王海芹
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘要：本文簡(jiǎn)述了電氣火災監控系統的組成原理，分析了電氣火災監控系統在應用中的設計依據和相關(guān)規范。后通過(guò)安科瑞剩余電流式電氣火災監控系統在蘇州北環(huán)輔路隧道項目的實(shí)例介紹，闡述了電氣火災監控系統功能的實(shí)現及其重要意義。

關(guān)鍵詞： 電氣火災；監控系統；Acrel-6000；蘇州北環(huán)輔路隧道

0 概述

    蘇州北環(huán)隧道位于蘇州火車(chē)站南廣場(chǎng)，該項目全長(cháng)928.75米，其中隧道全長(cháng)725米，工程造價(jià)約為1.8億元。本項目監控范圍為一個(gè)地下室變電所。

    蘇州印刷廠(chǎng)研發(fā)大樓現場(chǎng)有剩余電流式儀表159只ARCM100-，安裝于樓層配電箱中?，F場(chǎng)儀表采用總線(xiàn)方式接至消控中心的Acrel-6000琴臺式電氣火災監控系統。

1 參考標準

    近年來(lái)，為了加大電氣火災監控防范的力度，相繼制訂或修改了一批相關(guān)標準規范，加強對電氣火災的預防。主要有：

    1．是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．是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(暫行規定)

2 系統組成

    蘇州北環(huán)輔路隧道電氣火災項目由電氣火災監測后臺，電氣火災探測器以及漏電流互感器組成。

    本項目通訊總線(xiàn)共接入八條通訊總線(xiàn)，分別貫穿配電所各配電出線(xiàn)中，就近接在相應的總線(xiàn)中?？偩€(xiàn)在個(gè)配電箱手拉手串接后，接入琴臺式后臺，組成電氣火災系統的大動(dòng)脈。抽屜柜中漏電流互感器通過(guò)電流線(xiàn)接入漏電探測器，漏電探測器實(shí)時(shí)顯示漏電情況。以上所述組成一套信號穩定，精度可靠的電氣火災監測系統。本系統組網(wǎng)共分為三層：

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，也是系統的上層部分。主要由系統軟件和必要的硬件設備，如操作臺、UPS電源等組成。監測系統軟件對現場(chǎng)各類(lèi)數據信息計算、分析、處理，并以圖形、數顯、聲音、指示燈等方式反應現場(chǎng)運情況。

    監控主機：用于數據采集、處理和數據轉發(fā)。為系統內或外部提供數據接口，進(jìn)行系統管理、維護和分析工作。

    UPS：保證計算機監測系統的正常供電，在整個(gè)系統發(fā)生供電問(wèn)題時(shí)，保證站控管理層設備的正常運行。

    后臺監控設備設置在地下室消控室中。
2）網(wǎng)絡(luò )通訊層

    通訊介質(zhì)：系統主要采用屏蔽雙絞線(xiàn)，以RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議實(shí)現現場(chǎng)設備與上位機的實(shí)時(shí)通訊。

3）現場(chǎng)設備層

    現場(chǎng)設備層是數據采集終端，主要為ARCM100-系列剩余式電氣火災監控探測器。

系統結構拓撲圖如下：  

3 電氣火災設備

3.1主要設備參數：

a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)，維持監控設備工作時(shí)間 ≥30分鐘

b工作制

24小時(shí)工作制

c通訊方式

RS485總線(xiàn)通訊，Modbus-RTU通信協(xié)議，傳輸距離1km，可通過(guò)中繼器延長(cháng)通訊傳輸距離。

d監控容量

① 監控設備高可監控1024個(gè)監控單元（探測器）。

② 可配接ARCM系列監控探測器。

e監控報警項目

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）

監控報警響應時(shí)間： ≤30s

監控報警聲壓級（A計權）：≥70db／1m

監控報警光顯示：紅色LED指示燈

監控報警聲信號：手動(dòng)，當再次有報警信號輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)

f故障報警項目

① 監控設備與探測器之間的連接線(xiàn)斷路、短路

② 主電欠壓或停電

③ 備用電源電池短路、斷路

故障報警響應時(shí)間：≤100s

監控報警聲壓級（A計權）：≥70db／1m

監控報警光顯示：黃色LED指示燈

故障報警聲信號：手動(dòng)，當再次有報警信號輸入時(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

g控制輸出

報警控制輸出：常開(kāi)無(wú)源觸點(diǎn)，容量：AC250V 3A或DC30V 3A

h自檢項目

① 指示燈檢查：報警、故障、運行、主電源、備用電源指示燈

② 顯示器檢查

③ 音響器件檢查

自檢耗時(shí) ≤60s

i歷史記錄

① 記錄內容：記錄類(lèi)型、發(fā)生時(shí)間、探測器、區域、故障描述。

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

j操作分級

① 日常值班級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監視、歷史記錄查詢(xún)。

② 監控操作級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監視、歷史記錄查詢(xún)、探測器遠程復位。

③ 系統管理級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監視、歷史記錄查詢(xún)、探測器遠程復位、探測器參數遠程修改、監控設備系統參數設定與修改、操作員添加與刪除。

k使用環(huán)境條件

① 工作場(chǎng)所：消防控制室內，或與消防控制臺并列安裝

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

l主要組成部件

① 主控單元：工業(yè)級計算機(CPU主頻不低于2.0G，1G及以上內存)，配置鍵盤(pán)、鼠標和17"液晶顯示器；

② 輸入輸出模塊：內置公司開(kāi)發(fā)的ARTU遠程智能I/O模塊；

③ 聲光報警器：內置有源音箱、LED指示燈；

④ 按鈕：消聲按鈕、復位按鈕；

⑤ 備用電源：內置1kVA在線(xiàn)式長(cháng)效型UPS，3節12V/24Ah的免維護蓄電池。

3.2、ARCM300系列儀表

    ARCM300 型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(guò)對配電回路的剩余電流、導線(xiàn)溫度、過(guò)電流、過(guò)電壓等火災危險參數實(shí)施監控和管理，從而預防電氣火災的發(fā)生，并實(shí)現了對多種電力參數的實(shí)時(shí)監測,為能耗管理提供的數據。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，數字化，網(wǎng)絡(luò )化于一身，是建筑電氣火災預防監控、系統絕緣老化預估等的理想選擇。產(chǎn)品符合 GB14287.2-2005《電氣火災監控系統 2部分：剩余電流式電氣火災監控探測器》的標準要求。

4 系統功能

4.1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(shí)發(fā)出聲光報警信號，同時(shí)機柜上紅色“報警”指示燈亮，顯示屏指示報警部位及漏電、溫度值，記錄報警時(shí)間，聲光報警一直保持，直至按“復位”按鈕遠程對探測器實(shí)現復位。對于聲音報警信號也可以使用消聲鍵手動(dòng)。

4.2控制輸出功能

    當被監測回路漏電報警時(shí)，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設備，當報警后，控制輸出繼電器釋放。

4.3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(fā)生通訊故障時(shí)，監控畫(huà)面中相應的探測器顯示故障提示，同時(shí)機柜上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。

    電源故障報警：當主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監控設備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。

4.4自檢功能

    檢查設備中所有狀態(tài)指示燈、顯示器、音響器件是否正常。

4.5報警記錄存儲查詢(xún)功能

    當發(fā)生漏電、超溫報警或通訊、電源故障時(shí)，將報警部位、故障信息、報警時(shí)間等信息存儲在數據庫中，當報警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢(xún)方法。

4.6電源功能

    當主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時(shí)，監控設備可自動(dòng)切換到備用電源工作，當主電源恢復正常供電時(shí)，自動(dòng)切回到主電源，切換過(guò)程中保證監控設備連續平穩運行。

4.7對探測器控制功能

    通過(guò)系統軟件操作，可對連接到本設備的所有探測器進(jìn)行遠程控制，包括報警設定值、通訊地址等參數的設置和探測器的遠程復位。

4.8權限控制功能

    為確保監控系統的安全運行，監控設備系統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。

5 結束語(yǔ)

    蘇州北環(huán)輔路隧道電氣火災監控系統由電氣火災監控裝置Acrel-6000、漏電火災探測器ARCM100-組成。 Acrel-6000電氣火災監控系統是本公司自主研發(fā)的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。本系統應用于大型商場(chǎng)、生活小區、生產(chǎn)基礎、辦公大樓、商場(chǎng)酒店等區域的消防控制中心，對分散在建筑內的探測器進(jìn)行遙測、遙調、遙控、遙信，方便實(shí)現監控與管理。本系統采用標準的Modbus現場(chǎng)總線(xiàn)將具有通信功能的探測器相互連接起來(lái)，當現場(chǎng)保護線(xiàn)路中的被探測參數超過(guò)報警設定值時(shí)，能發(fā)出報警信號、控制信號，能指示報警部位并保存報警信息?，F場(chǎng)儀表采用總線(xiàn)方式接至消控中心的Acrel-6000琴臺式電氣火災監控系統。本系統具有安裝運輸方便、性?xún)r(jià)比高、維護方便等點(diǎn)。Acrel-6000電氣火災監控系統在蘇州北環(huán)輔路隧道的應用，實(shí)時(shí)監測現場(chǎng)各用電回路的漏電情況，對于有異常情況的回路進(jìn)行聲光報警，及時(shí)提醒現場(chǎng)值班人員，確保供電的安全可靠，并避免現場(chǎng)設備的損失以及人員的傷亡。

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