溫剛
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定
摘要：建筑電氣火災在建筑物火災中占較大的比例，起火原因也很多，包括短路、過熱、漏電、雷擊和電氣等故障，火災危害也較大。因此，各種原因引起的火災都應得到有效控制。目前，短路、過熱、雷擊等保護措施日漸成熟，而由于正常泄露電流的普遍存在，漏電往往沒有引起足夠的重視，從而導致火災的發生。顯而易見，采用漏電電流檢測，給出火災的預警報警系統是十分必要的。本文通過介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災監控系統在S濰坊濱海經濟開發區綜合商務中心項目中的應用，簡析相關國家標準和設計規范，概述電氣火災監測系統在電氣火災預防方面的具體架構以及其優越性。
關鍵詞： 公共建筑；電氣火災；安科瑞；漏電火災；
0 前言
隨著我國人民生活水平的不斷提高，用電量不斷增加，但電氣火災也隨之劇增，從而也給國家經濟和人民生命財產造成巨大的損失。據《中國火災統計年鑒》統計近年的火災事故中，電氣火災居首位，且所占比例在30%，且逐年呈上升趨勢，造成的損失十分慘重。事實上，電氣火災已成為消防安全的主要致災因素，不僅次數多、損失大，而且多年來一直居高不下。
公共建筑電氣火災產生的原因主要有以下幾個方面：
0.1 建筑物內導線使用年久失修，其絕緣層老化破損。
0.2 建筑物內導線安裝施工不規范，如導線不穿管路保護，直接埋于墻內或置于構件上。
0.3 娛樂場所等公共活動場所在二次裝修時，亂鋪設電線，致使遺留火災隱患。
0.4 導線施工質量粗糙，偷工減料，使用鋼管穿線是鋼管內壁亂掛傷導線絕緣層。
0.5 線路受自然條件影響，如空氣潮濕導致導線絕緣水平下降等。
針對以上幾個方面，安科瑞電氣股份有限公司以其自主研發的ARCM系列電氣火災監控探測器為基礎，通過對RS485總線技術、終端微機軟件顯示技術的集成，研發了安科瑞Acrel-6000/B電氣火災監控系統。本系統后臺在顯示各個探測點位數據的同時，還提供越限聲光報警、人性化的界面等功能。本系統實現了配電系統的24小時無人實時監控，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在濰坊濱海經濟開發區綜合商務中心項目中的應用，簡單介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災系統的實際應用和其實際意義。
1 項目概況
濰坊濱海經濟技術開發區成立于1995年8月，2010年4月被國務院批準為國家級經濟技術開發區。開發區陸域面積677平方公里，常住人口9.66萬(第六次人口普查數據)，是濰坊北部沿海開發的核心區域，先后被確定為國家科技興貿創新基地、全國科技興海示范區、國家生態工業示范園區、山東省科學發展園區和循環經濟示范區。為實現在黃河三角洲開發建設中率先崛起，我們進一步提升發展理念，按照“一三三四”的功能定位，全力推行“五大五新”產業，提升濱海新城開發建設水平。本項目為濰坊濱海經濟技術開發區內未來大廈，鑒于以上項目情況，為了監控整個配電系統是否存在電氣火災隱患，現須根據本項目的情況設計一套電氣火災監控系統。
針對本項目的特性，為預防接地故障引起的電氣火災，結合本工程的重要性，本工程所有照明、動力配電系統均配置漏電火災報警系統。該系統主要包括系統主機、現場監控器以及數據集中控制器。漏電火災報警主機設置在消防控制室。系統在各個樓層豎井配電箱的進線設置漏電火災探測器，對該處的漏電電流進行監控，當探測到配電回路漏電電流大于300mA、工作電流超過時限設定的報警值時，即發出聲光報警信號，準確報出故障點地址，監視故障點變化，顯示其狀態，對設備用電回路僅給出報警信號，不切斷其電源。
2 參照標準
鑒于公共建筑發生火災容易造成人員生命財產損失。為了加大電氣火災監控防范的力度，近年來，國家相繼制訂或修改了一批相關標準規范。相關的標準規范已經對電氣火災監控系統提出了具體的要求，本項目中選用的安科瑞Acrel-6000/B電氣火災系統的設計參照的標準主要有：
2.1 GB50045-95(2005版)《高層民用建筑設計防火規范》，其中在條文9.5.1里規定: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。
2.2 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。
2.3 電氣火災監控系統的產品應滿足:GB14287.1-2014《電氣火災監控設備》、 GB14287.2-2014《剩余電流式電氣火災監控探測器》、GB14287.3-2014《測溫式電氣火災監控探測器》
2.4 電氣火災監控系統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》
2.5 電氣火災監控系統的供電應滿足GB50052《供配電系統設計規范》的要求
2.6 電氣火災監控系統的設計應滿足《電氣火災監控系統的設計方法》的要求(暫行規定)
3.系統架構及設計
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電氣火災監控系統拓撲圖
3.1 站控管理層
站控管理層針對電氣火災監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統的最上層部分。安科瑞電氣火災監控系統主機充分考慮到用戶的操作習慣，和持續穩定運行，參照的相應的國家標準和規范。主機主要由監控軟件、觸摸屏、UPS電源、打印機等設備組成。將現場的各類數據信息進行計算、分析、處理，并以圖形、數顯、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動態，且實現故障信息可追循，信息可導出等功能。
鑒于本項目中儀表點位以及數據量的規模，現為項目配置安科瑞Acrel-6000/B主機，本主機的具體參數見下文介紹。
3.3 現場設備層
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ARCM200BL-J1、ARCM200L-J8，通過面板式電氣火災探測器實時監控配電回路的漏電流大小來顯示整個配電系統的工作狀態。
ARCM系列剩余電流式電氣火災監控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT、TN 系統設計的，通過對配電回路的剩余電流、導線溫度等火災危險參數實施監控和管理，從而預防電氣火災的發生，并實現了對多種電力參數的實時監測,為能耗管理提供精確的數據。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，數字化，網絡化于一身，是建筑電氣火災預防監控、系統絕緣老化預估等的理想選擇。產品符合 GB14287.2-2014《電氣火災監控系統 第2部分：剩余電流式電氣火災監控探測器》的標準要求。
7 主要設備參數
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濰坊濱海經濟開發區綜合商務中心由電氣火災監控裝置Acrel-6000/B、漏電火災探測器ARCM200BL-J1、ARCM200L-J8漏電流互感器AKH-0.66L組成。關于儀表和互感器在此就不多做介紹，相關資料可登陸安科瑞官網http://www.acrel.cn查詢。
7.1主要技術參數
7.1.1 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，維持監控設備工作時間 ≥4小時
7.1.2 工作制：
24小時工作制
7.1.3 通訊方式：
RS485總線通訊，Modbus-RTU通信協議，傳輸距離1.2km，可通過中繼器延長通訊傳輸距離
7.1.4 監控容量：
① 監控設備最高可監控1024（須定制）個監控單元（探測器）
② 可配接ARCM系列監控探測器
7.1.5 監控報警項目：
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）
監控報警響應時間： ≤30s
監控報警聲壓級（A計權）：≥70dB／1m
監控報警光顯示：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
7.1.6 故障報警項目：
① 監控設備與探測器之間的通訊連接線發生斷路或短路
② 監控設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生斷路或短路
故障報警響應時間：≤100s
監控報警聲壓級（A計權）：≥70dB／1m
監控報警光顯示：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
7.1.7 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
7.1.8 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 顯示屏檢查
③ 音響器件檢查
自檢耗時 ≤60s
7.1.9 事件記錄：
① 記錄內容：記錄類型、發生時間、探測器編號、區域、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
7.1.10 操作分級：
① 日常值班級：實時狀態監視、事件記錄查詢
② 監控操作級：實時狀態監視、事件記錄查詢、探測器遠程復位、設備自檢
③ 系統管理級：實時狀態監視、事件記錄查詢、探測器遠程復位、設備自檢，監控設備系統參數查詢、監控設備各模塊單獨檢測、操作員添加與刪除
7.1.11 使用環境條件：
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 工作環境溫度：0℃～40℃
③ 工作環境相對濕度：5%～95%RH
7.2.1 監控報警功能：
監控設備能接收多臺探測器的漏電、溫度信息，報警時發出聲光報警信號，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。
7.2.2 故障報警功能
通訊故障報警：當監控設備與所接的任一臺探測器之間發生通訊故障時，監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，并發出故障報警聲音。
電源故障報警：當主電源或備用電源發生故障時，監控設備也發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。
7.2.3 自檢功能
7.2.4 報警記錄存儲查詢功能
當發生漏電、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據庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢方法。
7.2.5 電源功能
當主電源發生停電、欠壓等故障時，監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，切換過程中保證監控設備連續平穩運行。
7.2.6 對探測器控制功能
通過監控軟件操作，可對連接到本設備的所有探測器進行遠程復位控制。
7.2.7 權限控制功能
為確保監控系統的安全運行，監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。
結束語
綜上所述，漏電火災報警系統能準確檢測電氣線路的故障和異常狀態，能發現電氣火災的火災隱患，及時報警提醒人員去消除這些隱患。從建筑物安全角度講，建筑物漏電火災報警系統的設計是十分重要的內容。從長遠看漏電火災報警系統可作為火災自動報警系統中的一個子系統，從而實現真正意義上的強弱電優化結合，構成完善的火災自動報警系統。
參考文獻
[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4
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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供配電，Email: 2880157863@qq.com手機：18702111736 QQ:2880157863