安科瑞 周菁
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰
摘要
本文簡(jiǎn)述了電氣火災監控系統及消防設備電源監控系統的組成原理，分析了電氣火災監控系統及消防設備電源監控系統在應用中的設計依據和相關(guān)規范。后通過(guò)安科瑞剩余電流式電氣火災監控系統及消防設備電源監控系統在南禪寺地鐵上蓋物業(yè)項目的實(shí)例介紹，闡述了電氣火災監控系統及消防設備電源監控系統功能的實(shí)現及其重要意義。
關(guān)鍵詞： 電氣火災；消防設備電源；監控系統；Acrel-6000/B；AFPM100;南禪寺地鐵；
0 概述
本項目為南禪寺站1號出入口上蓋配套設施，面積1329.65平方，高度17.6米。本工程屬多層建筑，消防及地下二層用電負荷等級為一級，其余用電負荷等級為三級，采用380V低壓供電。
本項目電氣火災監控系統監控范圍為南禪寺地鐵上蓋物業(yè)樓層配電箱內的6只ARCM200系列儀表。本項目主要負責監控現場(chǎng)分布于配電箱中低壓出線(xiàn)的漏電狀況，及時(shí)提醒消控室值班人員，以防止電氣火災的發(fā)生?，F場(chǎng)儀表采用總線(xiàn)方式連接至消控中心Acrel-6000/B壁掛式電氣火災監控系統。
本項目消防設備電源監控系統設計范圍為南禪寺地鐵上蓋物業(yè)消防設備電源回路，共9臺三相雙電源配電箱。本項目在消防負荷配電箱內安裝消防設備電源電壓信號傳感器，消防設備電源狀態(tài)監控器設置于消防控制室內，系統采用總線(xiàn)形式組網(wǎng)。
1 參考標準
1.1電氣火災監控系統的設計應滿(mǎn)足以下所列制造和試驗標準：
1) GB50045-95(2005版)《高層民用建筑設計防火規范》
2) GB50016-2006《建筑設計防火規范》
3) GB14287.1-2005《電氣火災監控設備》
4) GB14287.2-2005《剩余電流式電氣火災監控探測器》
5) GB14287.3-2005《測溫式電氣火災監控探測器》
6) GB13955-2005《剩余電流動(dòng)作保護裝置安裝和運行》
7) GB50052《供配電系統設計規范》
1.2消防設備電源監控系統的設計應滿(mǎn)足以下所列制造和試驗標準：
1) GB/50198《監控系統工程技術(shù)規范》
2) GB28184-2011《消防設備電源監控系》
3) GB25506-2010《消防控制室通用技術(shù)要求》
4) GB50016-2006《建筑設計防火規范》
5) GB50303-2002《建筑電氣裝置工程施工質(zhì)量驗收規范》
6) JGJ 16-2008 《民用建筑電氣設計規范》
2 系統組成
2.1電氣火災監控系統組成
南禪寺地鐵上蓋物業(yè)電氣火災監控系統項目由電氣火災監測后臺，電氣火災探測器以及漏電流互感器組成。本項目通訊采用1條RS485通訊總線(xiàn)接入壁掛式后臺。箱體中漏電流互感器通過(guò)電流線(xiàn)接入漏電探測器，漏電探測器實(shí)時(shí)顯示漏電情況。以上所述組成一套信號穩定，精度可靠的電氣火災監測系統。本系統組網(wǎng)共分為三層：
1）站控管理層
站控管理層針對電氣火災監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統的上層部分。主要由系統軟件和必要的硬件設備，如觸摸屏、UPS電源等組成。監測系統軟件對現場(chǎng)各類(lèi)數據信息計算、分析、處理，并以圖形、數顯、聲音、指示燈等方式反應現場(chǎng)運情況。
監控主機：用于數據采集、處理和數據轉發(fā)。為系統內或外部提供數據接口，進(jìn)行系統管理、維護和分析工作。
UPS：保證計算機監測系統的正常供電，在整個(gè)系統發(fā)生供電問(wèn)題時(shí)，保證站控管理層設備的正常運行。
后臺監控設備設置在消控室中。
2）網(wǎng)絡(luò )通訊層
通訊介質(zhì)：系統主要采用屏蔽雙絞線(xiàn)，以RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議實(shí)現現場(chǎng)設備與上位機的實(shí)時(shí)通訊。
3）現場(chǎng)設備層
現場(chǎng)設備層是數據采集終端，主要為ARCM200系列剩余式電氣火災監控探測器。
系統結構拓撲圖如下：
2.2消防設備電源監控系統組成
南禪寺地鐵上蓋物業(yè)項目消防設備電源監控系統采用消防設備電源狀態(tài)監控器+電壓傳感器的二層結構組網(wǎng)模式。根據項目實(shí)際要求，為該項目配置消防設備電源監控系統的電壓傳感器型號為：AFPM3-2AV，消防設備電源狀態(tài)監控器型號為：AFPM100/B；AFPM100/B設置在消防控制室內，引出1根RS485總線(xiàn)及DC24V電源線(xiàn)與現場(chǎng)配電箱內的傳感器相連。系統拓撲結構如下圖：
3 監控系統設備
3.1、 Acrel-6000電氣火災監控后臺：
主要技術(shù)參數
電源：
① 額定工作電壓AC220V（-15% ～ +10%）
② 備用電源：主電源欠壓或停電時(shí)，維持監控設備工作時(shí)間 ≥4小時(shí)
工作制：
24小時(shí)工作制
通訊方式：
RS485總線(xiàn)通訊，Modbus-RTU通信協(xié)議，傳輸距離1km，可通過(guò)中繼器延長(cháng)通訊傳輸距離
監控容量：
① 監控設備高可監控200個(gè)監控單元（探測器）
② 可配接ARCM系列監控探測器
監控報警項目：
① 剩余電流故障（漏電）：故障單元屬性（部位、類(lèi)型）
② 溫度報警（超溫）： 故障單元屬性（部位、類(lèi)型）
③ 電流故障（過(guò)流）： 故障單元屬性（部位、類(lèi)型）
監控報警響應時(shí)間： ≤30s
監控報警聲壓級（A計權）：≥70dB／1m
監控報警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報警信號應保持，直至手動(dòng)復位
監控報警聲信號：可手動(dòng)消除，當再次有報警信號輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)
故障報警項目：
① 監控設備與探測器之間的通訊連接線(xiàn)發(fā)生斷路或短路
② 監控設備主電源欠壓或斷電
③ 給電池充電的充電器與電池之間的連接線(xiàn)發(fā)生斷路或短路
故障報警響應時(shí)間：≤100s
監控報警聲壓級（A計權）：≥70dB／1m
監控報警光顯示：黃色LED指示燈，黃色光報警信號應保持至故障排除
故障報警聲信號：可手動(dòng)消除，當再次有報警信號輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)
故障期間，非故障回路的正常工作不受影響
控制輸出：
報警控制輸出：1組常開(kāi)無(wú)源觸點(diǎn)，容量：AC250V 3A或DC30V 3A
自檢項目：
① 指示燈檢查：報警、故障、運行、主電源、備用電源指示燈
② 顯示屏檢查
③ 音響器件檢查
自檢耗時(shí) ≤60s
事件記錄：
① 記錄內容：記錄類(lèi)型、發(fā)生時(shí)間、探測器編號、區域、故障描述，可存儲記錄不少于2萬(wàn)條
② 記錄查詢(xún)：根據記錄的日期、類(lèi)型等條件查詢(xún)
操作分級：
① 日常值班級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監視、事件記錄查詢(xún)
② 監控操作級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監視、事件記錄查詢(xún)、探測器遠程復位、設備自檢
③ 系統管理級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監視、事件記錄查詢(xún)、探測器遠程復位、設備自檢，監控設備系統參數查詢(xún)、監控設備各模塊單獨檢測、操作員添加與刪除
使用環(huán)境條件：
① 工作場(chǎng)所：消防控制室內、有人值班的變配電所（配電室）、有人值班的房間內墻壁上
② 工作環(huán)境溫度：0℃～40℃
③ 工作環(huán)境相對濕度：5%～95%RH
④ 海拔高度：≤2500m
3.2、ARCM200系列儀表
ARCM200型剩余電流式電氣火災監控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT、TN 系統設計的，通過(guò)對配電回路的剩余電流、導線(xiàn)溫度、過(guò)電流、過(guò)電壓等火災危險參數實(shí)施監控和管理，從而預防電氣火災的發(fā)生，并實(shí)現了對多種電力參數的實(shí)時(shí)監測,為能耗管理提供的數據。產(chǎn)品采用的微控制器技術(shù)，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數字化，網(wǎng)絡(luò )化于一身，是建筑電氣火災預防監控、系統絕緣老化預估等的理想選擇。產(chǎn)品符合 GB14287.2-2005《電氣火災監控系統 第2部分：剩余電流式電氣火災監控探測器》的標準要求。
3.3、 Acrel-6000電氣火災監控后臺：
主要技術(shù)參數
電源：
①主電源：AC220V 50Hz（允許85%－110%范圍內變化）
②備用電源：主電源低電壓或停電時(shí)，維持監控設備工作時(shí)間≥8h
③監控器為連接的模塊（電壓/電流信號傳感器）提供DC24V電源
工作制：24小時(shí)工作制
通訊方式：Modbus-RTU通信協(xié)議，RS485半雙工總線(xiàn)方式，傳輸距離500m（若超過(guò)可通過(guò)中繼器延長(cháng)通訊傳輸距離）。
監控容量：≤128點(diǎn)
操作分級
① 日常值班級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監視、歷史記錄查詢(xún)。
② 監控操作級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監視、歷史記錄查詢(xún)、探測器遠程復位。
③ 系統管理級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監視、歷史記錄查詢(xún)、探測器遠程復位、探測器參數遠程修改、監控設備系統參數設定與修改、操作員添加與刪除。
使用環(huán)境條件
① 工作場(chǎng)所：消防控制室內，或與消防控制臺并列安裝
② 工作環(huán)境溫度：-10℃～+55℃
③ 工作環(huán)境相對濕度：≤95%不結露
④ 海拔高度：≤2500m
⑤ 污染等級：Ⅲ級，安裝類(lèi)別：Ⅲ級
主要組成部件
① 顯示方式：320*240點(diǎn)陣液晶；
② 輸入輸出模塊：內置遠程智能I/O模塊；
③ 聲光報警模塊：內置喇叭、蜂鳴器和LED指示燈；
④ 備用電源：DC24V，10Ah(可選配你更大容量電池)
3.4、AFPM3系列儀表
實(shí)時(shí)監測一路三相交流電壓/電流、或兩路三相電壓；具有過(guò)壓、欠壓、缺相、錯相、過(guò)流（具有電流檢測產(chǎn)品）報警；提供一路或兩路（監控兩路三相交流電壓產(chǎn)品）開(kāi)關(guān)量輸入功能，可監測開(kāi)關(guān)狀態(tài)；提供一路繼電器輸出，可連接報警控制回路；具有事件存儲功能，報警器能夠記錄報警發(fā)生的時(shí)間、類(lèi)型、參數，根據報警記錄可以分析現場(chǎng)情況，為消除故障提供依據；采用現場(chǎng)總線(xiàn)通信技術(shù)，上位機管理軟件可以時(shí)刻監控現場(chǎng)的運行情況，及時(shí)發(fā)現報警信息。通過(guò)RS485接口，標準MODBUS協(xié)議可以與各種標準系統相連；集成度高，網(wǎng)絡(luò )化，智能化程度高，動(dòng)作特性合理；
4 系統功能
4.1.電氣火災監控系統功能
4.1.1.監控報警功能：
監控設備能接收多臺探測器的漏電、溫度信息，報警時(shí)發(fā)出聲光報警信號，同時(shí)設備上紅色“報警”指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類(lèi)型，記錄報警時(shí)間，聲光報警一直保持，直至按顯示屏“復位”按鈕遠程對探測器實(shí)現復位。對于聲音報警信號也可以使用顯示屏“消聲”按鈕手動(dòng)消除。
4.1.2.故障報警功能
通訊故障報警：當監控設備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障時(shí)，監控畫(huà)面中相應的探測器顯示故障提示，同時(shí)設備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。
電源故障報警：當主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監控設備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。
4.1.3.自檢功能
檢查設備中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭是否正常。
4.1.4.報警記錄存儲查詢(xún)功能
當發(fā)生漏電、超溫報警或通訊、電源故障時(shí)，將報警部位、故障信息、報警時(shí)間等信息存儲在數據庫中，當報警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢(xún)方法。
4.1.5.電源功能
當主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時(shí)，監控設備可自動(dòng)切換到備用電源工作，當主電源恢復正常供電時(shí)，自動(dòng)切回到主電源，切換過(guò)程中保證監控設備連續平穩運行。
4.1.6.對探測器控制功能
通過(guò)監控軟件操作，可對連接到本設備的所有探測器進(jìn)行遠程復位控制。
4.1.7.權限控制功能
為確保監控系統的安全運行，監控設備軟件操作權限分為三級，不同級別的操作員具有不同的操作權限。
4.2.消防設備電源監控系統功能
4.2.1.監控報警功能
被監控設備電源回路開(kāi)關(guān)狀態(tài)
被監控設備電源的工作狀態(tài)（電壓、電流及報警狀態(tài)信息）
報警響應時(shí)間：≤100s
報警聲信號：可手動(dòng)消除，當再次有報警信號輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)
報警光信號：紅色LED指示燈常亮
4.2.2控制輸出功能
對個(gè)別或全部被監控設備的報警繼電器進(jìn)行遠程遙控操作
監控器控制輸出：常開(kāi)無(wú)源觸點(diǎn)，容量：AC250V 3A或DC30V 3A
4.2.3.故障報警功能
監控器與模塊（電壓/電流信號傳感器）之間的連接線(xiàn)斷路、短路
監控器主電源欠壓（≤80%主電源電壓）或過(guò)壓（≥110%主電源電壓）
監控器與其分體電源間連接線(xiàn)斷路、短路
當監控器出現以上故障時(shí)，能發(fā)出與監控報警信號有明顯區別的聲光故障報警信號
故障報警響應時(shí)間：≤100s
故障報警聲信號：手動(dòng)消除，當再次有報警信號輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)
故障報警光信號：黃色LED指示燈常亮
故障期間，非故障回路的正常工作不受影響
4.2.4.自檢功能
連接檢查：通信線(xiàn)路及分體電源線(xiàn)路的斷路、短路
設備自檢：手動(dòng)檢查或系統自檢
自檢耗時(shí)：≤60s
4.2.5.報警記錄功能
記錄10000條相關(guān)故障報警信息
報警類(lèi)型：故障類(lèi)型、發(fā)生時(shí)間、故障描述
報警事件查詢(xún)
報警記錄打印
4.2.6.打印功能
監控系統可漢字打印，可打印報警事件及時(shí)間、故障事件及時(shí)間。
4.2.7.消音
在發(fā)生報警或故障等警報情況下，監控設備的揚聲器會(huì )發(fā)出相應的報警聲加以提示，按“消音”鍵揚聲器終止發(fā)出警報，報警指示燈綠燈亮。期間工作人員可以對有關(guān)故障進(jìn)行處理。一切回歸正常，報警指示燈滅。如有新的故障發(fā)生時(shí)，消音指示燈滅，揚聲器將再次發(fā)出警報聲。
5 結束語(yǔ)
南禪寺地鐵上蓋物業(yè)電氣火災監控系統由電氣火災監控裝置Acrel-6000/B、漏電火災探測器漏電火災探測器ARCM200組成。Acrel-6000電氣火災監控系統是本公司自主研發(fā)的用于接收剩余電流式電氣火災探測器等現場(chǎng)設備信號，以實(shí)現對被保護電氣線(xiàn)路的報警、監視、控制、管理的運行于計算機的工業(yè)級硬件/軟件系統。本系統應用于大型商場(chǎng)、生活小區、生產(chǎn)基礎、辦公大樓、商場(chǎng)酒店、醫院等區域的消防控制中心，對分散在建筑內的探測器進(jìn)行遙測、遙調、遙控、遙信，方便實(shí)現監控與管理。本系統采用標準的Modbus現場(chǎng)總線(xiàn)將具有通信功能的探測器相互連接起來(lái)，當現場(chǎng)保護線(xiàn)路中的被探測參數超過(guò)報警設定值時(shí)，能發(fā)出報警信號、控制信號，能指示報警部位并保存報警信息?，F場(chǎng)儀表采用總線(xiàn)方式接至消控中心的Acrel-6000/B壁掛式電氣火災監控系統。本系統具有安裝運輸方便、性?xún)r(jià)比高、維護方便等優(yōu)點(diǎn)。
南禪寺地鐵上蓋物業(yè)項目消防設備電源監控系統能夠對消防設備的電源進(jìn)行實(shí)時(shí)的監控，通過(guò)檢測消防設備電源的電壓、電流、開(kāi)關(guān)狀態(tài)等有關(guān)設備電源信息，從而判斷電源設備是否有斷路、短路、過(guò)壓、欠壓、缺相、錯相以及過(guò)流（過(guò)載）等故障信息并報警、記錄。此系統具有可靠性、實(shí)時(shí)性并具有數字化、智能化、網(wǎng)絡(luò )化、自動(dòng)化和連續監控的特性。實(shí)時(shí)反映出被監控設備電源的狀況，并集中顯示，從而可以避免在火災發(fā)生時(shí)，消防設備由于電源故障而無(wú)法正常工作的危急情況，大限度的保障消防聯(lián)動(dòng)系統的可靠性。
參考文獻
[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4
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