徐霜

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(jù)和相關規(guī)范。最后通過安科瑞剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在黑龍江農業(yè)科學研究院生產大樓項目的實例介紹，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。

    概述：

    黑龍江省農業(yè)科學院始建于1956年8月，隸屬于省政府，正廳級事業(yè)單位。2014年經省編制委員會批準加“黑龍江現(xiàn)代農業(yè)研究院”牌子。經過50多年的建設和發(fā)展，已經成為在全省規(guī)模最大、在全國和國際上有重要影響的綜合類農業(yè)科研機構。全院直屬30個分院（研究所），分布在全省不同生態(tài)類型區(qū)；建有國家玉米種質改良分中心、國家水稻種質改良分中心、國家大豆種質改良分中心和國家馬鈴薯種質改良中心等46個國際中心和國家級中心、重點實驗室；擁有1個人事部博士后工作站，有職工3274人，其中高級職稱科研人員609人、省級重點學科帶頭人15人、享受國務院和省政府特殊津貼163人。建院以來，共育成推廣農作物新品種1222個，獲得省部級以上科技成果獎536項，為我省糧食生產實現(xiàn)“十連增”做出重大貢獻。

    黑龍江農業(yè)科學研究院生產大樓現(xiàn)場有剩余電流式儀表139只ARCM300，安裝于樓層配電箱內。現(xiàn)場儀表采用總線方式接至值班室的Acrel-6000柜體式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)。

    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：

    1.1．是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)。

    1.2．是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。

    1.3．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”。

    1.4．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》

    1.5．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》

    1.6．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

    1.7．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

    黑龍江農業(yè)科學研究院生產大樓電氣火災項目由電氣火災監(jiān)測后臺，電氣火災探測器以及漏電流互感器組成。

    本項目中通訊總線共接入四條。分別貫穿各配電箱中，就近接在相應的總線中。總線在個配電箱手拉手串接后，接入柜體式后臺，組成電氣火災系統(tǒng)的大動脈。抽屜柜中漏電流互感器通過電流線接入漏電探測器，漏電探測器實時顯示漏電情況。以上所述組成一套信號穩(wěn)定，精度可靠的電氣火災監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)組網(wǎng)共分為三層：

    2.1 站控管理層

    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)的最上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設備，如柜體、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。

    后臺監(jiān)控設備設置在變電所的值班室中。

    2.2 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。

    2.3 現(xiàn)場設備層

    現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要為ARCM300系列剩余式電氣火災監(jiān)控探測器。

    系統(tǒng)結構拓撲圖如下：

    3、電氣火災設備

    3.1主要設備參數(shù)：

    a 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，維持監(jiān)控設備工作時間 ≥30分鐘

    b 工作制

    24小時工作制

    c 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。

    d 監(jiān)控容量

    ① 監(jiān)控設備最高可監(jiān)控1024個監(jiān)控單元（探測器）。

    ②可配接ARCM系列監(jiān)控探測器。

    e 監(jiān)控報警項目

    ① 剩余電流故障（漏電）：故障單元屬性（部位、類型）

    ②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

    監(jiān)控報警聲信號：手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動

    f 故障報警項目

    ① 監(jiān)控設備與探測器之間的連接線斷路、短路

    ② 主電欠壓或停電

    ③備用電源電池短路、斷路

    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

    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

    故障期間，非故障回路的正常工作不受影響

    g 控制輸出

    報警控制輸出：常開無源觸點，容量：AC250V 3A或DC30V 3A

    h 自檢項目

    ① 指示燈檢查：報警、故障、運行、主電源、備用電源指示燈

    ② 顯示器檢查

    ③ 音響器件檢查

    自檢耗時 ≤60s

    i 歷史記錄

    ①記錄內容：記錄類型、發(fā)生時間、探測器、區(qū)域、故障描述。

    ② 記錄查詢：根據(jù)記錄的日期、類型等條件查詢。

    j 操作分級

    ①日常值班級：實時狀態(tài)監(jiān)視、歷史記錄查詢。

    ② 監(jiān)控操作級：實時狀態(tài)監(jiān)視、歷史記錄查詢、探測器遠程復位。

    ③系統(tǒng)管理級：實時狀態(tài)監(jiān)視、歷史記錄查詢、探測器遠程復位、探測器參數(shù)遠程修改、監(jiān)控設備系統(tǒng)參數(shù)設定與修改、操作員添加與刪除。

    k 使用環(huán)境條件

    ① 工作場所：消防控制室內，或與消防控制臺并列安裝

    ② 工作環(huán)境溫度：0℃～40℃

    ③ 工作環(huán)境相對濕度：5%～95%RH

    ④ 海拔高度：≤2500m

    j 主要組成部件

    ① 主控單元：工業(yè)級計算機(CPU主頻不低于2.0G，1G及以上內存)，配置鍵盤、鼠標和17"液晶顯示器；

    ② 輸入輸出模塊：內置公司開發(fā)的ARTU遠程智能I/O模塊；

    ③ 聲光報警器：內置有源音箱、LED指示燈；

    ④ 按鈕：消聲按鈕、復位按鈕；

    ⑤ 備用電源：內置1kVA在線式長效型UPS，3節(jié)12V/24Ah的免維護蓄電池。

    3.2、ARCM300系列儀表

    ARCM300 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,為能耗管理提供精確的數(shù)據(jù)。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(wǎng)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。

    4 系統(tǒng)功能

    4.1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，同時機柜上紅色“報警”指示燈亮，顯示屏指示報警部位及漏電、溫度值，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按“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消聲鍵手動消除。

    4.2控制輸出功能

    當被監(jiān)測回路漏電報警時，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設備，當報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

    4.3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，同時機柜上的黃色“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。

    4.4自檢功能

    檢查設備中所有狀態(tài)指示燈、顯示器、音響器件是否正常。

    4.5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。

    4.6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。

    4.7對探測器控制功能

    通過系統(tǒng)軟件操作，可對連接到本設備的所有探測器進行遠程控制，包括報警設定值、通訊地址等參數(shù)的設置和探測器的遠程復位。

    4.8權限控制功能

    為確保監(jiān)控系統(tǒng)的安全運行，監(jiān)控設備系統(tǒng)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。

    5 結束語

    黑龍江農業(yè)科學研究院生產大樓電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災監(jiān)控裝置Acrel-6000、漏電火災探測器ARCM300組成。 Acrel-6000電氣火災監(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。現(xiàn)場儀表采用總線方式接至消控中心的Acrel-6000柜體式電氣火災監(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。Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在黑龍江農業(yè)科學研究院生產大樓的應用，實時監(jiān)測現(xiàn)場各用電回路的漏電情況，對于有異常情況的回路進行聲光報警，及時提醒現(xiàn)場值班人員，確保供電的安全可靠，并避免現(xiàn)場設備的損失以及人員的傷亡。

    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. 中國電力出版社. 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：徐霜，女，本科。任職單位：現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司<