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。后通過安科瑞剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在天合光能（上海）有限公司研發(fā)中心項(xiàng)目的實(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/B；研發(fā)中心； 

0 概述

    天合光能（上海）及研發(fā)中心項(xiàng)目由天合光能有限公司投資建設(shè)。天合光能有限公司注冊于中國江蘇省常州市，是國內(nèi)甚至世界上“太陽能光伏垂直一體化”的公司，主要生產(chǎn)單晶硅棒、硅片、太陽能電池片、太陽能電池組件、光伏電站成套系統(tǒng)等產(chǎn)品。天合光能有限公司擬在上海市閔行區(qū)紫竹科學(xué)園區(qū)投資建設(shè)天合光能（上海）及研發(fā)中心項(xiàng)目，建成內(nèi)容包括：天合光能有限公司亞太區(qū)營運(yùn)總部、國家實(shí)驗(yàn)室研發(fā)中心及100MW電池生產(chǎn)基地。項(xiàng)目組成見表1。項(xiàng)目建成后將成為天合光能有限公司的亞太區(qū)營運(yùn)總部、國家實(shí)驗(yàn)室的研發(fā)中心。

    天合光能積極加快化步伐，推進(jìn)高層次人才隊(duì)伍建設(shè)，近年來引進(jìn)了來自20個國家和地區(qū)的化高層次的管理、研發(fā)人才。先后在瑞士蘇黎世、美國加州圣荷西、新加坡設(shè)立了歐洲、北美、亞太中東區(qū)域總部，并在首爾、東京、馬德里、米蘭、悉尼、北京、上海等地設(shè)立了辦事處。公司生產(chǎn)的光伏組件等光電產(chǎn)品銷往歐美、亞太、中東、非洲等30多個國家和地區(qū)。本項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)監(jiān)控現(xiàn)場分布于樓層各配電箱中出線的漏電狀況，及時提醒消控室值班人員，以防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。

    天合光能（上海）及研發(fā)中心項(xiàng)目現(xiàn)場有剩余電流式儀表48只ARCM200安裝于各樓層配電箱內(nèi)。現(xiàn)場儀表采用總線方式接至消控中心的Acrel-6000/B壁掛式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

1 參考標(biāo)準(zhǔn)

    近年來，國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)對電氣火災(zāi)的預(yù)防。主要有：

1.1．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)危險性大、人員密集等場所宜設(shè)置漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。

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

1.3．國家標(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(jìn)線端設(shè)置自動切斷電源或報(bào)警的剩余電流動作保護(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)控探測器》、GB14287.3-2005《測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》

1.5．電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝和運(yùn)行應(yīng)滿足GB13955-2005《剩余電流動作保護(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

    天合光能（上海）有限公司研發(fā)中心項(xiàng)目由電氣火災(zāi)監(jiān)測后臺，電氣火災(zāi)探測器以及漏電流互感器組成。

    本項(xiàng)目通訊總線共接入二條通訊總線，總線在配電室手拉手串接后，接入壁掛式后臺，組成電氣火災(zāi)系統(tǒng)的大動脈。箱體中漏電流互感器通過電流線接入漏電探測器，漏電探測器實(shí)時顯示漏電情況。以上所述組成一套信號穩(wěn)定，精度可靠的電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)組網(wǎng)共分為三層：

    2.1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(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，如觸摸屏、UPS電源等組成。監(jiān)測系統(tǒng)軟件對現(xiàn)場各類數(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)測系統(tǒng)的正常供電，在整個系統(tǒng)發(fā)生供電問題時，保證站控管理層設(shè)備的正常運(yùn)行。

    后臺監(jiān)控設(shè)備設(shè)置在消控室中。

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)場設(shè)備與上位機(jī)的實(shí)時通訊。

    2.3現(xiàn)場設(shè)備層

    系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D如下：   

3 電氣火災(zāi)設(shè)備

3.1、 Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控后臺：

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，維持監(jiān)控設(shè)備工作時間 ≥4小時

工作制：

24小時工作制

通訊方式：RS485總線通訊，Modbus-RTU通信協(xié)議，傳輸距離1km，可通過中繼器延長通訊傳輸距離

監(jiān)控容量：

① 監(jiān)控設(shè)備高可監(jiān)控200個監(jiān)控單元（探測器）

② 可配接ARCM系列監(jiān)控探測器

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、類型）

② 溫度報(bào)警（超溫）： 故障單元屬性（部位、類型）

③ 電流故障（過流）： 故障單元屬性（部位、類型）

監(jiān)控報(bào)警響應(yīng)時間： ≤30s

監(jiān)控報(bào)警聲壓級（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)警信號應(yīng)保持，直至手動復(fù)位

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

故障報(bào)警項(xiàng)目：

① 監(jiān)控設(shè)備與探測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)時間：≤100s

監(jiān)控報(bào)警聲壓級（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)警信號應(yīng)保持至故障排除

故障報(bào)警聲信號：可手動消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號輸入時，能再次啟動

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組常開無源觸點(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 ≤60s

事件記錄：

① 記錄內(nèi)容：記錄類型、發(fā)生時間、探測器編號、區(qū)域、故障描述，可存儲記錄不少于2萬條

② 記錄查詢：根據(jù)記錄的日期、類型等條件查詢

操作分級：

① 日常值班級：實(shí)時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢

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

③ 系統(tǒng)管理級：實(shí)時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠(yuǎn)程復(fù)位、設(shè)備自檢，監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)查詢、監(jiān)控設(shè)備各模塊單獨(dú)檢測、操作員添加與刪除

使用環(huán)境條件：

① 工作場所：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)境相對濕度：5%～95%RH

④ 海拔高度：≤2500m

3.2、ARCM200L系列儀表

    ARCM200L 型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(jì)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(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)了對多種電力參數(shù)的實(shí)時監(jiān)測,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)備能接收多臺探測器的漏電、溫度信息，報(bào)警時發(fā)出聲光報(bào)警信號，同時設(shè)備上紅色“報(bào)警”指示燈亮，顯示屏指示報(bào)警部位及報(bào)警類型，記錄報(bào)警時間，聲光報(bào)警一直保持，直至按顯示屏“復(fù)位”按鈕遠(yuǎn)程對探測器實(shí)現(xiàn)復(fù)位。對于聲音報(bào)警信號也可以使用顯示屏“消聲”按鈕手動消除。

4.2.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(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，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報(bào)警信號并顯示故障信息，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。

4.3.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。

4.4.報(bào)警記錄存儲查詢功能

    當(dāng)發(fā)生漏電、超溫報(bào)警或通訊、電源故障時，將報(bào)警部位、故障信息、報(bào)警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)報(bào)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。

4.5.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(yùn)行。

4.6.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(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位控制。

4.7.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。

5 結(jié)束語

    天合光能（上海）有限公司研發(fā)中心項(xiàng)目電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災(zāi)監(jiān)控裝Acrel-6000/B、漏電火災(zāi)探測器漏電火災(zāi)探測器ARCM200L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)探測器等現(xiàn)場設(shè)備信號，以實(shí)現(xiàn)對被保護(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)級硬件/軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)應(yīng)用于大型商場、生活小區(qū)、生產(chǎn)基礎(chǔ)、辦公大樓、商場酒店等區(qū)域的消防控制中心，對分散在建筑內(nèi)的探測器進(jìn)行遙測、遙調(diào)、遙控、遙信，方便實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與管理。本系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus現(xiàn)場總線將具有通信功能的探測器相互連接起來，當(dāng)現(xiàn)場保護(hù)線路中的被探測參數(shù)超過報(bào)警設(shè)定值時，能發(fā)出報(bào)警信號、控制信號，能指示報(bào)警部位并保存報(bào)警信息。現(xiàn)場儀表采用總線方式接至消控中心的Acrel-6000/B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、性價比高、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

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