繆建梅
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

安科瑞電氣是一家為環(huán)保評(píng)估,、環(huán)保檢測(cè),、環(huán)保設(shè)備分表計(jì)量,、環(huán)保設(shè)備用電監(jiān)測(cè)等項(xiàng)目服務(wù)的企業(yè),。
摘要：本文簡(jiǎn)述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的組成原理,，分析了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)用中的設(shè)計(jì)依據(jù)和相關(guān)規(guī)范,。后通過(guò)安科瑞剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在銅仁鳳凰機(jī)場(chǎng)的實(shí)例介紹,，闡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)及其重要意義,。
關(guān)鍵詞： 電氣火災(zāi),；剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器；電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備,；Acrel-6000/B,；鳳凰機(jī)場(chǎng)。
 
0 概述
       銅仁鳳凰機(jī)場(chǎng)位于貴州省銅仁市大興高新區(qū)與湖南省湘西土家族苗族自治州鳳凰縣阿拉營(yíng)鎮(zhèn)境內(nèi),，地處黔,、湘、渝交界處,。機(jī)場(chǎng)50%左右的土地面積在湖南省鳳凰縣境內(nèi),，距銅仁市21公里、鳳凰縣30公里,、湘西州府吉市85公里,，以150公里為半徑，可履蓋全14個(gè)集中連片特困地區(qū)之一的武陵山區(qū),，涉及3個(gè)省區(qū)市8個(gè)地區(qū)的41個(gè)縣市,。
       本項(xiàng)目為銅仁鳳凰機(jī)場(chǎng)改擴(kuò)建工程，使用了ARCM300-J1剩余電流式火災(zāi)探測(cè)器68只,，安裝于航站樓的配電箱內(nèi)?，F(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)探測(cè)器采用總線方式接至就近的數(shù)據(jù)采集箱,，通過(guò)數(shù)據(jù)采集箱內(nèi)的RS485集線器將信號(hào)放大，然后經(jīng)過(guò)RS485總線傳輸?shù)较刂行膬?nèi)的Acrel-6000/B壁掛式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),。本系統(tǒng)具有安裝運(yùn)輸方便,、性價(jià)比高、維護(hù)方便等點(diǎn),。

1 參考標(biāo)準(zhǔn)
       近年來(lái),，家為了加大電氣火災(zāi)監(jiān)控防范的力度，相繼制訂或修改了一批相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,，加強(qiáng)對(duì)電氣火災(zāi)的預(yù)防,。主要有：
       (1)．GB50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，在條文11.2.7里規(guī)定:下列場(chǎng)所宜設(shè)置剩余電流動(dòng)作電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),。這些場(chǎng)所包括各種類型的影劇院,、館所、倉(cāng)庫(kù),、住宅小區(qū),、醫(yī)院、商店,、學(xué)校等等,。
       (2)．家標(biāo)準(zhǔn)《建筑電氣火災(zāi)預(yù)防要求和檢測(cè)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(dòng)切斷電源或報(bào)警的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器”。
       (3)．電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品應(yīng)滿足:GB14287.1-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》,、 GB14287.2-2014《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》,、GB14287.3-2014《測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》
       (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(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》
       (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
       (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)

2 系統(tǒng)組成
       根據(jù)家標(biāo)準(zhǔn)GB14287-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》以及相關(guān)規(guī)范《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法》，則電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成應(yīng)包括：電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備,、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器以及測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器等三個(gè)zui基本產(chǎn)品種類所組成,。
       剩余電流式電氣火災(zāi)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(chǎng)設(shè)備層組成,。各電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器通過(guò)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(jī),。

系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

1）站控管理層
       站控管理層針對(duì)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(cè)系統(tǒng)軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各類數(shù)據(jù)信息計(jì)算,、分析、處理,，并以圖形,、數(shù)顯,、聲音、指示燈等方式反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)情況,。
       監(jiān)控主機(jī)：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(jìn)行系統(tǒng)管理,、維護(hù)和分析工作。
       UPS：保證計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常供電,，在整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生供電問(wèn)題時(shí),，保證站控管理層設(shè)備的正常運(yùn)行。
       后臺(tái)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(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與上位機(jī)的實(shí)時(shí)通訊,。
3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層
       現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端,，主要為ARCM300-J1剩余式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。ARCM300型剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器,，是針對(duì) 0.4kV 以下的TT,、TN 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，通過(guò)對(duì)配電回路的剩余電流,、導(dǎo)線溫度、過(guò)電流,、過(guò)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。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(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) 2部分：剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》的標(biāo)準(zhǔn)要求,。
       現(xiàn)場(chǎng)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(cè)量探測(cè)器擔(dān)負(fù)著基層的數(shù)據(jù)采集任務(wù),，其監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)必須完整,、準(zhǔn)確并實(shí)時(shí)傳送至監(jiān)控主機(jī),。便于運(yùn)行人員監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，故障報(bào)警等情況,，有效預(yù)防火災(zāi)事故發(fā)生,。

3系統(tǒng)特點(diǎn)和工作原理
       電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)在于剩余電流監(jiān)控方面屬于期預(yù)報(bào)警系統(tǒng)。與傳統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)不同,，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)早期報(bào)警是為了避免損失,，而傳統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是為了減少損失。所以,，這就是說(shuō)為什么不管是新建或是改建工程項(xiàng)目,，尤其是已經(jīng)安裝了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的單位，仍需要安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的根本原因,。
       電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)量剩余電流和溫度兩個(gè)物理量,。
       剩余電流測(cè)量是根據(jù)基爾霍夫電流定律：在同一時(shí)刻，電路中流入和流出一個(gè)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(shí)穿過(guò)剩余電流互感器，當(dāng)系統(tǒng)未發(fā)生漏電時(shí),，流入和流出剩余電流互感器的電流矢量和為零,，此時(shí)，剩余電流互感器感應(yīng)出的二次電流也為0;當(dāng)某相對(duì)大地發(fā)生漏電,，此時(shí)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(hào)通過(guò)剩余電流互感器的二次接線傳輸至電氣火災(zāi)探測(cè)器,，經(jīng)運(yùn)算放大,、A/D轉(zhuǎn)換后送入CPU，經(jīng)過(guò)一系列算法后,，對(duì)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(hào)并上送至后臺(tái)電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備,。
       溫度測(cè)量采用溫度傳感器，一般采用Pt100傳感器進(jìn)行測(cè)量,。該種類型的溫度傳感器測(cè)溫穩(wěn)定,、量程范圍大，適合在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)線纜溫度和環(huán)境溫度使用,。當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí),，Pt100自身阻值發(fā)生同比例變化，將該電阻信號(hào)傳輸?shù)诫姎饣馂?zāi)探測(cè)器,，經(jīng)過(guò)一系列信號(hào)轉(zhuǎn)化和運(yùn)算后,，將終結(jié)果同溫度報(bào)警定值進(jìn)行比較,，若超出定值則發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并上送至后臺(tái)電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備。

4 系統(tǒng)介紹
       Acrel-6000電氣火災(zāi)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(zāi)探測(cè)器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信號(hào),，以實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電氣線路的報(bào)警,、監(jiān)視、控制,、管理的運(yùn)行于計(jì)算機(jī)的工業(yè)級(jí)硬件/軟件系統(tǒng),。本系統(tǒng)應(yīng)用于大型商場(chǎng)、生活小區(qū),、生產(chǎn)基礎(chǔ),、辦公大樓、商場(chǎng)酒店等區(qū)域的消防控制中心,，對(duì)分散在建筑內(nèi)的探測(cè)器進(jìn)行遙測(cè),、遙調(diào)、遙控,、遙信,，方便實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與管理。本系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus現(xiàn)場(chǎng)總線將具有通信功能的探測(cè)器相互連接起來(lái),，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)線路中的被探測(cè)參數(shù)超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí),，能發(fā)出報(bào)警信號(hào)、控制信號(hào),，能指示報(bào)警部位并保存報(bào)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(shí)，維持監(jiān)控設(shè)備工作時(shí)間 ≥4小時(shí)
(2).工作制：
24小時(shí)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(guò)中繼器延長(zhǎng)通訊傳輸距離
(4).監(jiān)控容量：
① 監(jiān)控設(shè)備zui高可監(jiān)控200個(gè)監(jiān)控單元（探測(cè)器）
② 可配接ARCM系列監(jiān)控探測(cè)器
(5).監(jiān)控報(bào)警項(xiàng)目：
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(guò)流）： 故障單元屬性（部位,、類型）
監(jiān)控報(bào)警響應(yīng)時(shí)間： ≤30s 
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)
(6).故障報(bào)警項(xiàng)目：
① 監(jiān)控設(shè)備與探測(cè)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(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
(7).控制輸出：
報(bào)警控制輸出：1組常開(kāi)無(wú)源觸點(diǎn),，容量：AC250V 3A或DC30V 3A
(8).自檢項(xiàng)目：
① 指示燈檢查：報(bào)警,、故障,、運(yùn)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(shí) ≤60s 
(9).事件記錄：
① 記錄內(nèi)容：記錄類型,、發(fā)生時(shí)間、探測(cè)器編號(hào),、區(qū)域,、故障描述，可存儲(chǔ)記錄不少于2萬(wàn)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(jí)：
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(cè)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(cè)器遠(yuǎn)程復(fù)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(dú)檢測(cè),、操作員添加與刪除
(11).使用環(huán)境條件：
① 工作場(chǎng)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(duì)濕度：5%～95%RH
④ 海拔高度：≤2500m
基本功能
(1).監(jiān)控報(bào)警功能：
       監(jiān)控設(shè)備能接收多臺(tái)探測(cè)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”按鈕遠(yuǎn)程對(duì)探測(cè)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”按鈕手動(dòng)消除,。
(2).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(cè)器之間發(fā)生通訊故障時(shí),，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測(cè)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,。
(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(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(kù)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。
(5).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(guò)程中保證監(jiān)控設(shè)備連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行。
(6).對(duì)探測(cè)器控制功能：
       通過(guò)監(jiān)控軟件操作,，可對(duì)連接到本設(shè)備的所有探測(cè)器進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位控制,。
(7).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,。
5總結(jié)
       電氣火災(zāi)事故嚴(yán)重危害人們的生命和財(cái)產(chǎn)、作為領(lǐng)導(dǎo)您絕不會(huì)讓它存在您的企業(yè)
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和生活水平的大幅度提高,，用電設(shè)備不斷增多以及用電負(fù)荷的不斷加大,，隨之因電氣原因?qū)е碌幕馂?zāi)事故也在逐年攀升。
       Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能準(zhǔn)確,、全天候地監(jiān)測(cè)線路中的漏電,、電流、溫度等變化,。當(dāng)線路中發(fā)生異常時(shí),，可迅速發(fā)出報(bào)警信號(hào)并準(zhǔn)確報(bào)出故障點(diǎn)，并通知電氣專業(yè)人員及時(shí)排查電氣火災(zāi)隱患,，不讓線路帶故障及異常運(yùn)行,，把看不見(jiàn)摸不著的用電情況變成可視的數(shù)字化監(jiān)控,，從而把電氣火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài),，為有效預(yù)防電氣火災(zāi)提供了的解決方案。 
   
參考文獻(xiàn)
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 作者簡(jiǎn)介：
繆建梅,，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司,，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電