中鐵三局集團科技研發(fā)中心電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)項目中的應(yīng)用

劉丹
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘要：大型公共建筑，商業(yè)建筑人員密集、社會關(guān)注度高，其電氣火災(zāi)預(yù)防十分重要。鑒于商業(yè)辦公樓、大型商場、生活小區(qū)、基礎(chǔ)設(shè)施、商場酒店等人員密集區(qū)域的特性，和各地區(qū)已經(jīng)制定了相關(guān)電氣火災(zāi)防范的強制規(guī)定。而在上述的各種人員密集型場所安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可以的預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。本文通過介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在中鐵三局集團科技研發(fā)中心電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)項目中的應(yīng)用，簡析相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計規(guī)范，概述電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)在電氣火災(zāi)預(yù)防方面的具體架構(gòu)以及其越性。

關(guān)鍵詞：電氣火災(zāi)；商業(yè)建筑；安科瑞

0  概述 
  近十年的火災(zāi)事故中，電氣火災(zāi)居*，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，而且多年來一直居高不下。商業(yè)酒店人員來往密集、流動性大、公共關(guān)注度高，其配電系統(tǒng)電氣火災(zāi)的預(yù)防顯得更加重要。
  商業(yè)建筑電氣火災(zāi)預(yù)防主要有以下幾個方面：
  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，已形成較大火勢，此時火勢往往不容易被控制，故而預(yù)防便十分重要。
  2）商業(yè)建筑人員密集度高，人員流動性大，易燃物品多，若是發(fā)生火災(zāi)容易造成人員傷亡。
  3）商業(yè)廣場等商業(yè)建筑社會關(guān)注度高，若發(fā)生火災(zāi)事故容易造成不好的社會影響。
  安科瑞電氣股份有限公司自主研發(fā)的研發(fā)的安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測各個重要回路的漏電流等參量來實現(xiàn)電氣火災(zāi)的預(yù)防。本系統(tǒng)后臺在顯示各個探測點位數(shù)據(jù)的同時，還提供越限聲光報警、人性化的界面等功能。本系統(tǒng)實現(xiàn)了配電系統(tǒng)的24小時無人實時監(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)在中鐵三局集團科技研發(fā)中心項目中的應(yīng)用，簡單介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)系統(tǒng)的實際應(yīng)用和其實際意義。
1  項目概況
  現(xiàn)針對本研發(fā)中心設(shè)計一套電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測其配電回路的漏電流等電參量，確保其整個配電系統(tǒng)的電氣安全。
  針對本項目的特性，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)控探測器。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)須實時監(jiān)測重要回路的剩余電流值、箱體回路的實時溫度，監(jiān)測的數(shù)據(jù)實時傳輸至后臺主機，當(dāng)發(fā)生剩余電流值越限、溫度越*，后臺能進行聲光報警，同時后臺能夠和消防火災(zāi)報警系統(tǒng)實現(xiàn)消防聯(lián)動。
2  參考標(biāo)準(zhǔn)
  1.GB50045-95(2005版)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》，其中在條文9.5.1里規(guī)定:高層建筑內(nèi)火災(zāi)危險性大、人員密集等場所宜設(shè)置漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)。
  2.標(biāo)準(zhǔn)《建筑電氣火災(zāi)預(yù)防要求和檢測方法》有關(guān)條文也明確要求“應(yīng)在電源進線端設(shè)置自動切斷電源或報警的剩余電流動作保護器。
  3.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品應(yīng)滿足:GB14287.1-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》、 GB14287.2-2014《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》、GB14287.3-2014《測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》
  4.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝和運行應(yīng)滿足GB13955-2005《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》
  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)計規(guī)范》的要求
  6.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)滿足《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方法》的要求(暫行規(guī)定)
3  系統(tǒng)組成
  1)站控管理層
  站控管理層針對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的上層部分。安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主機充分考慮到用戶的操作習(xí)慣，和持續(xù)穩(wěn)定運行，參照的相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。主機主要由監(jiān)控軟件、觸摸屏、UPS電源、打印機等設(shè)備組成。將現(xiàn)場的各類數(shù)據(jù)信息進行計算、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掌握系統(tǒng)動態(tài)，且實現(xiàn)故障信息可追循，信息可導(dǎo)出等功能。
  鑒于本項目中儀表點位以及數(shù)據(jù)量的規(guī)模，現(xiàn)為項目配置安科瑞Acrel-6000/B主機，本主機的具體參數(shù)見下文介紹。
  2)網(wǎng)絡(luò)通訊層
  本項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)。本項目的儀表分布在樓層強電間電氣火災(zāi)監(jiān)控探測。
  本項目的數(shù)據(jù)總線設(shè)計為四根總線，獨立的總線便于后期系統(tǒng)的維護，發(fā)生漏電流報警時也可以根據(jù)后期我方提供的點檢表快速定位故障回路，快速排除故障。
  現(xiàn)場電氣火災(zāi)探測器通過雙絞線（ZR-RVSP2*1.0）以手拉手方式進行通訊連接，每根總線的儀表數(shù)量在50只左右。
  3)現(xiàn)場設(shè)備層
  本項目中主要是針對樓層配電箱的進線回路安裝安科瑞嵌入式電氣火災(zāi)探測器，通過嵌入式電氣火災(zāi)探測器實時監(jiān)控配電回路的漏電流大小來顯示整個配電系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
  ARCM系列剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT、TN 系統(tǒng)設(shè)計的，通過對配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度、過電流、過電壓等火災(zāi)危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理，從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生，并實現(xiàn)了對多種電力參數(shù)的實時監(jiān)測,為能耗管理提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。產(chǎn)品采用先進的微控制器技術(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)控探測器》的標(biāo)準(zhǔn)要求。
  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D如下：

4  系統(tǒng)特點和工作原理
  鑒于本項目的規(guī)模，以及本項目電氣火災(zāi)檢測點位的實際情況。無論在終端剩余電流探測器還是后臺主機都是根據(jù)本項目的實際情況來進行設(shè)計的。
  本項目的系統(tǒng)特點可總結(jié)為3點：
  1.終端探測器選用嵌入式電氣火災(zāi)探測器，方便安裝、節(jié)省成本、便于后期維護。
  2.RS485總線連接方便，可操作性強。總線布線時走的是弱電橋架，不會受到強電的影響，確保的整個系統(tǒng)的通訊穩(wěn)定。
  3.考慮到本項目中儀表數(shù)據(jù)量，客戶要求。本項目的主機選用壁掛式。壁掛式主機界面簡潔，系統(tǒng)操作方便，適合本項目中的配電間環(huán)境和客戶的相關(guān)操作要求。
  電氣火災(zāi)系統(tǒng)工作原理
  1.剩余電流測量是根據(jù)基爾霍夫電流定律：在同一時刻，電路中流入和流出一個節(jié)點的電流矢量和為零。以TN-S系統(tǒng)為例，將A/B/C/N同時穿過剩余電流互感器，當(dāng)系統(tǒng)未發(fā)生漏電時，流入和流出剩余電流互感器的電流矢量和為零，此時，剩余電流互感器感應(yīng)出的二次電流也為0;當(dāng)某相對大地發(fā)生漏電，此時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。此漏電信號通過剩余電流互感器的二次接線傳輸至電氣火災(zāi)探測器，經(jīng)運算放大、A/D轉(zhuǎn)換后送入CPU，經(jīng)過一系列算法后，對變化的幅值進行分析、判斷，并與報警設(shè)定值進行比較，若超出定值則發(fā)出聲光報警信號并上送至后臺電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備。
  2.終端探測器負(fù)責(zé)監(jiān)測各個回路的剩余電流值，將剩余電流值的數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機。終端探測器還負(fù)責(zé)其監(jiān)測回路剩余電流值的實時顯示，同時能夠設(shè)置限值，當(dāng)剩余電流值越*能夠發(fā)出聲光報警，提醒管理人員及時維護、整改。
  3.儀表通過RS485總線將數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機，系統(tǒng)主機將上傳數(shù)據(jù)通過圖形、報表、事件記錄等形式反映整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)。
5 基本功能

1）監(jiān)控報警功能：監(jiān)控設(shè)備能接收多臺探測器的漏電、溫度信息，報警時發(fā)出聲光報警信號，同時設(shè)備上紅色“報警”指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按顯示屏“復(fù)位”按鈕遠(yuǎn)程對探測器實現(xiàn)復(fù)位。對于聲音報警信號也可以使用顯示屏“消聲”按鈕手動消除。
2）故障報警功能：通訊故障報警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障時，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示，同時設(shè)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(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報警聲響。
3）自檢功能：檢查設(shè)備中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭是否正常。
4）報警記錄存儲查詢功能：當(dāng)發(fā)生漏電、超溫報警或通訊、電源故障時，將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。
5）電源功能：當(dāng)主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時，監(jiān)控設(shè)備可自動切換到備用電源工作，當(dāng)主電源恢復(fù)正常供電時，自動切回到主電源，切換過程中保證監(jiān)控設(shè)備連續(xù)平穩(wěn)運行。
6對探測器控制功能：通過監(jiān)控軟件操作，可對連接到本設(shè)備的所有探測器進行遠(yuǎn)程復(fù)位控制。
7權(quán)限控制功能：為確保監(jiān)控系統(tǒng)的安全運行，監(jiān)控設(shè)備軟件操作權(quán)限分為三級，不同級別的操作員具有不同的操作權(quán)限。
6 結(jié)束語
  隨著智能建筑及電力系統(tǒng)智能化的發(fā)展，及民眾對電力系統(tǒng)的電氣安全的認(rèn)識度和重視度越來越高。企業(yè)建筑、公共建筑以及商業(yè)建筑等安裝漏電火災(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，及時提醒管理者處理電力安全隱患，對火災(zāi)預(yù)防有著重要的意義。本系統(tǒng)在中鐵三局集團科技研發(fā)中心投入運行以來，幫助甲方發(fā)現(xiàn)和整改了多處電氣安全隱患，大大提高了工作人員的工作效率，保證了購物廣場的日常營業(yè)的穩(wěn)定有序的進行，并為也管理者的消防管理提供了科學(xué)的依據(jù)。
  電氣火災(zāi)系統(tǒng)的設(shè)計，安裝，調(diào)試，驗收的整個過程既是對電氣安全的一次的檢測，也是對用戶配電系統(tǒng)管理人員的一次培訓(xùn)，通過項目的實施和系統(tǒng)運用的培訓(xùn)，讓本項目的管理人員能夠更加細(xì)致的了解本項目配電系統(tǒng)的電氣火災(zāi)隱患的排除方法，提高其電氣火災(zāi)防范意識和效率。
   

參考文獻：
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作者簡介：
劉丹，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電