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淮亞利
安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801,；
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和相關規(guī)范。后通過安科瑞剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在特斯拉超級工廠(2期)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,。
關鍵詞：電氣火災；剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器,；Acrel-6000/B,；特斯拉超級工廠(2期)。
0概述
特斯拉超級工廠(2期)項目,，位于上海市浦東新區(qū)臨港產業(yè)區(qū)江山路5000號,。
特斯拉超級工廠(2期)項目共有ARCM300-J1、ARCM200L-J8T8剩余電流式火災探測器340只,，安裝于聯(lián)合廠房3A-GA配電室,、聯(lián)合廠房3A-BIW配電室和聯(lián)合廠房3B配電室。現(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標準規(guī)范,，加強對電氣火災的預防,。主要有：
(1).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).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
根據國家標準GB14287-2005《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)》以及相關規(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)控探測器等三個基本產品種類所組成,。
剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結構，由站控管理層,、網絡通訊層和現(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)議總線型連接接入壁掛式主機,。
系統(tǒng)組網結構
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)據采集、處理和數(shù)據轉發(fā),。為系統(tǒng)內或外部提供數(shù)據接口,，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)網絡通訊層
通訊介質：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,。產品采用先進的微控制器技術，集成度高,，體積小巧,，安裝方便，集智能化,，數(shù)字化,，網絡化于一身，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控制器構成數(shù)據采集終端,，向數(shù)據中心上傳采集的數(shù)據,。測量探測器擔負著基層的數(shù)據采集任務，其監(jiān)測的數(shù)據完整,、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,，經運算放大,、A/D轉換后送入CPU，經過一系列算法后,，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,，經過一系列信號轉化和運算后,，將終結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)介紹
Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是本公司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,，對分散在建筑內的探測器進行遙測,、遙調、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,。
主要技術參數(shù)
(1).電源：
① 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：
① 監(jiān)控設備高可監(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：
?、?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)
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)：≥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
?、?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)：≥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：
?、?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
?、?音響器件檢查
自檢耗時 ≤60s
(9).事件記錄：
?、?記錄內容：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,、有人值班的變配電所(配電室),、有人值班的房間內墻壁上
② 工作環(huán)境溫度：0℃～40℃
?、?nbsp;工作環(huán)境相對濕度：5%～95%RH
?、?nbsp;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)據庫中,，當報警解除、排除故障時,，同樣予以記錄,。歷史數(shù)據提供多種便捷、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)控設備軟件操作權限分為三級,，不同級別的操作員具有不同的操作權限。
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,，獲得了客戶對產品和公司的認可與信賴。
電氣火災監(jiān)控設備Acrel-6000/B
電氣火災數(shù)據采集箱
參考文獻
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