王海芹

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、機場、銀行、醫(yī)院、廠房等建筑低壓配電系統(tǒng)進行電氣火災(zāi)監(jiān)控。。本文通過對德州檔案館電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)項目的介紹，闡述Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)所實現(xiàn)的功能及其重要意義。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)探測器；電氣火災(zāi)；檔案館；大型公共場所

0、前言

    近10年來，我發(fā)生電氣火災(zāi)高居火災(zāi)事故總數(shù)的*。根據(jù)*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、*、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)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)、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。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），以德州檔案館漏電火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)為例，介紹Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在檔案館及大型公共場所的應(yīng)用。

1、項目簡介

    德州市檔案館（局）是德州市人民政府工作部門下屬事業(yè)單位，統(tǒng)一管理全市的重要檔案資料，負(fù)責(zé)接收、征集、整理、保管市委、市政府及市直黨政部門、群眾團體、企事業(yè)單位的重要檔案資料和德州重要歷史檔案資料、革命歷史檔案資料和歷史檔案資料。

    本項目主要對德州市檔案館及德州市城建檔案館新建東航昆明新機場污水處理站、航食區(qū)、動力中心三個配電區(qū)域各用電回路因漏電及由于漏電可能引起火災(zāi)進行預(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，及時報提醒人員去這些隱患。幫助機場節(jié)約人工成本，提高工作效率。

    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，已聲光報的方式，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)符合中華人民共和標(biāo)準(zhǔn)GB14287.1-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 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)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》，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(分對插式、閉合式兩種)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)議進入監(jiān)控主機。

　  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)達上位機的各種控制命令，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，通過數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取前置機采集的現(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)備中的電流、溫度等參數(shù)發(fā)生異?；蛲蛔儠r，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對變化的幅值進行分析、判斷，并與報警設(shè)定值進行比較，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)場進行檢查處理，并將報信息發(fā)送到消防控制室。

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)控探測器均安裝于樓層配電箱內(nèi)，采用導(dǎo)軌式安裝，安裝于配電柜內(nèi)導(dǎo)軌上。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

    本工程主要包括一棟五層的建筑以及地下室、屋頂層，值班室位于層消防控制中心，本工程在配電柜現(xiàn)場均安裝ARCM300-J1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)立琴臺式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)Acrel-6000/B50，將各處的漏電及溫度信息進行共享，便于檔案館工作人員進行統(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)機使用，也可以獨立式使用（具有漏電/過流/溫度的檢測和報功能，另有可選功能：報時能自動切斷被監(jiān)控電路，即具有繼電器輸出功能）。它集電氣火災(zāi)監(jiān)控探測及報功能于一體，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。

    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)控報器有報信息時，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，監(jiān)控探測器采用儀表安裝方式。

    Acrel-6000系列監(jiān)控設(shè)備是整個電氣火災(zāi)監(jiān)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(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，具有聲光報警功能，并同步顯示報回路，其報信息可以保存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、并有報提示聲光報等功能?？蛻艨筛鶕?jù)實際需要對報警溫度值、漏電流值進行設(shè)置，報故障解除時，可遠(yuǎn)方進行復(fù)位。系統(tǒng)可對報警事件、日期、報值、越線值進行記錄，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)域進行權(quán)限修改。當(dāng)剩余電流實測值大于報設(shè)置時，系統(tǒng)報警狀態(tài)指示燈會自動閃爍，對應(yīng)界面中的報單元狀態(tài)顏色變化，方便運行人員檢查處理報。

    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)出故障報聲。支持故障報聲手動。

    3）參數(shù)設(shè)定

    界面顯示可操作性按鈕，可遠(yuǎn)程修改漏電流報值上限，對各ARCM300-J1、ARCM300-J8儀表進行復(fù)位操作。

3.6通訊狀態(tài)

圖（7）

      如圖（7）所示，界面顯示ARCM300-J1、ARCM300-J8的工作狀態(tài)，當(dāng)儀表通訊異常時，報警燈開始閃爍，儀表通訊正常時，不閃爍。

3.7報警記錄

    如上圖所示，系統(tǒng)界面記錄儀表報警的回路名稱，報警時間，報警類型，報警實時值以及設(shè)定值。

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)自德州檔案館·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，保證了檔案館日常工作的穩(wěn)定有序的進行，并為檔案館的消防管理提供了科學(xué)的依據(jù)。

參考文獻

[1].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