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　　張奇峰

　　江蘇安科瑞電器制造有限公司 214405

　　摘要：本文簡述了電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的組成原理，分析了電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在應用中的設計依據(jù)和相關(guān)規(guī)范,。zui后通過安科瑞剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在保時捷(上海)培訓中心項目的實例介紹,，闡述了電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)功能的實現(xiàn)及其重要意義。

　　關(guān)鍵詞： 電氣火災;剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器;監(jiān)控系統(tǒng);Acrel-6000/B;保時捷培訓中心

　　0 概述

　　保時捷(中國)汽車銷售有限公司上海保時捷外高橋培訓中心項目在上海悄然開幕,。保時捷中國再次全力出擊,，力求為客戶提供精益求精的服務。全新保時捷培訓中心在設計,，建造和運營上無不展現(xiàn)其至善的特點,，通過對員工的精準培訓，以期為保時捷顧客提供zui*的服務,。作為繼德國外保時捷zui大的培訓設施,， 培訓中心比鄰上海賽車場，勢將成為保時捷培訓中心的*,。來自全國各地的保時捷員工除了接受基礎培訓,，更有定期更新的課程，此外,，還有保時捷全系車型的更新信息,，更有客戶服務實踐的經(jīng)典課程。

　　保時捷培訓中心由兩個區(qū)域組成：用于課堂的四個大會議室以及用于車間實踐的四個汽車起重臺構(gòu)成的技術(shù)指導區(qū)域——讓員工身臨其境,，觀察不同車型內(nèi)在的技術(shù)革新——來到培訓中心的員工所接受到的理論與實踐,，將為全國的保時捷客戶提供更到位的關(guān)懷,。

　　本項目為保時捷(上海)培訓中心樓層部分電氣火災系統(tǒng)，保時捷(上海)培訓中心現(xiàn)場共有ARCM200L-I剩余電流式火災探測器22只,，安裝于樓層配電箱進線處?，F(xiàn)場火災探測器采用總線方式接至消控中心的Acrel-6000/B壁掛式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有安裝運輸方便,、性價比高,、維護方便等優(yōu)點。　　

　　1 參考標準

　　近年來,，國家為了加大電氣火災監(jiān)控防范的力度,，相繼制訂或修改了一批相關(guān)標準規(guī)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(guī)范》,，其中在條文9.5.1里規(guī)定:高層建筑內(nèi)火災危險性大、人員密集等場所宜設置漏電火災報警系統(tǒng),。

　　(2).是GB50016-2006《建筑設計防火規(guī)范》,，在條文11.2.7里規(guī)定:下列場所宜設置剩余電流動作電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)。這些場所包括各種類型的影劇院,、館所,、倉庫、住宅小區(qū),、醫(yī)院,、商店,、學校等等,。

　　(3).國家標準《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“應在電源進線端設置自動切斷電源或報警的剩余電流動作保護器”。

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

　　(5).電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)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》

　　(6).電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的供電應滿足GB50052《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》的要求

　　(7).電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計應滿足《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計方法》的要求(暫行規(guī)定)

　　2 系統(tǒng)組成

　　根據(jù)國家標準GB14287-2005《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)》以及相關(guān)規(guī)范《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計方法》(暫行規(guī)定),，則電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成應包括：電氣火災監(jiān)控設備、剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器以及測溫式電氣火災監(jiān)控探測器等三個zui基本產(chǎn)品種類所組成,。

　　剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),，由站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設備層組成,。各電氣火災監(jiān)控探測器通過屏蔽雙絞線RS485接口,，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務器，然后通過五類線TCP/TP協(xié)議進入工業(yè)交換機,，然后通過光纜到達監(jiān)控主機,。

　　系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)　　

　　1)站控管理層

　　站控管理層針對電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的zui上層部分,。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設備,，如觸摸屏、UPS電源等組成,。監(jiān)測系統(tǒng)軟件對現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算,、分析、處理,，并以圖形,、數(shù)顯、聲音,、指示燈等方式反應現(xiàn)場運情況,。

　　監(jiān)控主機：用于數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),。為系統(tǒng)內(nèi)或外部提供數(shù)據(jù)接口,，進行系統(tǒng)管理、維護和分析工作,。

　　UPS：保證計算機監(jiān)測系統(tǒng)的正常供電,，在整個系統(tǒng)發(fā)生供電問題時，保證站控管理層設備的正常運行,。

　　后臺監(jiān)控設備設置在消控中心,。

　　2)網(wǎng)絡通訊層

　　通訊介質(zhì)：系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線，以RS485接口,，MODBUS通訊協(xié)議實現(xiàn)現(xiàn)場設備與上位機的實時通訊。

　　3)現(xiàn)場設備層

　　現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端,，主要為ARCM200L-I剩余式電氣火災監(jiān)控探測器,。ARCM200型剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT,、TN 系統(tǒng)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(shù)實施監(jiān)控和管理，從而預防電氣火災的發(fā)生,。產(chǎn)品采用*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)絡化于一身,，是建筑電氣火災預防監(jiān)控,、系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng) 第2部分：剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器》的標準要求,。

　　現(xiàn)場總線連接的分布式I/O控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端,，向數(shù)據(jù)中心上傳采集的數(shù)據(jù)。測量探測器擔負著zui基層的數(shù)據(jù)采集任務,，其監(jiān)測的數(shù)據(jù)必須完整,、準確并實時傳送至監(jiān)控主機。便于運行人員監(jiān)控現(xiàn)場設備運行狀態(tài),，故障報警等情況,，有效預防火災事故發(fā)生。

　　3系統(tǒng)特點和工作原理

　　電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的特點在于剩余電流電監(jiān)控方面屬于先期預報警系統(tǒng),。與傳統(tǒng)火災自動報警系統(tǒng)不同,，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)早期報警是為了避免損失，而傳統(tǒng)火災自動報警系統(tǒng)是為了減少損失,。所以,，這就是說為什么不管是新建或是改建工程項目，尤其是已經(jīng)安裝了火災自動報警系統(tǒng)的單位,，仍需要安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的根本原因,。

　　電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)測量剩余電流和溫度兩個物理量。

　　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出的二次電流也為0;當某相對大地發(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探測器,，經(jīng)運算放大、A/D轉(zhuǎn)換后送入CPU,，經(jīng)過一系列算法后,，對變化的幅值進行分析、判斷,，并與報警設定值進行比較,，若超出定值則發(fā)出聲光報警信號并上送至后臺電氣火災監(jiān)控設備。

　　溫度測量采用溫度傳感器，一般采用Pt100傳感器進行測量,。該種類型的溫度傳感器測溫穩(wěn)定,、量程范圍大，適合在現(xiàn)場監(jiān)測線纜溫度和環(huán)境溫度使用,。當溫度發(fā)生變化時,，Pt100自身阻值發(fā)生同比例變化，將該電阻信號傳輸?shù)诫姎饣馂奶綔y器,，經(jīng)過一系列信號轉(zhuǎn)化和運算后,，將zui終結(jié)果同溫度報警定值進行比較，若超出定值則發(fā)出聲光報警信號并上送至后臺電氣火災監(jiān)控設備,。

　　4 系統(tǒng)參數(shù)的配置

　　4.1 報警值設置范圍

　　依據(jù)國家標準GB14287.2-2005中的規(guī)定,，剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器的報警值設置范圍在20~1000mA之間。按此要求,，一般把電源總進線處的剩余電流動作值定為400~800mA,，電源分支線路上的剩余電流動作值定為100~400mA.一般在實際現(xiàn)場，設置剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器的報警值,，具體地說應不小于被保護電氣線路和設備的正常運行時泄漏電流zui大值的2倍,，且不大于1000mA。電氣火災探測器的報警設定值應考慮配電系統(tǒng)及用電設備的正常泄漏電流,。

　　4.2 關(guān)于電纜溫升報警設定參考,，根據(jù)《電力電纜設計規(guī)范》對電纜有關(guān)溫度的規(guī)定

　　(1)60℃以上高溫場所應按經(jīng)受高溫及其持續(xù)時間和絕緣類型要求，選用耐熱聚氯乙烯,、交聯(lián)聚乙烯或乙丙橡皮絕緣等耐熱型電纜100℃以上高溫環(huán)境宜選用礦物絕緣電纜,。高溫場所不宜選用普通聚氯乙烯絕緣電纜。

　　(2)電纜持續(xù)允許載流量的環(huán)境溫度應按使用地區(qū)的氣象溫度多年平均值確定,，并應符合規(guī)定,。在戶內(nèi)電纜溝敷設時，環(huán)境溫度為場所zui熱月的日zui高溫度平均值另加5℃.

　　(3)電纜所承受溫升與敷設及散熱條件有關(guān),。

　　5 系統(tǒng)介紹

　　Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)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(xiàn)場設備信號,，以實現(xiàn)對被保護電氣線路的報警,、監(jiān)視,、控制、管理的運行于計算機的工業(yè)級硬件/軟件系統(tǒng),。本系統(tǒng)應用于大型商場,、生活小區(qū)、生產(chǎn)基礎,、辦公大樓,、商場酒店等區(qū)域的消防控制中心，對分散在建筑內(nèi)的探測器進行遙測、遙調(diào),、遙控,、遙信，方便實現(xiàn)監(jiān)控與管理,。本系統(tǒng)采用標準的Modbus現(xiàn)場總線將具有通信功能的探測器相互連接起來,，當現(xiàn)場保護線路中的被探測參數(shù)超過報警設定值時，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。　　

　　主要技術(shù)參數(shù)

　　(1).電源：

　?、?額定工作電壓AC220V(-15% ～ +10%)

　?、?備用電源：主電源欠壓或停電時，維持監(jiān)控設備工作時間 ≥4小時

　　(2).工作制：

　　24小時工作制

　　(3).通訊方式：

　　RS485總線通訊,，Modbus-RTU通信協(xié)議,，傳輸距離1km，可通過中繼器延長通訊傳輸距離

　　(4).監(jiān)控容量：

　?、?監(jiān)控設備zui高可監(jiān)控200個監(jiān)控單元(探測器)

　?、?可配接ARCM系列監(jiān)控探測器

　　(5).監(jiān)控報警項目：

　　① 剩余電流故障(漏電)：故障單元屬性(部位,、類型)

　?、?溫度報警(超溫)： 故障單元屬性(部位、類型)

　?、?電流故障(過流)： 故障單元屬性(部位,、類型)

　　監(jiān)控報警響應時間： ≤30s

　　監(jiān)控報警聲壓級(A計權(quán))：≥70dB/1m

　　監(jiān)控報警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報警信號應保持,，直至手動復位

　　監(jiān)控報警聲信號：可手動消除,，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動

　　(6).故障報警項目：

　?、?監(jiān)控設備與探測器之間的通訊連接線發(fā)生斷路或短路

　?、?監(jiān)控設備主電源欠壓或斷電

　　③ 給電池充電的充電器與電池之間的連接線發(fā)生斷路或短路

　　故障報警響應時間：≤100s

　　監(jiān)控報警聲壓級(A計權(quán))：≥70dB/1m

　　監(jiān)控報警光顯示：黃色LED指示燈,，黃色光報警信號應保持至故障排除

　　故障報警聲信號：可手動消除,，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動

　　故障期間,，非故障回路的正常工作不受影響

　　(7).控制輸出：

　　報警控制輸出：1組常開無源觸點,，容量：AC250V 3A或DC30V 3A

　　(8).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

　?、?顯示屏檢查

　?、?音響器件檢查

　　自檢耗時 ≤60s

　　(9).事件記錄：

　　① 記錄內(nèi)容：記錄類型,、發(fā)生時間,、探測器編號、區(qū)域,、故障描述,，可存儲記錄不少于2萬條

　　② 記錄查詢：根據(jù)記錄的日期,、類型等條件查詢

　　(10).操作分級：

　?、?日常值班級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢

　?、?監(jiān)控操作級：實時狀態(tài)監(jiān)視,、事件記錄查詢、探測器遠程復位,、設備自檢

　?、?系統(tǒng)管理級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢,、探測器遠程復位,、設備自檢，監(jiān)控設備系統(tǒng)參數(shù)查詢,、監(jiān)控設備各模塊單獨檢測,、操作員添加與刪除

　　(11).使用環(huán)境條件：

　　① 工作場所：消防控制室內(nèi),、有人值班的變配電所(配電室),、有人值班的房間內(nèi)墻壁上

　　② 工作環(huán)境溫度：0℃～40℃

　?、?工作環(huán)境相對濕度：5%～95%RH

　?、?海拔高度：≤2500m

　　基本功能

　　(1).監(jiān)控報警功能：

　　監(jiān)控設備能接收多臺探測器的漏電、溫度信息,，報警時發(fā)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(xiàn)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(jiān)控設備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障時，監(jiān)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(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,，監(jiān)控設備也發(fā)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(tài)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(fā)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(shù)據(jù)庫中，當報警解除,、排除故障時,，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷,、快速的查詢方法,。

　　(5).電源功能：

　　當主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時,，監(jiān)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(jiān)控設備連續(xù)平穩(wěn)運行。

　　(6).對探測器控制功能：

　　通過監(jiān)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(quán)限控制功能：

　　為確保監(jiān)控系統(tǒng)的安全運行，監(jiān)控設備軟件操作權(quán)限分為三級,，不同級別的操作員具有不同的操作權(quán)限,。

　　該系統(tǒng)自投運以來，運行良好,，在預防電氣火災方面發(fā)揮了重要作用,，獲得了客戶對產(chǎn)品和公司的認可與信賴。

　　參考文獻

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