安科瑞 繆凱倫
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(shè)計依據(jù)和相關(guān)規(guī)范,。之后通過安科瑞剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在貴州省安順市婦幼保健院項目中的實例介紹,，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,；電氣火災監(jiān)控設(shè)備；Acrel-6000/B,；貴州省安順市婦幼保健院,。
0、概述
??貴州省安順市婦幼保健院使用了ARCM300-J1剩余電流式火災探測器239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)．GB50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》，在條文11.2.7里規(guī)定:下列場所宜設(shè)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,。
??(2)．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(shè)置自動切斷電源或報警的剩余電流動作保護器",。
??(3)．電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品應滿足:GB14287.1-2014《電氣火災監(jiān)控設(shè)備》、 GB14287.2-2014《剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器》,、GB14287.3-2014《測溫式電氣火災監(jiān)控探測器》
??(4)．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》
??(5)．電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的供電應滿足GB50052《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》的要求
??(6)．電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應滿足《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方法》的要求(暫行規(guī)定)
2,、系統(tǒng)組成
??根據(jù)國家標準GB14287-2014《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(shè)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(shè)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(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)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)議總線型連接接入壁掛式主機,。
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)的上層部分,。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)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(shè)備的正常運行,。
??后臺監(jiān)控設(shè)備設(shè)置在消控中心,。
2）網(wǎng)絡(luò)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(shè)備與上位機的實時通訊,。
3）現(xiàn)場設(shè)備層
??現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要為ARCM200BL-J1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(shè)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(luò)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 GB14287.2-2014《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)。測量探測器擔負著基層的數(shù)據(jù)采集任務,，其監(jiān)測的數(shù)據(jù)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(shè)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監(jiān)控方面屬于前期預報警系統(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(shè)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(shè)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,，將最終結(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(shè)備。
4,、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(shè)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(chǔ),、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(shè)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：
??①額定工作電壓AC220V（-15% ～ +10%）
??② 備用電源：主電源欠壓或停電時，維持監(jiān)控設(shè)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：
??① 監(jiān)控設(shè)備可監(jiān)控200個監(jiān)控單元（探測器）
??② 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）
??② 溫度報警（超溫）： 故障單元屬性（部位,、類型）
??③ 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：
??① 監(jiān)控設(shè)備與探測器之間的通訊連接線發(fā)生斷路或短路
??② 監(jiān)控設(shè)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
??② 顯示屏檢查
??③ 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：
??① 日常值班級：實時狀態(tài)監(jiān)視,、事件記錄查詢
??② 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(shè)備自檢
??③ 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(shè)備自檢,，監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)查詢、監(jiān)控設(shè)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℃
??③ 工作環(huán)境相對濕度：5%～95%RH
??④ 海拔高度：≤2500m
基本功能
(1).監(jiān)控報警功能：
??監(jiān)控設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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。
