王海芹

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定，201801

0 引言

 近年來(lái)我電氣火災在火災事故總數中所占比例日趨上升。電氣故障引發(fā)的火災在城市火災事故中已列入火災成因的*。監控和預防電氣火災的發(fā)生已成為工程建設和設計中一項*的重要內容。

1 電氣火災的主要成因

1）安裝、接線(xiàn)疏忽引起的相間短路

2）安裝環(huán)境潮濕

3）泄露電流

4）斷路器（熔斷器）的額定電流選擇偏大

5）線(xiàn)纜電流密度偏大

6）線(xiàn)路實(shí)際載流量超過(guò)設計載流量

7）三相負載不平衡

2 防范電氣火災的主要手段

推廣應用電氣火災監控系統裝置，積極改造老舊建筑的電氣線(xiàn)路，火災隱患，線(xiàn)路設計充分考慮符合增長(cháng)因素和敷設條件對載流量的影響，選擇足夠的中性線(xiàn)截面，末端配電線(xiàn)的總等電位接地和局部等電位接地，保證施工質(zhì)量，加強質(zhì)量監督和驗收工作。

3 系統設計應用的依據

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(chǎng)所宜設置漏電火災報警系統。

2）GB50016-2006《建筑設計防火規范》，在條文11.2.7里規定:下列場(chǎng)所宜設置剩余電流動(dòng)作電氣火災監控系統。這些場(chǎng)所包括各種類(lèi)型的:影劇院、館所、倉庫、住宅小區、醫院、商店、學(xué)校等等。

3）標準《建筑電氣火災預防要求和檢測方法》有關(guān)條文也明確要求“應在電源進(jìn)線(xiàn)端設置自動(dòng)切斷電源或報警的剩余電流動(dòng)作保護器”。

4）電氣火災監控系統的產(chǎn)品應滿(mǎn)足:GB14287.1-2005《電氣火災監控設備》、 GB14287.2-2005《剩余電流式電氣火災監控探測器》、GB14287.3-2005《測溫式電氣火災監控探測器》

5）電氣火災監控系統的安裝和運行應滿(mǎn)足GB13955-2005《剩余電流動(dòng)作保護裝置安裝和運行》

6）電氣火災監控系統的供電應滿(mǎn)足GB50052《供配電系統設計規范》的要求

7）電氣火災監控系統的設計應滿(mǎn)足《電氣火災監控系統的設計方法》的要求

4 系統的基本組成及工作原理

1）基本組成

Acrel-6000電氣火災監控系統采用分層分布、開(kāi)放式結構設計，由站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通訊層和現場(chǎng)設備層組成。各電氣火災監控探測器通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線(xiàn)型連接接入通訊服務(wù)器，然后通過(guò)五類(lèi)線(xiàn)TCP/TP協(xié)議進(jìn)入工業(yè)交換機，然后通過(guò)光纜到達監控主機。

a） 現場(chǎng)設備層主要是連接網(wǎng)絡(luò )中用于電參量采集測量的各類(lèi)型的儀表和保護裝置等，也是構建該監控系統必要的基本組成元素。監控設備能接收來(lái)自電氣火災監控探測器的報警信號，發(fā)出聲光報警信號和控制信號，指示報警部位，記錄并保存報警信息，是系統的管理中心。不僅肩負著(zhù)采集數據的重任，同時(shí)也是執行后臺控制命令的終端元件。監控設備具有主、備電源自動(dòng)切換功能，保證系統的穩定性。

b）通訊控制層主要是由通訊服務(wù)器、接口轉換器件及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )等組成。該層是數據信息交換的橋梁，不同的接口轉換器件提供了RS485及以太網(wǎng)等各種接口，組網(wǎng)方式靈活，支持點(diǎn)對點(diǎn)的通訊、現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、以太網(wǎng)等類(lèi)型的組態(tài)網(wǎng)絡(luò )。通訊服務(wù)器主要用于直接對現場(chǎng)儀器儀表轉達上位機的各種控制命令，并負責對現場(chǎng)儀器儀表回送的數據信息進(jìn)行采集、分類(lèi)和存儲等工作，如電壓/電流等電參量、輸入開(kāi)關(guān)量狀態(tài)、修改儀表內部參數或各種控制繼電器斷開(kāi)/閉合的操作命令等；

c）管理測控層是針對監控網(wǎng)絡(luò )的管理人員，該層直接面向用戶(hù)。該層也是系統的上層部分，主要是由電氣火災監控系統軟件和必要的硬件設備如計算機、打印機、UPS等。其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過(guò)數據傳輸協(xié)議讀取前置機采集的現場(chǎng)各類(lèi)數據信息，自動(dòng)經(jīng)過(guò)計算處理，以圖形、數顯、聲音等方式反映現場(chǎng)的運行狀況，并可接受管理人員的操作命令，實(shí)時(shí)發(fā)送并檢測操作的執行狀況，以保證供用電單位的正常工作。

2）工作原理

其基本原理是，當電氣設備中的電流、溫度等參數發(fā)生異?；蛲蛔儠r(shí)，終端探測頭(如剩余電流互感器、溫度傳感器等)利用電磁場(chǎng)感應原理、溫度效應的變化對該信息進(jìn)行采集，并輸送到監控探測器里，經(jīng)放大、A/D轉換、CPU對變化的幅值進(jìn)行分析、判斷，并與報警設定值進(jìn)行比較，一旦超出設定值則發(fā)出報警信號，同時(shí)也輸送到監控設備中，再經(jīng)監控設備進(jìn)一步識別、判定，當確認可能會(huì )發(fā)生火災時(shí)，監控主機發(fā)出火災報警信號，點(diǎn)亮報警指示燈，發(fā)出報警音響，同時(shí)在液晶顯示屏上顯示火災報警等信息。值班人員則根據以上顯示的信息，迅速到事故現場(chǎng)進(jìn)行檢查處理，并將報警信息發(fā)送到集中控制臺。

5 系統的設計及應用

1）典型組網(wǎng)方案示意圖

a）大型建筑群組網(wǎng)方案

大型建筑群，樓層高，多棟樓體分散。采用Acrel-6000/Q電氣火災監控設備+Acrel6000/B電氣火災監控設備+電氣火災監控探測器三層結構組網(wǎng)模式，便于區域化管理，采用RS-485網(wǎng)絡(luò )通信，以太網(wǎng)通信，滿(mǎn)足了通信實(shí)時(shí)性高的要求。

b）大型單體建筑組網(wǎng)方案

大型單體建筑，采用Acrel-6000/Q電氣火災監控設備+電氣火災監控探測器兩層結構組網(wǎng)模式，監測管理功能，性?xún)r(jià)比高，采用RS-485網(wǎng)絡(luò )，通信介質(zhì)采用屏蔽雙絞線(xiàn)，滿(mǎn)足了通信實(shí)時(shí)性高的要求。

c）中型建筑組網(wǎng)方案

中型單體建筑，采用Acrel-6000/B電氣火災監控設備+電氣火災監控探測器兩層結構組網(wǎng)模式，造價(jià)經(jīng)濟，性?xún)r(jià)比高，采用RS-485網(wǎng)絡(luò )，滿(mǎn)足了通信實(shí)時(shí)性高的要求。

d）小型建筑電氣火災監控系統

小型建筑，采用Acrel-6000/B電氣火災監控設備進(jìn)行監控，造價(jià)經(jīng)濟，性?xún)r(jià)比高。

2）系統在建筑設計中的應用

安科瑞電氣股份有限公司于2011年8月承接了軌道交通11號線(xiàn)安亭站地塊剩余電流式電氣火災監控系統，該項目分A1、A2a、A2b、A3、A4、A5共5個(gè)區，安裝了196只ARCM200-J1剩余電流式電氣火災探測器。探測器通過(guò)RS485總線(xiàn)與位于監控中心值班室電氣火災監控設備組成火災監控系統，采用了Acrel-6000電氣火災監控設備，具有集中調度、控制、保護、監視、顯示等功能，集用電安全管理、分析、記錄于一體智能化點(diǎn)，可大大降低應用場(chǎng)合的電氣火災發(fā)生率。

系統主要實(shí)現了對分散在建筑內的196只探測器進(jìn)行遙測、遙調、遙控、遙信，方便實(shí)現監控與管理；監測漏電流、過(guò)電流信號，發(fā)出聲光報警信號，報出故障位置，監視故障點(diǎn)變化，儲存各種故障信號；根據探測器提供的信號種類(lèi)進(jìn)行相應的顯示、報警，包括分/合閘、剩余電流故障、過(guò)電流故障、電壓故障或溫度等報警信號；具有自檢功能，對通信線(xiàn)路的短路、斷路進(jìn)行檢查。

參考文獻：

[1]安科瑞電氣股份有限公司系統解決方案.2013.1版.

[2]電力電測數字儀表原理與應用指南任致程、周中，電力出版社 2007.4.

作者簡(jiǎn)介：

王海芹，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為電氣火災監控，:  

《電氣火災監控系統設計與應用圖集》（圖集號：ACR12CDX401）由安科瑞電氣股份有限公司及山東省建筑電氣技術(shù)情報網(wǎng)主編，本圖集結合安科瑞Acrel-6000電氣火災監控系統產(chǎn)品的特點(diǎn)，依據電氣設計規范，滿(mǎn)足建筑物電氣防火和早期報警的要求，達到遏制電氣火災的目的。圖集適用于新建、擴建和改建的民用建筑及一般工業(yè)建筑物中，電壓等級在220V/380V供配電系統的電氣火災監控系統設計與應用，并包括系統設備的選擇與安裝，有特殊要求的建筑物需結合工程的實(shí)際情況選用。凡需要圖集的請提供貴單位名稱(chēng)、部門(mén)、地址、、、、等信息，傳真:、: 或:至安科瑞王海芹工程師收，安科瑞電氣免費贈送。