摘要 安科瑞剩余電流式電氣火災監控系統通過(guò)ARCM剩余電流式電氣火災探測器，對住宅、商場(chǎng)、賓館、機場(chǎng)、銀行、醫院、*等建筑低壓配電系統進(jìn)行電氣火災監控。本文通過(guò)對浙江杭州華成科技大廈漏電火災系統項目的介紹，闡述Acrel-6000電氣火災監控系統所實(shí)現的功能及其重要意義。
0、前言
近10年來(lái)，我國發(fā)生電氣火災高居火災事故總數的前列。并且電氣火災事故所占比例逐年增高，令人堪憂(yōu)。對于嚴峻的電氣火災形勢，早期預測、預警、預報則成消防工作的重中之重，從源頭上杜絕電氣火災的發(fā)生成了關(guān)注的焦點(diǎn)。預防和遏制電氣火災的任務(wù)已經(jīng)迫在眉睫。有關(guān)部門(mén)相繼制訂或修改了有關(guān)標準規范，要求在建筑中設置電氣火災監控報警系統。
本文根據電氣火災監控系統的新標準(GB14827-2014)，以浙江杭州華成科技大廈漏電火災系統為例，介紹Acrel-6000電氣火災監控系統在關(guān)辦公樓的應用。
1、項目簡(jiǎn)介
華成科技大廈位于蕭山市區主干道金城路上與與金山路交叉口西北角處，地理位置十分*，交通十分便利。其中地上27層，包括5層裙樓和9層輔樓，標準辦公室。本次項目為華成科技大廈各用電回路因漏電及由于漏電可能引起火災進(jìn)行預報和監控，準確監控電氣線(xiàn)路的故障和異常狀態(tài)，發(fā)現電氣火災的火災隱患，及時(shí)報警提醒人員去消除這些隱患。幫助用戶(hù)節約人工成本，提高工作效率，降低火災發(fā)生概率。
系統通過(guò)探測現場(chǎng)各用電回路漏電電流、超溫度等信號，以聲光報警的方式，準確提醒工作人員線(xiàn)路故障的位置，監視故障點(diǎn)的變化。儲存各種故障和操作試驗信號，顯示系統電源狀態(tài)預防常見(jiàn)的因漏電所引起的建筑物電氣火災事故，保證人民生命財產(chǎn)安全。
2、參考標準
本系統符合標準GB14287.1-2014《電氣火災監控系統 1部分：電氣火災監控設備》。
3、系統的基本組成及工作原理
根據標準GB14287-2014《電氣火災監控系統》以及相關(guān)規范《電氣火災監控系統的設計方法》，電氣火災監控系統的基本組成應包括：電氣火災監控設備、剩余電流式電氣火災監控探測器以及測溫式電氣火災監控探測器等三個(gè)基本產(chǎn)品種類(lèi)所組成。其中，剩余電流式電氣火災監控探測器又由監控探測器和剩余電流互感器所組成;測溫式電氣火災監控探測器由監控探測器和測溫傳感器所組成。
剩余電流式電氣火災監控系統采用分層分布式結構，由站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通訊層和現場(chǎng)設備層組成。系統拓撲圖如下圖所示：各電氣火災監控探測器通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線(xiàn)型連接接入監控主機。
1)現場(chǎng)設備層主要是連接網(wǎng)絡(luò )中用于漏電及溫度信號采集測量的各類(lèi)型的漏電火災探測器，也是構建該監控系統必要的基本組成元素。不僅肩負著(zhù)采集數據的重任，同時(shí)也是執行后臺控制命令的終端元件。
2)通訊控制層主要是由協(xié)議接口轉換器及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )等組成。該層是數據信息交換的橋梁，不同的接口轉換器件提供了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(diǎn)對點(diǎn)的通訊、現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、以太網(wǎng)等類(lèi)型的組態(tài)網(wǎng)絡(luò )。協(xié)議接口轉換器主要用于直接對現場(chǎng)漏電火災探測器表轉達上位機的各種控制命令，并負責對漏電火災探測器回送的數據信息進(jìn)行采集、分類(lèi)和存儲等工作，如溫度/剩余電流等。
3)管理測控層是針對監控網(wǎng)絡(luò )的管理人員。該層直接面向用戶(hù)。該層也是系統的上層部分，主要是由電氣火災監控系統軟件和必要的硬件設備如計算機、人機界面、打印機、UPS等。其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過(guò)數據傳輸協(xié)議讀取現場(chǎng)各類(lèi)數據信息，自動(dòng)經(jīng)過(guò)計算處理，以圖形、數顯、聲音等方式反映現場(chǎng)的運行狀況，并可接受管理人員的操作命令，實(shí)時(shí)發(fā)送并檢測操作的執行狀況。
3.2 工作原理
其基本原理是，當電氣設備中的電流、溫度等參數發(fā)生異?；蛲蛔儠r(shí)，終端探測頭(如剩余電流互感器、溫度傳感器等)利用電磁場(chǎng)感應原理、溫度效應的變化對該信息進(jìn)行采集，并輸送到監控探測器里，經(jīng)放大、A/D轉換、CPU對變化的幅值進(jìn)行分析、判斷，并與報警設定值進(jìn)行比較，一旦超出設定值則發(fā)出報警信號，同時(shí)也輸送到監控設備中，再經(jīng)監控設備進(jìn)一步識別、判定，當確認可能會(huì )發(fā)生火災時(shí)，監控主機發(fā)出火災報警信號，點(diǎn)亮報警指示燈，發(fā)出報警音響，同時(shí)在液晶顯示屏上顯示火災報警等信息。值班人員則根據以上顯示的信息，迅速到事故現場(chǎng)進(jìn)行檢查處理，并將報警信息發(fā)送到集中控制臺。
3.3 監控系統的設計安裝及布線(xiàn)設計
電氣火災監控設備以及系統的報警信號，應設在消防控制室或有人值班的場(chǎng)所。主機電源應取自控制中心的消防供電(AC220V)。 各監控探測器采用現場(chǎng)供電，電源接入點(diǎn)應在該級斷路器的上端。
1)配電柜內部形式的安裝設計
本工程為新建工程，所有監控探測器均安裝于變電所內配電柜內，采用嵌入式安裝，工作人員可以通過(guò)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(yíng)、B、C三相電源線(xiàn)及N線(xiàn)上，PE線(xiàn)不得穿過(guò)互感器，固定牢靠，探測器與互感器之間的連線(xiàn)應該采用屏蔽導線(xiàn);溫度傳感器為一熱敏電阻NTC，可以提供-10-120℃的溫度基準，熱敏電阻可以通過(guò)導線(xiàn)連接至漏電火災監控探測器。
2)整個(gè)漏電火災監控系統的安裝設計
現場(chǎng)每個(gè)漏電監控探測器均帶有485通訊接口，需通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)將現場(chǎng)所有探測器以手拉手的方式串聯(lián)起來(lái)，連接時(shí)應注意，每條485總線(xiàn)連接數量不超過(guò)32個(gè)，且在20個(gè)左右為宜。安裝走線(xiàn)時(shí)，應注意強弱電走線(xiàn)分開(kāi)，導線(xiàn)應采用阻燃屏蔽雙絞線(xiàn)建議線(xiàn)徑不小于1.0mm2，屏蔽線(xiàn)屏蔽層應良好接地，每條總線(xiàn)末端應增加一個(gè)100歐姆左右的匹配電阻。配線(xiàn)整齊，綁扎成束，穿線(xiàn)可用阻燃PVC管、金屬管及金屬線(xiàn)槽。在穿管、線(xiàn)槽后，應將管口、槽口封堵。
3.4 產(chǎn)品的選擇與介紹
本工程在配電柜現場(chǎng)均安裝ARCM200系列剩余電流監控探測器及AKH-0.66/L型剩余電流互感器。在機房消防控制室配置AcrelAcrel-6000/B壁掛式電氣火災監控系統。
ARCM200系列電氣火災監控探測器是智能型探測器產(chǎn)品，符合GB 14287─2014。該產(chǎn)品既可以大量的聯(lián)機使用，也可以獨立式使用(具有漏電/溫度的檢測和報警功能，另有可選功能：報警時(shí)能自動(dòng)切斷被監控電路，即具有繼電器輸出功能)。它集電氣火災監控探測及報警功能于一體，具有高智能化、功能齊全、性能可靠、迷你設計、外形美觀(guān)、設定簡(jiǎn)單、導軌式安裝等特點(diǎn)。是令人耳目一新的全新思路設計的結晶，是對防范電氣火災事故的又一新貢獻。
電氣火災監控探測器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“監控探測器”)由剩余電流互感器、溫度傳感器和監控報警器組成，當被保護線(xiàn)路中的剩余電流互感器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“互感器”)探測到的剩余電流超過(guò)監控報警器的預設定值或溫度傳感器探測到的溫度超出預設定值時(shí)，監控報警器經(jīng)分析、確認后發(fā)出聲光報警信號和控制信號。監控報警器能顯示報警線(xiàn)路漏電流大小，傳感器溫度等。當監控報警器有報警信息時(shí)，啟動(dòng)繼電器。并可以直接顯示探測電流值和溫度值，無(wú)需占用大的設備場(chǎng)地，節省消防設備成本，節約電力能源，監控探測器采用儀表安裝方式。
Acrel-6000系列監控設備是整個(gè)電氣火災監控的頂端，可連接多臺ARCM系列探測器，組成一套功能齊全的電氣火災監控系統，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(gè)月以上，后備不間斷電源可以保證市電失電后連續運行4小時(shí)以上，監控系統分為壁掛式、琴臺式和柜體式3種，通訊距離可達1200多米，多臺設備之間或者設備和其他系統如報警與消防聯(lián)動(dòng)系統、電力監控系統等可進(jìn)行數據交換。并且該系列監控設備具備自檢功能，從硬件、軟件、通訊線(xiàn)路、電源各個(gè)方面進(jìn)行系統自檢，以隨時(shí)掌握系統產(chǎn)品運行狀態(tài)，保證系統運行的可靠性。
3.5 漏電火災監控設備Acrel-6000/B
本套上位機軟件Acrel-6000/B電氣火災系統。主要有以下功能特點(diǎn)：
電源：
?、?額定工作電壓AC220V(-15% ～ +10%)
?、?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：
?、?監控設備可監控200個(gè)監控單元(探測器)
?、?可配接ARCM系列監控探測器
監控報警項目：
?、?剩余電流故障(漏電)：故障單元屬性(部位、類(lèi)型)
?、?溫度報警(超溫)： 故障單元屬性(部位、類(lèi)型)
?、?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：
?、?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
?、?監控設備主電源欠壓或斷電
?、?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：
?、?指示燈檢查：報警、故障、運行、主電源、備用電源指示燈
?、?顯示屏檢查
?、?音響器件檢查
自檢耗時(shí) ≤60s
事件記錄：
?、?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
?、?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：
?、?日常值班級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監視、事件記錄查詢(xún)
?、?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
?、?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：
?、?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
?、?工作環(huán)境溫度：0℃～40℃
?、?工作環(huán)境相對濕度：5%～95%RH
?、?海拔高度：≤2500m
4結束語(yǔ)
人們對安全的意識認識越來(lái)越高。公共建筑安裝漏電火災系統是智能化建設的必然趨勢。電氣火災系統有利于發(fā)現安全隱患，及時(shí)處理安全隱患，將火災防患與未然有著(zhù)重要的意義。本系統自華成科技大廈漏電火災監控系統投入運行以來(lái)，發(fā)現和整改了多出隱患，大大提高了工作人員的工作效率，保證了辦公大樓日常工作的穩定有序的進(jìn)行，并為大樓的消防管理提供了科學(xué)的依據。
參考文獻
[1].《電氣火災監控系統》 GB14287-2014
[2].吳恩遠 周中 電氣火災監控系統設計與應用圖集 2012. 8
