縱觀建筑工程領域電氣火災監控系統的實際應用分析

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海 嘉定 201801

    0.引言

    電氣火災監控系統是近幾年來在我國建筑工程領域出現的一個新型的實時功能系統。由于實踐時間短，基礎研究的試驗不足，因此對系統應用的規范、指導和監督等方面還處于一個初級的階段。就目前現狀看，電氣火災監控系統從標準、規范、工程設計到產品制造均存在著許多誤區和缺陷，這是非常不利于系統的健康發展的。為了有助于該系統在應用方面的進步，本文將針對當前存在的問題從概念、工程應用設計和安科瑞產品開發制造能進一步趨于規范和科學。

    1.電氣故障和電氣火災的概念

    電氣火災，顧名思義，是一種由電氣故障而引發的火災。分析電氣故障可知，可能引起火災的故障主要是短路和漏電故障，而過載則是一種非正常運行的狀態，本身并非故障。過載發展成故障是一個漸變的過程，最終同過電壓等故障一樣，是以擊穿短路的形式表現的。一個符合規范的工程電力系統設計，本身對短路、過載和金屬性接地故障已有完善的保護措施，均可及時地切斷故障線路。并在新建工程中，由于配電開關的性能保證和電力線路敷設環境防火要求的規范，因短路引發的火災實例較為少見。從火災案例分析可看出，電氣短路火災主要是存在于一些老舊建筑和棚戶建筑中。新建工程中引起電氣火災的原因主要是接地故障，特別是非完全的接地故障，即漏電故障。因此，現行設計規范把對電氣火災的預防明確地界定為“漏電火災報警系統”。

    從以上分析可以認為：電氣火災是一種主要由電氣線路或電氣設備的接地故障，特別是電弧性燃物所致。

    2.電氣火災監控系統的設計理念

    電氣火災監控系統是一種火災預防手段，是作用于火災發生前的一種實時監控系統，與作用于火災發生后的“火災自動報警系統”在承擔任務、功能和采取的技術手段等方面均是不同的，兩者不應該混淆和重復。

    Acrel-6000電氣火災監控系統由漏電（包括電流）探頭、探測控制器和監控設備三部分組成。探測控制器與漏電（電流）探頭需配套使用。所有需要監控的電路分支點均安裝，探測控制器均并聯于二總線上，監控設備由一臺工業控制用PC機及外圍設備組成。

    專用管理軟件能實時動態地顯示各個監控點的工作情況，值班人員在控制中心通過觀察計算機屏幕就可以了解所有監控點的工作情況。監控設備具有龐大的數據庫，能夠存儲配電系統產生的所有情況記錄，便于有關人員查詢和分析。

    2.1基本功能

    Acrel-6000電氣火災監控系統是用于接收剩余電流式電氣火災探測器等現場設備信號，以實現對被保護電氣線路的報警、監視、控制、管理的運行于計算機的工業級硬件/軟件系統。它主要包括以下六個功能：監控報警；故障報警；控制輸出；自檢；報警記錄；操作分級。監控報警功能主要包括：被監控回路開關的實時狀態；故障信號指示；聯動輸入；≤30s的監控報警響應時間；監控報警聲信號指示及操作。故障報警功能包括：監控設備與探測器之間的連接線斷路、短路故障監測；監控設備主電源欠壓（≤80%主電源電壓）或過壓（≥110%主電源電壓）監測。

    此外，與電氣火災監控設備相配套的ARCM系列電氣火災監控探測器負責被監測線路的參數上傳。監控探測器主要將電壓信號、電流信號和剩余電流信號經過互感器隔離調理之后，進入電參量采集模塊，將采樣計算好的數據上傳到MCU處理單元，MCU處理單元對接收到的數據作進一步處理，并采集溫度檢測模塊的溫度信號，數據處理完之后與之前設定的保護參數進行比較，判斷是否出現故障，并將數據實時顯示在LCD或LED顯示屏上。如果發生故障將會根據之前的設定故障處理方式進行處理，保護供電安全，并觸發聲光報警通知工作人員，并將故障類型、時間和參數存入的存儲芯片內。另外，MCU處理單元也接收聯動輸入模塊傳來的消防聯動和煙霧聯動的信號，與消防系統配合，遠程切斷電源，防止火災的發生。MCU處理單元通過雙通信模塊可以與兩個上位機系統進行數據交換，方便上位機對裝置的監控，并保證兩個系統互不影響，同時可減少系統投資成本，方便后期維護，方便電氣火災系統的普及。

    2.2選型方案

    主要表計功能及選型方案

    2.3系統組成與組網方案

    系統組成

    Acrel-6000剩余電流式電氣火災監控系統采用分層分布式結構，由站控管理層、網絡通訊層和現場設備層組成。系統拓撲圖如下圖所示：各電氣火災監控探測器通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接接入通訊服務器，然后通過五類線TCP/TP協議進入監控主機。如下圖所示：

    2）組網方案

    （a）大型建筑群組網方案

    大型建筑群，樓層高，多棟樓體分散。采用Acrel-6000/Q電氣火災監控設備+ACREL6000/B電氣火災監控設備+電氣火災監控探測器三層結構組網模式，便于區域化管理，采用RS-485網絡通信，以太網通信，以太網通信，滿足了通信實時性高的要求。

    （b）大型單體建筑組網方案

    大型單體建筑，采用Acrel-6000/Q電氣火災監控設備+電氣火災監控探測器兩層建構組網模式，檢測管理功能全面，性價比高，采用RS-485網絡，通信介質采用屏蔽雙絞線，滿足了通信實時性高的要求。

    （c）中型建筑組網方案

    中型單體建筑，采用Acrel-6000/B電氣火災監控設備+電氣火災監控探測器兩層結構組網模式，造價經濟，性價比高，采用RS-485網絡，滿足了通信實時性高的要求。

    （d）小型建筑電氣火災監控系統

    小型建筑，采用Acrel-6000/B電氣火災監控設備進行監控，造價經濟，性價比高。

    3.結束語

    安科瑞應時代發展潮流，與時俱進，不斷研發、更新、符合國家標準的、維護人民安全和財產的產品，而電氣火災監控系統是一種新型的以預防為特點的實時系統，隨著研究的深入和工程實踐的積累，已得到逐步完善，廣泛應用到實際生活中。在未來的發展中，相信電氣火災監控系統會走上更健康的發展之路！

    參考文獻

    [1] GB 50045-95.高層民用建筑設計防火規范（2005年版）

    [2] GB 142867.1-2005. 電氣火災監控系統 第1部分：電氣火災監控設備

    [3] 安科瑞電氣股份有限公司產品選型手冊2013.1版.

    作者簡介：

    徐霜，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為電氣安全<