義烏吾悅廣場消防電源、電氣火災系統(tǒng)的設計和應用
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溫剛
1安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；
摘要：本文以安科瑞消防電源、電氣火災系統(tǒng)在義烏吾悅廣場的應用為案例，介紹消防電源系統(tǒng)、電氣火災系統(tǒng)實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的系統(tǒng)集成，數(shù)據(jù)的采集、傳輸以及存儲，驗證了該系統(tǒng)的功能及實用性。。
義烏吾悅；消防電源；電氣火災
1 概述
近十年的火災事故中，電氣火災居位，且年均發(fā)生次數(shù)占火災年均總發(fā)生次數(shù)的27%，占重特大火災總發(fā)生次數(shù)的80%，且損失占火災總損失的53%，而發(fā)達每年電氣火災發(fā)生次數(shù)占總火災發(fā)生次數(shù)的8%~13%。事實上，電氣火災已成為消防安全的主要致災因素，不僅次數(shù)多、損失大，而且多年來一直居高不下。商業(yè)酒店人員來往密集、流動性大、公共關注度高，其配電系統(tǒng)電氣火災的預防顯得加重要。
商業(yè)建筑電氣火災預防主要有以下幾個方面：
1）電氣火災一般初起于電氣柜、電纜橋架等內部，當火蔓延至設備及電纜表面時，已形成較大火勢，此時火勢往往不容易被控制，故而預防便十分重要。
2）商業(yè)建筑人員密集度高，人員流動性大，易燃物品多，若是發(fā)生火災容易造成人員傷亡。
3）商業(yè)廣場等商業(yè)建筑社會關注度高，若發(fā)生火災事故容易造成不好的社會影響。
安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的研發(fā)的安科瑞Acrel-6000/B電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測各個重要回路的漏電流等參量來實現(xiàn)電氣火災的預防。本系統(tǒng)后臺在顯示各個探測點位數(shù)據(jù)的同時，還提供越限聲光報警、人性化的界面等功能。本系統(tǒng)實現(xiàn)了配電系統(tǒng)的24小時無人實時監(jiān)控，減少了人力成本，提高了電氣火災隱患的排除效率。
本文就電氣火災系統(tǒng)在溫州南車軌道車輛有限公司靈昆車輛維修基地一期工程項目中的應用，簡單介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災系統(tǒng)的實際應用和其實際意義。
2 設計依據(jù)
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)。
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。
電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的產品應滿足:GB14287.1-2014《電氣火災監(jiān)控設備》、 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》
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》
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
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)
GB25506-2010《消防控制室通用技術要求》，在條文 5.7 消防電源監(jiān)控器應符合下列要求：
a)應能顯示消防用電設備的供電電源和備用電源的工作狀態(tài)和故障報警信息。
b)應能將消防用電設備的供電電源和備用電源的工作狀態(tài)和欠壓報警信息傳輸給消防控制室圖 形顯示裝置。
GB 28184-2011 《消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)》
GB 50116-2013《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》
3 項目概況
本項目位于浙江義烏，監(jiān)控范圍是吾悅廣場樓層配電箱儀表。現(xiàn)場通過對儀表數(shù)據(jù)采集、分析、處理，從而分析數(shù)據(jù)，進而提高能源利用效率、有效促進和保障電氣火災與消防電源水平的提升，并在安全用電方面發(fā)揮重要作用。
4 電氣火災系統(tǒng)組成
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。安科瑞電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)主機充分考慮到用戶的操作習慣，和持續(xù)穩(wěn)定運行，參照的相應的標準和規(guī)范。主機主要由監(jiān)控軟件、觸摸屏、UPS電源、打印機等設備組成。將現(xiàn)場的各類數(shù)據(jù)信息進行計算、分析、處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應給終端管理人員。使管理人員能夠實時掌握系統(tǒng)動態(tài)，且實現(xiàn)故障信息可追循，信息可導出等功能。
鑒于本項目中儀表點位以及數(shù)據(jù)量的規(guī)模，現(xiàn)為項目配置安科瑞Acrel-6000/B主機，本主機的具體參數(shù)見下文介紹。
2)網(wǎng)絡通訊層
本項目中的所有儀表須嚴格按照手拉手的形式連接，且所有的通訊總線須沿著弱電橋架鋪設。本項目的儀表分布在變電所的電氣火災監(jiān)控探測。
本項目的數(shù)據(jù)總線設計為三根總線，的總線便于后期系統(tǒng)的維護，發(fā)生漏電流報警時也可以根據(jù)后期我方提供的點檢表快速定位故障回路，快速排除故障。
現(xiàn)場電氣火災探測器通過雙絞線（ZR-RVSP2*1.0）以手拉手方式進行通訊連接，每根總線的儀表數(shù)量在50只左右。
3)現(xiàn)場設備層
本項目中主要是針對樓層配電箱的進線回路安裝安科瑞嵌入式電氣火災探測器，通過嵌入式電氣火災探測器實時監(jiān)控配電回路的漏電流大小來顯示整個配電系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
ARCM系列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，并實現(xiàn)了對多種電力參數(shù)的實時監(jiān)測,為能耗管理提供的數(shù)據(jù)。產品采用的微控制器技術，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數(shù)字化，網(wǎng)絡化于一身，是建筑電氣火災預防監(jiān)控、系統(tǒng)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。
系統(tǒng)結構拓撲圖如下：
5 消防電源系統(tǒng)組成
1）站控管理層
站控管理層針對消防電源監(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)轉發(fā)。為系統(tǒng)內或外部提供數(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。
監(jiān)控主機設置在消控室中，采用壁掛安裝。
2）網(wǎng)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(jù)采集終端，主要為AFPM100系列消防設備電源監(jiān)控探測器。
系統(tǒng)結構拓撲圖如下：
6 電氣火災系統(tǒng)系統(tǒng)功能
1、監(jiān)控報警功能
被監(jiān)控設備電源回路開關狀態(tài)
被監(jiān)控設備電源的工作狀態(tài)（電壓、電流及報警狀態(tài)信息）
報警響應時間：≤100s
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
報警光信號：紅色LED指示燈常亮
2、控制輸出功能
對個別或全部被監(jiān)控設備的報警繼電器進行遠程遙控操作
監(jiān)控器控制輸出：常開無源觸點，容量：AC250V 3A或DC30V 3A
3、故障報警功能
監(jiān)控器與模塊（電壓/電流信號傳感器）之間的連接線斷路、短路
監(jiān)控器主電源欠壓（≤80%主電源電壓）或過壓（≥110%主電源電壓）
監(jiān)控器與其分體電源間連接線斷路、短路
當監(jiān)控器出現(xiàn)以上故障時，能發(fā)出與監(jiān)控報警信號有明顯區(qū)別的聲光故障報警信號
故障報警響應時間：≤100s
故障報警聲信號：手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動
故障報警光信號：黃色LED指示燈常亮
故障期間，非故障回路的正常工作不受影響
4、自檢功能
連接檢查：通信線路及分體電源線路的斷路、短路
設備自檢：手動檢查或系統(tǒng)自檢
自檢耗時：≤60s
5、報警記錄功能
記錄10000條相關故障報警信息
報警類型：故障類型、發(fā)生時間、故障描述
報警事件查詢
報警記錄打印
6、打印功能
監(jiān)控系統(tǒng)可漢字打印，可打印報警事件及時間、故障事件及時間。
7、消音
在發(fā)生報警或故障等警報情況下，監(jiān)控設備的揚聲器會發(fā)出相應的報警聲加以提示，按“消音”鍵揚聲器終止發(fā)出警報，報警器綠燈亮。期間工作人員可以對有關故障進行處理。一切回歸正常，報警器滅。如有新的故障發(fā)生時，消音指示燈滅，揚聲器將再次發(fā)出警報聲。
7 電氣火災系統(tǒng)系統(tǒng)組成
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。
8 結束語
隨著智能建筑及電力系統(tǒng)智能化的發(fā)展，政府及民眾對電力系統(tǒng)的電氣安全以及消防安全的認識度和重視度越來越高。企業(yè)建筑、公共建筑以及商業(yè)建筑等安裝漏電火災、消防監(jiān)控系統(tǒng)是智能化建設的必然趨勢。電氣火災系統(tǒng)有利于發(fā)現(xiàn)安全隱患，及時提醒管理者處理電力安全隱患，對火災預防有著重要的意義。消防電源監(jiān)控系統(tǒng)對所監(jiān)測的消防設備電源的運行信息、故障信息、位置信息等參數(shù)進行跟蹤采集、存儲、分析，方便用戶進行管理和監(jiān)控，本系統(tǒng)在義烏吾悅廣場投入運行以來，幫助甲方發(fā)現(xiàn)和整改了多處電氣安全隱患，大大提高了工作人員的工作效率，保證了購物廣場的日常營業(yè)的穩(wěn)定有序的進行，并為也管理者的消防管理提供了科學的依據(jù)。
參考文獻：
[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 電力出版社. 2007. 4
[2].周中.電力儀表在大型公共建筑電能分項計量中的應用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6
作者簡介：
溫剛，男，本科 安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電
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