王海芹

安科瑞電氣股份有限公司   上海 嘉定   201801

0.引言

    電氣火災監控系統是近幾年來(lái)在我建筑工程領(lǐng)域出現的一個(gè)新型的實(shí)時(shí)功能系統。由于實(shí)踐時(shí)間短，基礎研究的試驗不足，因此對系統應用的規范、指導和監督等方面還處于一個(gè)初級的階段。就目前現狀看，電氣火災監控系統從標準、規范、工程設計到產(chǎn)品制造均存在著(zhù)許多誤區和缺陷，這是非常不利于系統的健康發(fā)展的。為了有助于該系統在應用方面的進(jìn)步，本文將針對當前存在的問(wèn)題從概念、工程應用設計和安科瑞產(chǎn)品開(kāi)發(fā)制造能進(jìn)一步趨于規范和科學(xué)。

1.電氣故障和電氣火災的概念

    電氣火災，顧名思義，是一種由電氣故障而引發(fā)的火災。分析電氣故障可知，可能引起火災的故障主要是短路和漏電故障，而過(guò)載則是一種非正常運行的狀態(tài)，本身并非故障。過(guò)載發(fā)展成故障是一個(gè)漸變的過(guò)程，終同過(guò)電壓等故障一樣，是以擊穿短路的形式表現的。一個(gè)符合規范的工程電力系統設計，本身對短路、過(guò)載和金屬性接地故障已有完善的保護措施，均可及時(shí)地切斷故障線(xiàn)路。并在新建工程中，由于配電開(kāi)關(guān)的性能保證和電力線(xiàn)路敷設環(huán)境防火要求的規范，因短路引發(fā)的火災實(shí)例較為少見(jiàn)。從火災案例分析可看出，電氣短路火災主要是存在于一些老舊建筑和棚戶(hù)建筑中。新建工程中引起電氣火災的原因主要是接地故障，特別是非*的接地故障，即漏電故障。因此，現行設計規范把對電氣火災的預防明確地界定為“漏電火災報警系統”。

    從以上分析可以認為：電氣火災是一種主要由電氣線(xiàn)路或電氣設備的接地故障，特別是電弧性燃物所致。

2.電氣火災監控系統的設計理念

    電氣火災監控系統是一種火災預防手段，是作用于火災發(fā)生前的一種實(shí)時(shí)監控系統，與作用于火災發(fā)生后的“火災自動(dòng)報警系統”在承擔任務(wù)、功能和采取的技術(shù)手段等方面均是不同的，兩者不應該混淆和重復。

    Acrel-6000電氣火災監控系統由漏電（包括電流）探頭、探測控制器和監控設備三部分組成。探測控制器與漏電（電流）探頭需配套使用。所有需要監控的電路分支點(diǎn)均安裝，探測控制器均并聯(lián)于二總線(xiàn)上，監控設備由一臺工業(yè)控制用PC機及外圍設備組成。

    管理軟件能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示各個(gè)監控點(diǎn)的工作情況，值班人員在控制中心通過(guò)觀(guān)察計算機屏幕就可以了解所有監控點(diǎn)的工作情況。監控設備具有龐大的數據庫，能夠存儲配電系統產(chǎn)生的所有情況記錄，便于有關(guān)人員查詢(xún)和分析。

2.1基本功能

    Acrel-6000電氣火災監控系統是用于接收剩余電流式電氣火災探測器等現場(chǎng)設備信號，以實(shí)現對被保護電氣線(xiàn)路的報警、監視、控制、管理的運行于計算機的工業(yè)級硬件/軟件系統。它主要包括以下六個(gè)功能：監控報警；故障報警；控制輸出；自檢；報警記錄；操作分級。監控報警功能主要包括：被監控回路開(kāi)關(guān)的實(shí)時(shí)狀態(tài)；故障信號指示；聯(lián)動(dòng)輸入；≤30s的監控報警響應時(shí)間；監控報警聲信號指示及操作。故障報警功能包括：監控設備與探測器之間的連接線(xiàn)斷路、短路故障監測；監控設備主電源欠壓（≤80%主電源電壓）或過(guò)壓（≥110%主電源電壓）監測。

    此外，與電氣火災監控設備相配套的ARCM系列電氣火災監控探測器負責被監測線(xiàn)路的參數上傳。監控探測器主要將電壓信號、電流信號和剩余電流信號經(jīng)過(guò)互感器隔離調理之后，進(jìn)入電參量采集模塊，將采樣計算好的數據上傳到MCU處理單元，MCU處理單元對接收到的數據作進(jìn)一步處理，并采集溫度檢測模塊的溫度信號，數據處理完之后與之前設定的保護參數進(jìn)行比較，判斷是否出現故障，并將數據實(shí)時(shí)顯示在LCD或LED顯示屏上。如果發(fā)生故障將會(huì )根據之前的設定故障處理方式進(jìn)行處理，保護供電安全，并觸發(fā)聲光報警通知工作人員，并將故障類(lèi)型、時(shí)間和參數存入的存儲芯片內。另外，MCU處理單元也接收聯(lián)動(dòng)輸入模塊傳來(lái)的消防聯(lián)動(dòng)和煙霧聯(lián)動(dòng)的信號，與消防系統配合，遠程切斷電源，防止火災的發(fā)生。MCU處理單元通過(guò)雙通信模塊可以與兩個(gè)上位機系統進(jìn)行數據交換，方便上位機對裝置的監控，并保證兩個(gè)系統互不影響，同時(shí)可減少系統投資成本，方便后期維護，方便電氣火災系統的普及。

2.2選型方案

   主要表計功能及選型方案

2.3系統組成與組網(wǎng)方案

    Acrel-6000剩余電流式電氣火災監控系統采用分層分布式結構，由站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通訊層和現場(chǎng)設備層組成。系統拓撲圖如下圖所示：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)入監控主機。如下圖所示：

2）組網(wǎng)方案

 （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，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建構組網(wǎng)模式，檢測管理功能，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。

3.結束語(yǔ)

    安科瑞應時(shí)代發(fā)展潮流，與時(shí)俱進(jìn)，不斷研發(fā)、更新、符合標準的、維護人民安全和財產(chǎn)的產(chǎn)品，而電氣火災監控系統是一種新型的以預防為特點(diǎn)的實(shí)時(shí)系統，隨著(zhù)研究的深入和工程實(shí)踐的積累，已得到逐步完善，廣泛應用到實(shí)際生活中。在未來(lái)的發(fā)展中，相信電氣火災監控系統會(huì )走上更健康的發(fā)展之路！

參考文獻

[1] GB 50045-95.高層民用建筑設計防火規范（2005年版）

[2] GB 142867.1-2005. 電氣火災監控系統 1部分：電氣火災監控設備

[3] 安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品選型手冊2013.1版