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淺談電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路的應(yīng)用
閱讀：806 發(fā)布時(shí)間：2022-10-8
摘要：介紹了高速公路電氣火災(zāi)行業(yè)現(xiàn)狀,，闡述了 GB50116-2013《火災(zāi)自動(dòng)化報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)剩余電流式和測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的安裝要求，分析Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的功能，其集監(jiān)測管理,、故障報(bào)警,、分析記錄等功能于一體，可大大降低高速公路場合的電氣火災(zāi)發(fā)生率,。
關(guān)鍵詞： 高速公路,；電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；系統(tǒng)功能；監(jiān)控報(bào)警功能
引言
隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高,，電力設(shè)施和設(shè)備已與工作和生活密不可分,，電力甚至成為現(xiàn)在各行各業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)前提。但由于種種原因,，電力能源在帶給人們工作和生活的便利的同時(shí),，由電氣設(shè)備產(chǎn)生的問題對(duì)人身、財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成巨大的威脅,，甚至帶來災(zāi)難,。據(jù)公安部消防局《中國火災(zāi)年鑒》統(tǒng)計(jì)，我國平均每年由于電氣故障引發(fā)的火災(zāi)起數(shù),，約占總火災(zāi)起數(shù)的30％,，占重、特大火災(zāi)起數(shù)的比例基本上在40％～50％,，在所有火災(zāi)中居前位,。
隨著國家大力發(fā)展基礎(chǔ)建設(shè)，高速公路建設(shè)越來越多,。高速公路供配電系統(tǒng)是高速公路中的電氣火災(zāi)重點(diǎn)防范區(qū),。而在大型發(fā)電廠、重要的公建/商建建筑中早已實(shí)施的應(yīng)對(duì)剩余電流和設(shè)備過熱問題的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)仍未在高速公路變電所中得到應(yīng)用,。
一 高速公路電氣火災(zāi)行業(yè)現(xiàn)狀
（1）電氣線路復(fù)雜,，監(jiān)管困難。高速公路線路眾多,，各分支線路龐大,，用電線路復(fù)雜，供電線路觸電及電火花引起火災(zāi)或其他事故比較多見,，一旦發(fā)生險(xiǎn)情,，容易造成人員傷亡及巨大的財(cái)產(chǎn)損失,。
（2）分布范圍廣,，難以巡檢。高速公路線路長,，分布范圍廣,，消防運(yùn)維人員難以對(duì)各個(gè)電氣線路進(jìn)行排查,，存在火災(zāi)隱患。
（3）缺乏數(shù)據(jù)信息采集通道,，無法監(jiān)督,。項(xiàng)目整體缺乏信息溝通渠道，無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì),、分析與應(yīng)用,，監(jiān)督管理工作缺乏科學(xué)決策依據(jù),。
（4）地勢(shì)復(fù)雜，火災(zāi)撲救困難重重,。高速公路隧道眾多,，一般都建在山區(qū)或水邊,，隧道洞口開闊地的面積較小,，沒有大的停車位置，現(xiàn)場作業(yè)的消防車輛無法通行,，加上洞內(nèi)通訊信號(hào)受阻,，使撲救人員與隧道外指揮人員聯(lián)系不便，影響救援,。
二 國家標(biāo)準(zhǔn)要求
GB50116-2013《火災(zāi)自動(dòng)化報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》針對(duì)剩余電流式和測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的安裝要求提出：“第9.2.1條 剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器應(yīng)以設(shè)置在低壓配電系統(tǒng)首端為基本原則,，宜設(shè)置在第一級(jí)配電柜（箱）的出線端。在供電線路泄漏電流大于 500mA時(shí),，宜在其下一級(jí)配電柜（箱）設(shè)置”,；“第9.3.1測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器應(yīng)設(shè)置在電纜接頭、端子,、重點(diǎn)發(fā)熱部件等部分”,。
根據(jù) GB50116-2013《火災(zāi)自動(dòng)化報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，對(duì)電氣火災(zāi)隧道的安裝提出要求,。
三 高速公路電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成
Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是集多年系統(tǒng)集成經(jīng)驗(yàn),、經(jīng)大量實(shí)踐研發(fā)的服務(wù)于常規(guī)供電網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)，是具有集監(jiān)測管理,、故障報(bào)警,、分析記錄等功能于一體的智能化系統(tǒng)，可大大降低應(yīng)用場合的電氣火災(zāi)發(fā)生率,。
系統(tǒng)監(jiān)控后臺(tái)通過實(shí)時(shí)監(jiān)控,、顯示并儲(chǔ)存故障發(fā)生點(diǎn)或點(diǎn)的剩余電流、溫度等狀態(tài)參數(shù),，及時(shí)掌握電路運(yùn)行狀況,；同時(shí)系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)散性，把數(shù)據(jù)上傳至消防火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng),，由消防火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)遠(yuǎn)程切斷火災(zāi)發(fā)生點(diǎn)的負(fù)載和電源等,。
電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，已通過國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的型式檢驗(yàn),，并獲得國家強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證證書,。
結(jié)合高速公路項(xiàng)目的實(shí)際情況，采用三層分布的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能滿足現(xiàn)場安全,、經(jīng)濟(jì),、可靠的剩余電流監(jiān)測需求,，有多種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（單主站、單子站／多子站,、雙機(jī)冗余式,、服務(wù) 器式等），并提出“一體集成,，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò),，三層分布”的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)理念，由設(shè)備層,、通訊層及主站層3個(gè)不同層次中的設(shè)備,，通過現(xiàn)場總線網(wǎng)及以太網(wǎng)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接形成一個(gè)有機(jī)整體。
基于事故預(yù)警缺乏,、事故發(fā)生后處理困難等多種弊端,，設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，用于探測剩余電流,、溫度,、過電流等信號(hào)，發(fā)出聲光報(bào)警,，準(zhǔn)確地確定故障線路位置,，防止電氣火災(zāi)的發(fā)生，完成建設(shè)目標(biāo),。
（1）電氣火災(zāi)早期捕獲：針對(duì)線路老化,、剩余電流、接觸不良,、亂拉亂接等各類電氣安全隱患,，以及過流、過載,、過壓,、欠壓等不良運(yùn)行狀況，基于智能化的數(shù)學(xué)模型,，幫助電氣維護(hù)人員發(fā)現(xiàn)更多人工難以發(fā)現(xiàn)的電氣安全隱患,，達(dá)到早發(fā)現(xiàn)、早處置,，將隱患消滅在萌芽狀態(tài),。
（2）全面評(píng)價(jià)各類隱患以及隧道、服務(wù)區(qū),、數(shù)據(jù)中心,、監(jiān)控中心、綜合管理大樓等的電氣安全狀況,，使各類人員能夠更加全面,、精細(xì)和直觀地掌握電氣安全狀況,。
（3）實(shí)現(xiàn)在線管理，管理人員和維護(hù)人員可以實(shí)時(shí)查詢各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)相關(guān)數(shù)據(jù),。一方面管理人員可以直接,、準(zhǔn)確地掌握電氣安全信息，避免隱患被深埋,；另一方面維護(hù)人員能夠隨時(shí)掌握各個(gè)配電箱的電氣參數(shù),，可提高維護(hù)效率，給相關(guān)人員的巡檢工作帶來很大的便利,。
（4）運(yùn)營管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,，將企業(yè)運(yùn)營數(shù)字化,，為決策者提供真實(shí),、準(zhǔn)確的決策依據(jù)。
四 高速公路電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)重要產(chǎn)品
1.電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器
ARCM系列電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器（以下簡稱探測器）,，是針對(duì) 0.4kV 以下的 TT,、TN 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，通過對(duì)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(xiǎn)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(duì)多種電力參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，為能耗管理提供數(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 GB14287.2-2014《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》,、GB14287.3-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第 3 部分：測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》的標(biāo)準(zhǔn)要求。
表一 嵌入式安裝探測器
表二 導(dǎo)軌式安裝探測器
2.故障電弧探測器
故障電弧探測器（以下簡稱探測器）對(duì)接入線路中的故障電?。òü收喜⒙?lián)電弧,、故障串聯(lián)電弧）進(jìn)行有效的檢測,，當(dāng)檢測到線路中存在引起火災(zāi)的故障電弧時(shí),，可以進(jìn)行現(xiàn)場的聲光報(bào)警,，并將報(bào)警信息傳輸給上端監(jiān)控設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)預(yù)警火災(zāi)發(fā)生的目的,。
故障電弧探測器適用于工業(yè)與民用建筑中 10KW 及其以下的電氣線路,，其保護(hù)線路長度不宜大于 100 米。
產(chǎn)品遵循國標(biāo) GB 14287.4-2014,，可適用于養(yǎng)老院,、學(xué)校、商業(yè)建筑,、賓館,、工廠、庫房,、圖書館,、辦公室、家庭住宅,、以及娛樂場所等,。
3.電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備
Acrel-6000/B 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞自主研發(fā)的集監(jiān)視、報(bào)警,、管理于一體的計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng),，該系統(tǒng)適 用于大型商場、生活小區(qū),、工礦企業(yè),、辦公大樓、商場酒店等區(qū)域電氣防火的集中監(jiān)控管理,。
Acrel-6000/B 型電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備是 Acrel-6000 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的核心,，監(jiān)控設(shè)備通過 RS485 總線與多臺(tái)電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器相連，構(gòu)成集散式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),，實(shí)時(shí)監(jiān)控電氣線路的工作狀態(tài),。監(jiān)控設(shè)備能實(shí)時(shí)接收處理各路探測器發(fā)送的漏電、溫度信號(hào),，同時(shí)在液晶屏幕上顯示,，當(dāng)漏電、超溫報(bào)警及電源或通訊發(fā)生故障時(shí),，監(jiān)控設(shè)備能發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào),，在屏幕上顯示故障位置及報(bào)警類型，并具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ),、查詢和報(bào)警控制信號(hào)輸出等功能,，還具備對(duì)探測器的遠(yuǎn)程復(fù)位控制功能。
本設(shè)備結(jié)構(gòu)合理,、體積小,、可靠性高,、功能較強(qiáng)、維護(hù)方便,、性價(jià)比高,，系統(tǒng)界面直觀、易用,。執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：本設(shè)備符合國家標(biāo)準(zhǔn) GB14287.1《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第 1 部分：電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》,。
五 高速公路電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)功能
1. 監(jiān)控報(bào)警功能
監(jiān)控設(shè)備能接收多臺(tái)探測器的漏電、溫度信息,，報(bào)警時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào),，同時(shí)設(shè)備上紅色“報(bào)警”指示燈 亮，顯示屏指示報(bào)警部位及報(bào)警類型,，記錄報(bào)警時(shí)間,，聲光報(bào)警一直保持，直至按顯示屏“復(fù)位”按鈕（按鍵）遠(yuǎn)程對(duì)探測器實(shí)現(xiàn)復(fù)位,。對(duì)于聲音報(bào)警信號(hào)也可以使用顯示屏“消聲”按鈕（按鍵）手動(dòng)消除,。
① 剩余電流故障（漏電）：故障單元屬性（部位,、類型）,；
② 溫度報(bào)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(bào)警響應(yīng)時(shí)間： ≤10s 監(jiān)控報(bào)警聲壓級(jí)（A 計(jì)權(quán)）：≥70dB／1m 監(jiān)控報(bào)警光顯示：紅色 LED 指示燈,，紅色光報(bào)警信號(hào)應(yīng)保持,，直至手動(dòng)復(fù)位 監(jiān)控報(bào)警聲信號(hào)：可手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí),，能再次啟動(dòng),。
2. 控制輸出功能
當(dāng)被監(jiān)測回路報(bào)警時(shí)，控制輸出繼電器閉合,，用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備,，當(dāng)報(bào)警消除后，控制輸出繼 電器釋放,。
3. 故障報(bào)警功能
通訊故障報(bào)警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺(tái)探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時(shí),，監(jiān)控畫面中 相應(yīng)的探測器顯示故障提示，同時(shí)設(shè)備上的黃色“故障”指示燈亮,，并發(fā)出故障報(bào)警聲音,。
電源故障報(bào)警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并顯示故障信息,，可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報(bào)警聲響,。
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 探測器與剩余電流傳感器、溫度傳感器之間連接線發(fā)生短路或短路,；
③ 監(jiān)控設(shè)備主電源欠壓或斷電,；
④ 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(bào)警響應(yīng)時(shí)間：≤100s,； 監(jiān)控報(bào)警聲壓級(jí)（A 計(jì)權(quán)）：≥70dB／1m,； 監(jiān)控報(bào)警光顯示：黃色 LED 指示燈，黃色光報(bào)警信號(hào)應(yīng)保持至故障排除,； 故障報(bào)警聲信號(hào)：可手動(dòng)消除,，當(dāng)再次有報(bào)警信號(hào)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。
4. 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。
5. 報(bào)警記錄存儲(chǔ)查詢功能
當(dāng)發(fā)生漏電,、超溫報(bào)警或通訊,、電源故障時(shí)，將報(bào)警部位,、故障信息,、報(bào)警時(shí)間等信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)報(bào)警解除,、排除故障時(shí),，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,。
6. 電源功能
當(dāng)主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時(shí),，監(jiān)控設(shè)備可自動(dòng)切換到備用電源工作,，當(dāng)主電源恢復(fù)正常供電時(shí)，自動(dòng) 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(yùn)行,。
7. 對(duì)探測器控制功能
通過監(jiān)控軟件操作，可對(duì)連接到本設(shè)備的所有探測器進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位控制,。
8. 權(quán)限控制功能
為確保監(jiān)控系統(tǒng)的安全運(yùn)行,，監(jiān)控設(shè)備軟件操作權(quán)限分為三級(jí)，不同級(jí)別的操作員具有不同的操作權(quán)限。
① 日常值班級(jí)：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視,、事件記錄查詢,；
② 監(jiān)控操作級(jí)：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢,、探測器遠(yuǎn)程復(fù)位,、設(shè)備自檢；
③ 系統(tǒng)管理級(jí)：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視,、事件記錄查詢,、探測器遠(yuǎn)程復(fù)位、設(shè)備自檢,，
六 高速公路AcrelEMS-HIW平臺(tái)
1大平臺(tái)首頁
項(xiàng)目概況,、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備分類,、設(shè)備報(bào)警信息,、報(bào)警分類、報(bào)警統(tǒng)計(jì),、設(shè)備臺(tái)賬信息等,。其中地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報(bào)警時(shí)可以在BIM模型中預(yù)警顯示,。
2 實(shí)時(shí)監(jiān)控
實(shí)時(shí)監(jiān)控可以查看項(xiàng)目名稱下的設(shè)備信息和探測器信息,，探測器詳細(xì)信息包括項(xiàng)目名稱、所屬設(shè)備,、剩余電流,、溫度、三相電壓電流,、DI、DO等實(shí)時(shí)狀態(tài)信息,。同時(shí)具備權(quán)限的管理人員還可以對(duì)監(jiān)控單元進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位,、分合閘等操作。
3隱患管理
系統(tǒng)在產(chǎn)生報(bào)警或隱患后,，系統(tǒng)可以針對(duì)工程人員派發(fā)工單,，處理完以后工程人員能夠在系統(tǒng)中填寫相關(guān)工單任務(wù)記錄，以供歷史查詢,。
4數(shù)據(jù)匯總
數(shù)據(jù)匯總菜單欄主要對(duì)平臺(tái)監(jiān)測到的所有隱患和遙控記錄進(jìn)行匯總展示,，隱患記錄可以選擇曲線或者表格形式。
5手機(jī)APP
通過手機(jī)APP,，在手機(jī)上實(shí)時(shí)查看項(xiàng)目信息,。
七 總結(jié)
目前，很多行業(yè)并沒有對(duì)配電安全引起高度重視,。隨著電氣火災(zāi)監(jiān)控產(chǎn)品性能的不斷完善,，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)也會(huì)越來越突出其產(chǎn)品特性,，將發(fā)揮重要作用。
參考文獻(xiàn)
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