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(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的組成原理，分析了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)用中的設(shè)計(jì)依據(jù)和相關(guān)規(guī)范。后通過(guò)安科瑞剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在陸家嘴中心地區(qū)地下空間的實(shí)例介紹，闡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)及其重要意義。

關(guān)鍵詞： 電氣火災(zāi)；監(jiān)控系統(tǒng)；Acrel-6000；陸家嘴中心地區(qū)地下空間

0 概述

陸家嘴中心地區(qū)地下空間項(xiàng)目把上海陸家嘴的三大摩天樓——金茂大廈、*金融中心、正在建造的“上海中心"以及商業(yè)地標(biāo)“國(guó)金中心"地下部分相連通，形成一個(gè)共同的地下空間。本項(xiàng)目監(jiān)控范圍為該地下通道的現(xiàn)場(chǎng)配電柜。

陸家嘴中心地區(qū)地下空間共安裝有剩余電流式儀表58只ARCM200BL-J1，安裝于地下通道各個(gè)配電柜中，每塊儀表對(duì)接1個(gè)剩余電流互感器。現(xiàn)場(chǎng)儀表采用總線方式接至消控中心的Acrel-6000B壁掛式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

1 參考標(biāo)準(zhǔn)

近年來(lái)，國(guó)家為了加大電氣火災(zāi)監(jiān)控防范的力度，相繼制訂或修改了一批相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，加強(qiáng)對(duì)電氣火災(zāi)的預(yù)防。主要有：

1.1是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)。

1.2是GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，在條文11.2.7里規(guī)定:下列場(chǎng)所宜設(shè)置剩余電流動(dòng)作電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。這些場(chǎng)所包括各種類(lèi)型的影劇院、館所、倉(cāng)庫(kù)、住宅小區(qū)、醫(yī)院、商店、學(xué)校等等。

1.3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"。

1.4電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品應(yīng)滿(mǎn)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》

1.5電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝和運(yùn)行應(yīng)滿(mǎn)足GB13955-2005《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》

1.6電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的供電應(yīng)滿(mǎn)足GB50052《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求

1.7電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)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)

2 系統(tǒng)組成

陸家嘴中心地區(qū)地下空間電氣火災(zāi)項(xiàng)目由電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)后臺(tái)，電氣火災(zāi)探測(cè)器以及漏電流互感器組成。

本項(xiàng)目通訊總線共接入兩條通訊總線，分別貫穿現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)配電柜中，就近接在相應(yīng)的總線中。總線在個(gè)配電箱手拉手串接后，接入壁掛式后臺(tái)，組成電氣火災(zāi)系統(tǒng)的大動(dòng)脈。抽屜柜中漏電流互感器通過(guò)電流線接入漏電探測(cè)器，漏電探測(cè)器實(shí)時(shí)顯示漏電情況。以上所述組成一套信號(hào)穩(wěn)定，精度可靠的電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本系統(tǒng)組網(wǎng)共分為三層：

2.1站控管理層

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)的上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)數(shù)據(jù)信息計(jì)算、分析、處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)情況。

監(jiān)控主機(jī)：用于數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。為系統(tǒng)內(nèi)或外部提供數(shù)據(jù)接口，進(jìn)行系統(tǒng)管理、維護(hù)和分析工作。

UPS：保證計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常供電，在整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生供電問(wèn)題時(shí)，保證站控管理層設(shè)備的正常運(yùn)行。

后臺(tái)監(jiān)控設(shè)備設(shè)置在地下室消控室中。
2.2網(wǎng)絡(luò)通訊層

通訊介質(zhì)：系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與上位機(jī)的實(shí)時(shí)通訊。

2.3現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要為ARCM200BL-J1系列剩余式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D如下：

3 電氣火災(zāi)設(shè)備

3.1主要設(shè)備參數(shù)：

主要技術(shù)參數(shù)

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(jiān)控設(shè)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總線通訊，Modbus-RTU通信協(xié)議，傳輸距離1km，可通過(guò)中繼器延長(zhǎng)通訊傳輸距離

監(jiān)控容量：

① 監(jiān)控設(shè)備高可監(jiān)控200個(gè)監(jiān)控單元（探測(cè)器）

② 可配接ARCM系列監(jiān)控探測(cè)器

監(jiān)控報(bào)警項(xiàng)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(bào)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(jiān)控報(bào)警響應(yīng)時(shí)間： ≤30s

監(jiān)控報(bào)警聲壓級(jí)（A計(jì)權(quán)）：≥70dB／1m

監(jiān)控報(bào)警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報(bào)警信號(hào)應(yīng)保持，直至手動(dòng)復(fù)位

監(jiān)控報(bào)警聲信號(hào)：可手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)

故障報(bào)警項(xiàng)目：

① 監(jiān)控設(shè)備與探測(cè)器之間的通訊連接線發(fā)生斷路或短路

② 監(jiān)控設(shè)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發(fā)生斷路或短路

故障報(bào)警響應(yīng)時(shí)間：≤100s

監(jiān)控報(bào)警聲壓級(jí)（A計(jì)權(quán)）：≥70dB／1m

監(jiān)控報(bào)警光顯示：黃色LED指示燈，黃色光報(bào)警信號(hào)應(yīng)保持至故障排除

故障報(bào)警聲信號(hào)：可手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號(hào)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(bào)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(xiàng)目：

① 指示燈檢查：報(bào)警、故障、運(yùn)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(nèi)容：記錄類(lèi)型、發(fā)生時(shí)間、探測(cè)器編號(hào)、區(qū)域、故障描述，可存儲(chǔ)記錄不少于2萬(wàn)條

② 記錄查詢(xún)：根據(jù)記錄的日期、類(lèi)型等條件查詢(xún)

操作分級(jí)：

① 日常值班級(jí)：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢(xún)

② 監(jiān)控操作級(jí)：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢(xún)、探測(cè)器遠(yuǎn)程復(fù)位、設(shè)備自檢

③ 系統(tǒng)管理級(jí)：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢(xún)、探測(cè)器遠(yuǎn)程復(fù)位、設(shè)備自檢，監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)查詢(xún)、監(jiān)控設(shè)備各模塊單獨(dú)檢測(cè)、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(nèi)、有人值班的變配電所（配電室）、有人值班的房間內(nèi)墻壁上

② 工作環(huán)境溫度：0℃～40℃

③ 工作環(huán)境相對(duì)濕度：5%～95%RH

④ 海拔高度：≤2500m

3.2、ARCM200BL系列儀表

ARCM200BL 型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),為能耗管理提供的數(shù)據(jù)。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(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)功能

4.1監(jiān)控報(bào)警功能

監(jiān)控設(shè)備能接收多臺(tái)探測(cè)器的漏電、溫度信息，報(bào)警時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)機(jī)柜上紅色“報(bào)警"指示燈亮，顯示屏指示報(bào)警部位及漏電、溫度值，記錄報(bào)警時(shí)間，聲光報(bào)警一直保持，直至按“復(fù)位"按鈕遠(yuǎn)程對(duì)探測(cè)器實(shí)現(xiàn)復(fù)位。對(duì)于聲音報(bào)警信號(hào)也可以使用消聲鍵手動(dòng)消除。

4.2控制輸出功能

當(dāng)被監(jiān)測(cè)回路漏電報(bào)警時(shí)，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備，當(dāng)報(bào)警消除后，控制輸出繼電器釋放。

4.3故障報(bào)警功能

通訊故障報(bào)警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺(tái)探測(cè)器之間發(fā)生通訊故障時(shí)，監(jiān)控畫(huà)面中相應(yīng)的探測(cè)器顯示故障提示，同時(shí)機(jī)柜上的黃色“故障"指示燈亮，并發(fā)出故障報(bào)警聲音。

電源故障報(bào)警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并顯示故障信息，可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報(bào)警聲響。

4.4自檢功能

檢查設(shè)備中所有狀態(tài)指示燈、顯示器、音響器件是否正常。

4.5報(bào)警記錄存儲(chǔ)查詢(xún)功能

當(dāng)發(fā)生漏電、超溫報(bào)警或通訊、電源故障時(shí)，將報(bào)警部位、故障信息、報(bào)警時(shí)間等信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)報(bào)警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢(xún)方法。

4.6電源功能

當(dāng)主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備可自動(dòng)切換到備用電源工作，當(dāng)主電源恢復(fù)正常供電時(shí)，自動(dòng)切回到主電源，切換過(guò)程中保證監(jiān)控設(shè)備連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行。

4.7對(duì)探測(cè)器控制功能

通過(guò)系統(tǒng)軟件操作，可對(duì)連接到本設(shè)備的所有探測(cè)器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，包括報(bào)警設(shè)定值、通訊地址等參數(shù)的設(shè)置和探測(cè)器的遠(yuǎn)程復(fù)位。

4.8權(quán)限控制功能

為確保監(jiān)控系統(tǒng)的安全運(yùn)行，監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)軟件操作權(quán)限分為三級(jí)，不同級(jí)別的操作員具有不同的操作權(quán)限。

5 結(jié)束語(yǔ)

陸家嘴中心地區(qū)地下空間電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置Acrel-6000B、漏電火災(zāi)探測(cè)器ARCM200BL-J1組成。 Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是本公司自主研發(fā)的用于接收剩余電流式電氣火災(zāi)探測(cè)器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電氣線路的報(bào)警、監(jiān)視、控制、管理的運(yùn)行于計(jì)算機(jī)的工業(yè)級(jí)硬件/軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)應(yīng)用于大型商場(chǎng)、生活小區(qū)、生產(chǎn)基礎(chǔ)、辦公大樓、商場(chǎng)酒店等區(qū)域的消防控制中心，對(duì)分散在建筑內(nèi)的探測(cè)器進(jìn)行遙測(cè)、遙調(diào)、遙控、遙信，方便實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與管理。

本統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus現(xiàn)場(chǎng)總線將具有通信功能的探測(cè)器相互連接起來(lái)，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)線路中的被探測(cè)參數(shù)超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號(hào)、控制信號(hào)，能指示報(bào)警部位并保存報(bào)警信息。現(xiàn)場(chǎng)儀表采用總線方式接至消控中心的Acrel-6000B壁掛式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有安裝運(yùn)輸方便、性?xún)r(jià)比高、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在陸家嘴中心地區(qū)地下空間的應(yīng)用，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)各用電回路的漏電情況，對(duì)于有異常情況的回路進(jìn)行聲光報(bào)警，及時(shí)提醒現(xiàn)場(chǎng)值班人員，確保供電的安全可靠，并避免現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的損失以及人員的傷亡。

參考文獻(xiàn)

[1].任致程 周中. 電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國(guó)電力出版社. 2007. 4

[2].周中.電力儀表在大型公共建筑電能分項(xiàng)計(jì)量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6