溫剛
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘要：大型公共建筑，商業建筑人員密集、社會關注度高，其電氣火災預防十分重要。鑒于商業辦公樓、大型商場、生活小區、基礎設施、商場酒店等人員密集區域的特性，和各地區已經制定了相關電氣火災防范的強制規定。而在上述的各種人員密集型場所安裝電氣火災監控系統可以有效的預防電氣火災的發生。本文通過介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災監控系統在橋西區中華大街東自強路北華潤中心10kV變配電室工程電氣火災監控系統項目中的應用，簡析相關標準和設計規范，概述電氣火災監測系統在電氣火災預防方面的具體架構以及其優越性。

0  概述 

  近十年的火災事故中，電氣火災居位，且年均發生次數占火災年均總發生次數的27%，占重特大火災總發生次數的80%，且損失占火災總損失的53%，而發達每年電氣火災發生次數占總火災發生次數的8%~13%。事實上，電氣火災已成為消防安全的主要致災因素，不僅次數多、損失大，而且多年來一直居高不下。商業酒店人員來往密集、流動性大、公共關注度高，其配電系統電氣火災的預防顯得加重要。
  商業建筑電氣火災預防主要有以下幾個方面：
  1）電氣火災一般初起于電氣柜、電纜橋架等內部，當火蔓延至設備及電纜表面時，已形成較大火勢，此時火勢往往不容易被控制，故而預防便十分重要。
  2）商業建筑人員密集度高，人員流動性大，易燃物品多，若是發生火災容易造成人員傷亡。
  3）商業廣場等商業建筑社會關注度高，若發生火災事故容易造成不好的社會影響。
  安科瑞電氣股份有限公司研發的研發的安科瑞Acrel-6000/B電氣火災監控系統能夠實時監測各個重要回路的漏電流等參量來實現電氣火災的預防。本系統后臺在顯示各個探測點位數據的同時，還提供越限聲光報警、人性化的界面等功能。本系統實現了配電系統的24小時無人實時監控，減少了人力成本，提高了電氣火災隱患的排除效率。
  本文就電氣火災系統在橋西區中華大街東自強路北華潤中心10kV變配電室工程項目中的應用，簡單介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災系統的實際應用和其實際意義。
1  項目概況
  現針對本商業廣場設計一套電氣火災監控系統，監測其配電回路的漏電流等電參量，確保其整個配電系統的電氣安全。
  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的ARCM系列剩余電流式電氣火災監控探測器。電氣火災監控系統須實時監測重要回路的剩余電流值、箱體回路的實時溫度，監測的數據實時傳輸至后臺主機，當發生剩余電流值越限、溫度越限時，后臺能進行聲光報警，同時后臺能夠和消防火災報警系統實現消防聯動。
2  參考標準
  1.GB50045-95(2005版)《高層民用建筑設計防火規范》，其中在條文9.5.1里規定:高層建筑內火災危險性大、人員密集等場所宜設置漏電火災報警系統。
  2.標準《建筑電氣火災預防要求和檢測方法》有關條文也明確要求“應在電源進線端設置自動切斷電源或報警的剩余電流動作保護器。
  3.電氣火災監控系統的產品應滿足:GB14287.1-2014《電氣火災監控設備》、 GB14287.2-2014《剩余電流式電氣火災監控探測器》、GB14287.3-2014《測溫式電氣火災監控探測器》
  4.電氣火災監控系統的安裝和運行應滿足GB13955-2005《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》
  5.電氣火災監控系統的供電應滿足GB50052《供配電系統設計規范》的要求
  6.電氣火災監控系統的設計應滿足《電氣火災監控系統的設計方法》的要求(暫行規定)
3  系統組成
  1)站控管理層
  站控管理層針對電氣火災監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統的Z上層部分。安科瑞電氣火災監控系統主機充分考慮到用戶的操作習慣，和持續穩定運行，參照的相應的標準和規范。主機主要由監控軟件、觸摸屏、UPS電源、打印機等設備組成。將現場的各類數據信息進行計算、分析、處理，并以圖形、數顯、聲音、指示燈等方式反應給終端管理人員。使管理人員能夠實時掌握系統動態，且實現故障信息可追循，信息可導出等功能。
  鑒于本項目中儀表點位以及數據量的規模，現為項目配置安科瑞Acrel-6000/B主機，本主機的具體參數見下文介紹。
  2)網絡通訊層
  本項目中的所有儀表須嚴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。本項目的儀表分布在樓層強電間電氣火災監控探測。
  本項目的數據總線設計為四根總線，的總線便于后期系統的維護，發生漏電流報警時也可以根據后期我方提供的點檢表快速定位故障回路，快速排除故障。
  現場電氣火災探測器通過雙絞線（ZR-RVSP2*1.0）以手拉手方式進行通訊連接，每根總線的儀表數量在50只左右。
  3)現場設備層
  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探測器，通過嵌入式電氣火災探測器實時監控配電回路的漏電流大小來顯示整個配電系統的工作狀態。
  ARCM系列剩余電流式電氣火災監控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT、TN 系統設計的，通過對配電回路的剩余電流、導線溫度、過電流、過電壓等火災危險參數實施監控和管理，從而預防電氣火災的發生，并實現了對多種電力參數的實時監測,為能耗管理提供的數據。產品采用的微控制器技術，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數字化，網絡化于一身，是建筑電氣火災預防監控、系統緣老化預估等的理想選擇。產品符合 GB14287.2-2005《電氣火災監控系統 第2部分：剩余電流式電氣火災監控探測器》的標準要求。
  系統結構拓撲圖如下：

 

4  系統特點和工作原理
  鑒于本項目的規模，以及本項目電氣火災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本項目的實際情況來進行設計的。
  本項目的系統特點可總結為3點：
  1.終端探測器選用嵌入式電氣火災探測器，方便安裝、節省成本、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，確保的整個系統的通訊穩定。
  3.考慮到本項目中儀表數據量，客戶要求。本項目的主機選用壁掛式。壁掛式主機界面簡潔，系統操作方便，適合本項目中的配電間環境和客戶的相關操作要求。
  電氣火災系統工作原理
  1.剩余電流測量是根據基爾霍夫電流定律：在同一時刻，電路中流入和流出一個節點的電流矢量和為零。以TN-S系統為例，將A/B/C/N同時穿過剩余電流互感器，當系統未發生漏電時，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出的二次電流也為0;當某相對大地發生漏電，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探測器，經運算放大、A/D轉換后送入CPU，經過一系列算法后，對變化的幅值進行分析、判斷，并與報警設定值進行比較，若超出定值則發出聲光報警信號并上送至后臺電氣火災監控設備。
  2.終端探測器負責監測各個回路的剩余電流值，將剩余電流值的數據傳輸至系統主機。終端探測器還負責其監測回路剩余電流值的實時顯示，同時能夠設置限值，當剩余電流值越限時能夠發出聲光報警，提醒管理人員及時維護、整改。
  3.儀表通過RS485總線將數據傳輸至系統主機，系統主機將上傳數據通過圖形、報表、事件記錄等形式反映整個系統的運行狀態。
5 基本功能

 

1）監控報警功能：監控設備能接收多臺探測器的漏電、溫度信息，報警時發出聲光報警信號，同時設備上紅色“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“復位”按鈕遠程對探測器實現復位。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：當監控設備與所接的任一臺探測器之間發生通訊故障時，監控畫面中相應的探測器顯示故障提示，同時設備上的黃色“故障”指示燈亮，并發出故障報警聲音。
電源故障報警：當主電源或備用電源發生故障時，監控設備也發出聲光報警信號并顯示故障信息，可進入相應的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。
3）自檢功能：檢查設備中所有狀態指示燈、顯示屏、喇叭是否正常。
4）報警記錄存儲查詢功能：當發生漏電、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據庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢方法。
5）電源功能：當主電源發生停電、欠壓等故障時，監控設備可自動切換到備用電源工作，當主電源恢復正常供電時，自動切回到主電源，切換過程中保證監控設備連續平穩運行。
6對探測器控制功能：通過監控軟件操作，可對連接到本設備的所有探測器進行遠程復位控制。
7權限控制功能：為確保監控系統的安全運行，監控設備軟件操作權限分為三級，不同級別的操作員具有不同的操作權限。
6 結束語
  隨著智能建筑及電力系統智能化的發展，政府及民眾對電力系統的電氣安全的認識度和重視度越來越高。企業建筑、公共建筑以及商業建筑等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現安全隱患，及時提醒管理者處理電力安全隱患，對火災預防有著重要的意義。本系統在橋西區中華大街東自強路北華潤中心10kV變配電室工程投入運行以來，幫助甲方發現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的穩定有序的進行，并為也管理者的消防管理提供了科學的依據。
  電氣火災系統的設計，安裝，調試，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管理人員的一次培訓，通過項目的實施和系統運用的培訓，讓本項目的管理人員能夠加細致的了解本項目配電系統的電氣火災隱患的排除方法，提高其電氣火災防范意識和效率。
   

參考文獻：
[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 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計量中的應用[J].現代建筑電氣 2010. 6

 

作者簡介：
溫剛，男，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電
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