沈燁
安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：大型公共建筑、酒店以及醫院等區域，人員密集，社會關注度高，其電氣火災預防十分重要。在上述的各種人員密集型場所安裝電氣火災監控系統可以有效的預防電氣火災的發生。本文通過介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災監控系統在浙江博舍項目中的應用，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： 浙江博舍；電氣火災；廠房；安科瑞；

0 前言

近十年的火災事故中，電氣火災居首位，且年均發生次數占火災年均總發生次數的27%，占重特大火災總發生次數的80%，且損失占火災總損失的53%，而發達國家每年電氣火災發生次數占總火災發生次數的8%~13%。事實上，電氣火災已成為消防**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。
工廠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)   工廠建筑人員密集度高，人員流動性大，易燃物品多，若是發生火災容易造員傷亡。
3)   工廠建筑社會關注度高，若發生火災事故容易造成不好的社會影響。
本文電氣火災系統在浙江博舍項目中的應用，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
浙江博舍新材料有限公司從事采用機織及其復合工藝技術的高強、耐高溫、耐化學物質等多功能化的產業用紡織品的研發、生產。本項目設計范圍為其新建廠房，共計電氣火災監控點位16個。
針對本項目的特性，在廠區內配電柜的重要回路安裝安科瑞研發的ARCM系列剩余電流式電氣火災監控探測器。

2 參照標準
鑒于公共建筑區域發生火災容易造員生命財產損失。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：
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)   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。
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》
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》
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
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)

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*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。
2)   網絡通訊層
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樓層強電間電氣火災監控探測。
現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，每根總線的儀表數量在20只左右。
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，通過嵌入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。

4系統特點和工作原理
鑒于本項目的規模，以及本項目電氣火災檢測點位的實際情況。無論在終端剩余電流探測器還是后臺主機都是根據本項目的實際情況來進行設計的。
1)   終端探測器選用嵌入式電氣火災探測器，方便安裝、節省成本、便于后期維護。
2)   監控樓層重要配電柜的進線，采集重要回路的電氣**參數。
3)   RS485總線連接方便，可操作性強?？偩€布線時走的是弱電橋架，不會受到強電的影響，確保的整個系統的通訊穩定。
4)   考慮到本項目中儀表數據量，客戶要求。本項目的主機選用壁掛式
電氣火災系統工作原理
1)   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點的電流矢量和為零。以TN-S系統為例，將A/B/C/N同時穿過剩余電流互感器，當系統未發生漏電時，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。
2)   終端探測器負責監測各個回路的剩余電流值，將剩余電流值的數據傳輸系統主機。終端探測器還負責其監測回路剩余電流值的實時顯示，同時能夠設置限值，當剩余電流值越限時能夠發出聲光報警，提醒管理人員及時維護、整改。
3)   儀表通過RS485總線將數據傳輸系統主機，系統主機將上傳數據通過圖形、報表、事件記錄等形式反映整個系統的運行狀態。
  5 系統設計注意事項和方法
5.1 電氣火災監控系統主要監測剩余電流和溫度兩類對象，在設計時應注意的基本要點
1)   關于剩余電流
由于剩余電流監測的原理采用了基爾霍夫電流定律，所以，對所應用的低壓配電系統形式有一定要求。目前，可以應用剩余電流互感器的低壓配電系統有：TT系統，IT系統，TN-S系統，不能使用在TN-C系統中。
2)   關于溫度
溫度測量與系統接地的形式無關，主要考慮包括線纜在內的低壓配電裝置中關鍵部位的溫度，一般在二級保護的線路中應用。溫度探頭Pt100可采用接觸式布置法，當被檢測對象為絕緣體時，宜將探測器的溫度傳感器直接設置在被探測對象的表面。
5.2 系統設計中的點位分配
根據國家標準GB13955-2005《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》4.4條中關于分級保護的規定，安裝剩余電流火災監控裝置時，點位分配原則的步驟是：
1)   研究分析被控低壓AC380V/220V配電線路的相關圖紙，將建筑電氣的分布情況調查核實，確定配電設備(如配電柜、箱、盤、電纜等重要設備)的位置，把每一個監控探測器分配到相應的配電設備上，以此來確定探測器的數量，避免重設浪費。
2)   確定分級保護。為了縮小發生人身電擊事故和接地故障切斷電源時引起的停電范圍，通常在供電線路的不同地點安裝三級(或兩級)不同容量的剩余電流保護裝置，以形成分級保護。根據用電負載及線路情況，一般分兩級或三級保護，適用于城鎮和農村**級和級保護。其中，重要線路應包括安防、消防、應急電源、通道照明線路及不容許停電的重要場所。
3)   二級保護中，所有開關處都要設置安裝剩余電流火災監控探測器，即在線路的電源端(**級保護)和分支首端(級也稱為末端保護)都要安裝剩余電流探測器，并接入電氣火災監控系統，只作火災監控報警用。
4)   溫度檢測是以配電設備異常時發熱為基本原則而進行的。

6 系統參數的配置
6.1 報警值設置范圍
本項目中現場儀表的剩余電流報警值設置在300mA，關于剩余電流值的設置在相關的國家標準都有詳細的規定。
依據國家標準GB14287.2-2005中的規定，剩余電流式電氣火災監控探測器的報警值設置范圍在20~1000mA之間。按此要求，一般把電源總進線處的剩余電流動作值定為400~800mA，電源分支線路上的剩余電流動作值定為100~400mA.一般在實際現場，設置剩余電流式電氣火災監控探測器的報警值，具體地說應不小于被保護電氣線路和設備的正常運行時泄漏電流*大值的2倍，且不大于1000mA。電氣火災探測器的報警設定值應考慮配電系統及用電設備的正常泄漏電流。

7 主要設備參數
浙江博舍項目電氣火災監控系統由電氣火災監控裝置Acrel-6000/B、漏電火災探測器ARCM200L-J1、漏電流互感器AKH-0.66L組成。關于儀表和互感器在此不多做介紹，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

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
24小時工作制
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
監控容量：
1)   監控設備*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
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）
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故障排除
故障報警聲信號：可手動**，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
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
自檢項目：
指示燈檢查：
1)   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 
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
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
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
4)   海拔高度：≤2500m

7.2基本功能
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**。
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。
3)   自檢功能
檢查設備中所有狀態指示燈、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。
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。
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)   權限控制功能
為確保監控系統的**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。

 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 

作者簡介：
沈燁，女，  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
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