徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

    摘要：建筑電氣火災(zāi)作為一種災(zāi)害，在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的形勢下，給國家財(cái)產(chǎn)和人民的生命安全造成的損失也與日俱增。據(jù)統(tǒng)計(jì)，80 %以上的火災(zāi)為建筑火災(zāi)，而電氣則是引發(fā)建筑火災(zāi)的首要因素。為預(yù)防接地故障引起的電氣火災(zāi)，國家和各地區(qū)已經(jīng)制定了相關(guān)電氣火災(zāi)防范的強(qiáng)制規(guī)定。在各種人員密集型場所安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可以有效的預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。本文通過介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在天府商住樓項(xiàng)目中的應(yīng)用，簡析相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范，概述電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)在電氣火災(zāi)預(yù)防方面的具體架構(gòu)以及其優(yōu)越性。

    0. 前言

    公安部消防局《中國火災(zāi)統(tǒng)計(jì)年鑒》顯示：近十年的火災(zāi)事故中，電氣火災(zāi)居首位，且所占比例在30%，且逐年呈上升趨勢，造成的損失十分慘重。事實(shí)上，電氣火災(zāi)已成為消防安全的主要致災(zāi)因素，不僅次數(shù)多、損失大，而且多年來一直居高不下。

    公共建筑電氣火災(zāi)預(yù)防主要難點(diǎn)有以下幾個方面：

    0.1 配電系統(tǒng)的電纜一般都在橋架內(nèi)，當(dāng)線纜老化并發(fā)生漏電時，若沒有系統(tǒng)的預(yù)警，現(xiàn)場管理人員無從查找故障點(diǎn)。

    0.2 電氣火災(zāi)隱患產(chǎn)生非常隱蔽，無論在時間上還是在空間上都無跡可尋。

    0.3 本建筑性質(zhì)為公共建筑，對配電系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性、配電系統(tǒng)安全性要求都很高，電氣火災(zāi)隱患的預(yù)防就顯得十分重要。

    針對以上幾個方面，安科瑞電氣股份有限公司以其自主研發(fā)的ARCM系列電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器為基礎(chǔ)，通過對RS485總線技術(shù)、終端微機(jī)軟件顯示技術(shù)的集成，研發(fā)了安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)后臺在顯示各個探測點(diǎn)位數(shù)據(jù)的同時，還提供越限聲光報(bào)警、人性化的界面等功能。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了配電系統(tǒng)的24小時無人實(shí)時監(jiān)控，減少了人力成本，提高了電氣火災(zāi)隱患的排除效率。

    本文就電氣火災(zāi)系統(tǒng)在天府商住樓項(xiàng)目中的應(yīng)用，簡單介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用和其實(shí)際意義。

    1. 項(xiàng)目概況

    天府商住樓位于天水市麥積區(qū)原分路口集貿(mào)市場院內(nèi)。天府商住樓作為公共建筑，其人員密集度高、對其安用電安全性要求較高，且在電力配電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求也是非常嚴(yán)格的。

    鑒于以上項(xiàng)目情況，為了監(jiān)控整個配電系統(tǒng)是否存在電氣火災(zāi)隱患，現(xiàn)須根據(jù)本項(xiàng)目的情況設(shè)計(jì)一套電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

    針對本項(xiàng)目的特性，為預(yù)防接地故障引起的電氣火災(zāi)，結(jié)合本工程的重要性，本工程在所有樓層的照明、動力配電箱配置漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)主機(jī)、現(xiàn)場監(jiān)控器以及數(shù)據(jù)集中控制器。漏電火災(zāi)報(bào)警主機(jī)設(shè)置在酒店一層消防控制室。系統(tǒng)在各個層配電箱的進(jìn)線設(shè)置漏電火災(zāi)探測器，對該處的配電箱內(nèi)溫度、回路的漏電流、電壓、電流進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)探測到配電回路漏電電流大于300mA、配電箱內(nèi)溫度超過60℃、工作電流超過時限設(shè)定的報(bào)警值時，即發(fā)出聲光報(bào)警信號，準(zhǔn)確報(bào)出故障點(diǎn)地址，監(jiān)視故障點(diǎn)變化，顯示其狀態(tài)，對設(shè)備用電回路僅給出報(bào)警信號，不切斷其電源。

    2. 參照標(biāo)準(zhǔn)

    鑒于公共建筑發(fā)生火災(zāi)容易造成人員生命財(cái)產(chǎn)損失。為了加大電氣火災(zāi)監(jiān)控防范的力度，近年來，國家相繼制訂或修改了一批相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已經(jīng)對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)提出了具體的要求，本項(xiàng)目中選用的安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參照的標(biāo)準(zhǔn)主要有：

    2.1 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)。

    2.2 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。

    2.3 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》

    2.4 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》

    2.5 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

    2.6 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)

    3. 系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)計(jì)

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D

    3.1 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)的最上層部分。安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)充分考慮到用戶的操作習(xí)慣，和持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，參照的相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。主機(jī)主要由監(jiān)控軟件、觸摸屏、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備組成。將現(xiàn)場的各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)算、分析、處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應(yīng)給終端管理人員。使管理人員能夠?qū)崟r掌握系統(tǒng)動態(tài)，且實(shí)現(xiàn)故障信息可追循，信息可導(dǎo)出等功能。

    鑒于本項(xiàng)目中儀表點(diǎn)位以及數(shù)據(jù)量的規(guī)模，現(xiàn)為項(xiàng)目配置安科瑞Acrel-6000/B主機(jī)，本主機(jī)的具體參數(shù)見下文介紹。

    3.2 網(wǎng)絡(luò)通訊層

    本項(xiàng)目中的所有儀表須嚴(yán)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(shè)。本項(xiàng)目的儀表分布在樓層強(qiáng)電間配電箱。

    本項(xiàng)目的數(shù)據(jù)總線設(shè)計(jì)為兩根總線，獨(dú)立的總線便于后期系統(tǒng)的維護(hù)，發(fā)生漏電流、超溫報(bào)警時也可以根據(jù)后期我方提供的點(diǎn)檢表快速定位故障回路，快速排除故障。

    現(xiàn)場電氣火災(zāi)探測器通過雙絞線（ZR-RVSP2*1.0）以手拉手方式進(jìn)行通訊連接，第一根總線接入辦公樓內(nèi)的13塊ARCM200L-UI漏電流探測器和酒店內(nèi)的5塊ARCM200L-UI漏電流探測器，第二根總線接入酒店內(nèi)的9塊ARCM200L-UI漏電流探測器，最終這兩根總線都接入到酒店一層消防控制室的電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)Acrel-6000/B上。

    3.3 現(xiàn)場設(shè)備層

    本項(xiàng)目中主要是針對樓層配電箱的進(jìn)線回路安裝安科瑞嵌入式電氣火災(zāi)探測器，通過嵌入式電氣火災(zāi)探測器實(shí)時監(jiān)控配電回路的漏電流大小來顯示整個配電系統(tǒng)的工作狀態(tài)，此項(xiàng)目選用的是可以監(jiān)測回路電壓、電流、剩余電流、溫度的ARCM200L-UI型號剩余電流式電氣火災(zāi)探測器。

    ARCM系列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,為能耗管理提供精確的數(shù)據(jù)。產(chǎn)品采用先進(jìn)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)特點(diǎn)和工作原理

    鑒于本項(xiàng)目的規(guī)模，項(xiàng)目電氣火災(zāi)檢測點(diǎn)位的實(shí)際情況。無論在終端剩余電流探測器還是后臺主機(jī)都是根據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)際情況來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

    4.1 本項(xiàng)目的系統(tǒng)特點(diǎn)可總結(jié)為一下3點(diǎn)：

    4.1.1 終端探測器選用嵌入式電氣火災(zāi)探測器，方便安裝、節(jié)省成本、便于后期維護(hù)。

    4.1.2 RS485總線連接方便，可操作性強(qiáng)�？偩�布線時走的是弱電橋架，不會受到強(qiáng)電的影響，確保的整個系統(tǒng)的通訊穩(wěn)定。

    4.1.3 考慮到本項(xiàng)目中儀表數(shù)據(jù)量，客戶要求。本項(xiàng)目的主機(jī)選用壁掛式。壁掛式主機(jī)界面簡潔，系統(tǒng)操作方便，適合本項(xiàng)目中的配電間環(huán)境和客戶的相關(guān)操作要求。

    4.2 電氣火災(zāi)系統(tǒng)工作原理

    4.2.1 剩余電流測量是根據(jù)基爾霍夫電流定律：在同一時刻，電路中流入和流出一個節(jié)點(diǎn)的電流矢量和為零。以TN-S系統(tǒng)為例，將A/B/C/N同時穿過剩余電流互感器，當(dāng)系統(tǒng)未發(fā)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(yīng)出的二次電流也為0;當(dāng)某相對大地發(fā)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(zāi)探測器，經(jīng)運(yùn)算放大、A/D轉(zhuǎn)換后送入CPU，經(jīng)過一系列算法后，對變化的幅值進(jìn)行分析、判斷，并與報(bào)警設(shè)定值進(jìn)行比較，若超出定值則發(fā)出聲光報(bào)警信號并上送至后臺電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備。

    4.2.2 終端探測器負(fù)責(zé)監(jiān)測各個回路的剩余電流值，將剩余電流值的數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機(jī)。終端探測器還負(fù)責(zé)其監(jiān)測回路剩余電流值的實(shí)時顯示，同時能夠設(shè)置限值，當(dāng)剩余電流值越限時能夠發(fā)出聲光報(bào)警，提醒管理人員及時維護(hù)、整改。

    4.2.3 儀表通過RS485總線將數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機(jī)，系統(tǒng)主機(jī)將上傳數(shù)據(jù)通過圖形、報(bào)表、事件記錄等形式反映整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

    5. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)和方法

    5.1 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)測剩余電流和溫度兩類對象，在設(shè)計(jì)時應(yīng)注意的基本要點(diǎn)

    5.1.1 關(guān)于剩余電流

    由于剩余電流監(jiān)測的原理采用了基爾霍夫電流定律，所以，對所應(yīng)用的低壓配電系統(tǒng)形式有一定要求。目前，可以應(yīng)用剩余電流互感器的低壓配電系統(tǒng)有：TT系統(tǒng)，IT系統(tǒng)，TN-S系統(tǒng)，不能使用在TN-C系統(tǒng)中。對將要設(shè)計(jì)安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的用戶，不管是新工程或舊工程改造項(xiàng)目，首先要調(diào)查核實(shí)該用戶低壓配電系統(tǒng)的系統(tǒng)接地形式是什么，否則，設(shè)計(jì)安裝剩余電流互感器的點(diǎn)位進(jìn)行檢測是根本無法施行的。