和為零,此時(shí),剩余電流互感器感應(yīng)出的二次電流也為0;當(dāng)某相對(duì)大地發(fā)生漏電,此時(shí)流入和流出剩余電流互感器的電流矢量和不再為零,其大小等于從大地流走的電流即漏電流。此漏電信號(hào)通過(guò)剩余電流互感器的二次接線傳輸至電氣火災(zāi)探測(cè)器,經(jīng)運(yùn)算放大、A/D轉(zhuǎn)換后送入CPU,經(jīng)過(guò)一系列算法后,對(duì)變化的幅值進(jìn)行分析、判斷,并與報(bào)警設(shè)定值進(jìn)行比較,若超出定值則發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并上送至后臺(tái)電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備。
(2) 終端探測(cè)器負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)各個(gè)回路的剩余電流值,將剩余電流值的數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機(jī)。終端探測(cè)器還負(fù)責(zé)其監(jiān)測(cè)回路剩余電流值的實(shí)時(shí)顯示,同時(shí)能夠設(shè)置限值,當(dāng)剩余電流值越限時(shí)能夠發(fā)出聲光報(bào)警,提醒管理人員及時(shí)維護(hù)、整改。
(3) 儀表通過(guò)RS485總線將數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機(jī),系統(tǒng)主機(jī)將上傳數(shù)據(jù)通過(guò)圖形、報(bào)表、事件記錄等形式反映整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。
5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)和方法
5.1 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)測(cè)剩余電流和溫度兩類對(duì)象,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的基本要點(diǎn)
(1)關(guān)于剩余電流
由于剩余電流監(jiān)測(cè)的原理采用了基爾霍夫電流定律,所以,對(duì)所應(yīng)用的低壓配電系統(tǒng)形式有一定要求。目前,可以應(yīng)用剩余電流互感器的低壓配電系統(tǒng)有:TT系統(tǒng),IT系統(tǒng),TN-S系統(tǒng),不能使用在TN-C系統(tǒng)中。對(duì)將要設(shè)計(jì)安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的用戶,不管是新工程或舊工程改造項(xiàng)目,首先要調(diào)查核實(shí)該用戶低壓配電系統(tǒng)的系統(tǒng)接地形式是什么,否則,設(shè)計(jì)安裝剩余電流互感器的點(diǎn)位進(jìn)行檢測(cè)是根本無(wú)法施行的。
關(guān)于AC220V單相供電系統(tǒng),剩余電流互感器只要套住L/N兩根電源線即可,但要求中性線N此后不容許再接地。對(duì)于AC380V三相供電系統(tǒng),由于有三相三線制、三相四線制、三相五線制等使用狀況,則根據(jù)具體情況將剩余電流互感器同時(shí)套住A/B/C三相電源線,或同時(shí)套住A/B/C/N線。同理,要求中性線N此后不許再接地,保護(hù)線PE不得穿過(guò)互感器。
在系統(tǒng)接地的形式為TN-C型時(shí)工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng),必須將其改造為TN-S型、TN-C-S型或局部TT型系統(tǒng)后,才可以安裝剩余電流檢測(cè)裝置。
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