吳海英
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定
摘要 安科瑞剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)ARCM剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置，對(duì)商場(chǎng)、賓館、機(jī)場(chǎng)、銀行、醫(yī)院、廠房等建筑低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行電氣火災(zāi)監(jiān)控。。本文通過(guò)對(duì)德州檔案館電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目的介紹，重點(diǎn)闡述Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能及其重要意義。
關(guān)鍵詞：火災(zāi)探測(cè)器；電氣火災(zāi)；檔案館；大型公共場(chǎng)所
0、前言
近10年來(lái)，我國(guó)發(fā)生電氣火災(zāi)高居火災(zāi)事故總數(shù)的首位。根據(jù)公安部消防局火災(zāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007年共發(fā)生火災(zāi)15.9萬(wàn)起（不含森林、草原、軍隊(duì)、礦井地下部分火災(zāi)，下同），從引發(fā)火災(zāi)的直接原因看，電氣引起火災(zāi)最多，共45703起，占總數(shù)的28.8%；2008年共發(fā)生火災(zāi)13.3萬(wàn)起，電線(xiàn)短路、超負(fù)荷、電器設(shè)備故障等電氣原因引發(fā)火災(zāi)4萬(wàn)起，占總數(shù)的30.1%，比重比2007年提高1.3個(gè)百分點(diǎn)。電氣火災(zāi)事故所占比例逐年增高，令人堪憂(yōu)。對(duì)于嚴(yán)峻的電氣火災(zāi)形勢(shì)，早期預(yù)測(cè)、預(yù)警、預(yù)報(bào)則成消防工作的重中之重，從源頭上杜絕電氣火災(zāi)的發(fā)生成了關(guān)注的焦點(diǎn)。預(yù)防和有效遏制電氣火災(zāi)的任務(wù)已經(jīng)迫在眉睫。國(guó)家有關(guān)部門(mén)相繼制訂或修改了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，要求在建筑中設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。
本文根據(jù)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的新標(biāo)準(zhǔn)（GB14827-2005），以德州檔案館漏電火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)為例，介紹Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在檔案館及大型公共場(chǎng)所的應(yīng)用。
1、項(xiàng)目簡(jiǎn)介
德州市檔案館（局）是德州市人民政府工作部門(mén)下屬事業(yè)單位，統(tǒng)一管理全市的重要檔案資料，負(fù)責(zé)接收、征集、整理、保管市委、市政府及市直黨政部門(mén)、群眾團(tuán)體、企事業(yè)單位的重要檔案資料和德州重要?dú)v史檔案資料、革命歷史檔案資料和歷史檔案資料。
本項(xiàng)目主要對(duì)德州市檔案館及德州市城建檔案館新建東航昆明新機(jī)場(chǎng)污水處理站、航食區(qū)、動(dòng)力中心三個(gè)配電區(qū)域各用電回路因漏電及由于漏電可能引起火災(zāi)進(jìn)行預(yù)報(bào)和監(jiān)控，準(zhǔn)確監(jiān)控電氣線(xiàn)路的故障和異常狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)的火災(zāi)隱患，及時(shí)報(bào)警提醒人員去消除這些隱患。幫助機(jī)場(chǎng)節(jié)約人工成本，提高工作效率。
系統(tǒng)通過(guò)探測(cè)現(xiàn)場(chǎng)各用電回路漏電電流、過(guò)電流、超溫度等信號(hào)，已聲光報(bào)警的方式，準(zhǔn)確提醒工作人員線(xiàn)路故障的位置，監(jiān)視故障點(diǎn)的變化。儲(chǔ)存各種故障和操作試驗(yàn)信號(hào)，顯示系統(tǒng)電源狀態(tài)有效預(yù)防常見(jiàn)的因漏電所引起的建筑物電氣火災(zāi)事故，保證人民生命財(cái)產(chǎn)安全。
2、參考標(biāo)準(zhǔn)
本系統(tǒng)符合中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB14287.1-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第1部分：電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》。
3、系統(tǒng)的基本組成及工作原理
3.1 基本組成部分
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB14287-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》以及相關(guān)規(guī)范《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法》，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成應(yīng)包括：電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器以及測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器等三個(gè)最基本產(chǎn)品種類(lèi)所組成。其中，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器又由監(jiān)控探測(cè)器和剩余電流互感器(分對(duì)插式、閉合式兩種)所組成；測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器由監(jiān)控探測(cè)器和測(cè)溫傳感器所組成。
剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層組成。系統(tǒng)拓?fù)鋱D如下圖所示：各電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線(xiàn)型連接接入通訊服務(wù)器，然后通過(guò)五類(lèi)線(xiàn)TCP/TP協(xié)議進(jìn)入監(jiān)控主機(jī)。
1）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層主要是連接網(wǎng)絡(luò)中用于漏電及溫度信號(hào)采集測(cè)量的各類(lèi)型的漏電火災(zāi)探測(cè)器，也是構(gòu)建該監(jiān)控系統(tǒng)必要的基本組成元素。不僅肩負(fù)著采集數(shù)據(jù)的重任，同時(shí)也是執(zhí)行后臺(tái)控制命令的終端元件
2）通訊控制層主要是由協(xié)議接口轉(zhuǎn)換器及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)等組成。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，不同的接口轉(zhuǎn)換器件提供了RS232、RS422、RS485、SPABUS等及以太網(wǎng)等各種接口，組網(wǎng)方式靈活，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)等類(lèi)型的組態(tài)網(wǎng)絡(luò)。協(xié)議接口轉(zhuǎn)換器主要用于直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)漏電火災(zāi)探測(cè)器表轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)的各種控制命令，并負(fù)責(zé)對(duì)漏電火災(zāi)探測(cè)器回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類(lèi)和存儲(chǔ)等工作，如溫度/剩余電流等。
3）管理測(cè)控層是針對(duì)消防控制的管理人員。該層直接面向用戶(hù)。該層也是系統(tǒng)的最上層部分，主要是由電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備如人機(jī)界面、打印機(jī)、UPS等。其中軟件部分具有良好的人機(jī)交互界面，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取前置機(jī)采集的現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)數(shù)據(jù)信息，自動(dòng)經(jīng)過(guò)計(jì)算處理，以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況，并可接受管理人員的操作命令，實(shí)時(shí)發(fā)送并檢測(cè)操作的執(zhí)行狀況，以保證供用電單位的正常工作。
3.2 工作原理
其基本原理是，當(dāng)電氣設(shè)備中的電流、溫度等參數(shù)發(fā)生異常或突變時(shí)，終端探測(cè)頭(如剩余電流互感器、溫度傳感器等)利用電磁場(chǎng)感應(yīng)原理、溫度效應(yīng)的變化對(duì)該信息進(jìn)行采集，并輸送到監(jiān)控探測(cè)器里，經(jīng)放大、A/D轉(zhuǎn)換、CPU對(duì)變化的幅值進(jìn)行分析、判斷，并與報(bào)警設(shè)定值進(jìn)行比較，一旦超出設(shè)定值則發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)也輸送到監(jiān)控設(shè)備中，再經(jīng)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)一步識(shí)別、判定，當(dāng)確認(rèn)可能會(huì)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，監(jiān)控主機(jī)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，點(diǎn)亮報(bào)警指示燈，發(fā)出報(bào)警音響，同時(shí)在液晶顯示屏上顯示火災(zāi)報(bào)警等信息。值班人員則根據(jù)以上顯示的信息，迅速到事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查處理，并將報(bào)警信息發(fā)送到消防控制室。
3.3 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝及布線(xiàn)設(shè)計(jì)
電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備以及系統(tǒng)的報(bào)警信號(hào)，應(yīng)設(shè)在消防控制室或有人值班的場(chǎng)所。主機(jī)電源應(yīng)取自控制中心的消防供電(AC220V)。
各監(jiān)控探測(cè)器采用現(xiàn)場(chǎng)供電，電源接入點(diǎn)應(yīng)在該級(jí)斷路器的上端。
1）配電柜內(nèi)部形式的安裝設(shè)計(jì)
本工程為新建工程，所有監(jiān)控探測(cè)器均安裝于樓層配電箱內(nèi)，采用導(dǎo)軌式安裝，安裝于配電柜內(nèi)導(dǎo)軌上。工作人員可以通過(guò)面板按鈕查看各回路漏及溫度信息。剩余電流互感器安套在A、B、C三相電源線(xiàn)及N線(xiàn)上，PE線(xiàn)不得穿過(guò)互感器，固定牢靠，探測(cè)器與互感器之間的連線(xiàn)應(yīng)該采用屏蔽導(dǎo)線(xiàn)；溫度傳感器為一熱敏電阻ＮＴＣ，可以提供-10-120℃的溫度基準(zhǔn)，熱敏電阻可以通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接至漏電火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。
2）整個(gè)漏電火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝設(shè)計(jì)
現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)漏電監(jiān)控探測(cè)器均帶有485通訊接口，需通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)將現(xiàn)場(chǎng)所有探測(cè)器以手拉手的方式串聯(lián)起來(lái)，連接時(shí)應(yīng)注意，每條485總線(xiàn)連接數(shù)量不超過(guò)32個(gè)，且在20個(gè)左右為宜。安裝走線(xiàn)時(shí)，應(yīng)注意強(qiáng)弱電走線(xiàn)分開(kāi)，導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)采用阻燃屏蔽雙絞線(xiàn)建議線(xiàn)徑不小于1.0mm2，屏蔽線(xiàn)屏蔽層應(yīng)良好接地，每條總線(xiàn)末端應(yīng)增加一個(gè)100歐姆左右的匹配電阻。配線(xiàn)整齊，綁扎成束，穿線(xiàn)可用阻燃PVC管、金屬管及金屬線(xiàn)槽。在穿管、線(xiàn)槽后，應(yīng)將管口、槽口封堵。
3.4 產(chǎn)品的選擇與介紹
本工程主要包括一棟五層的建筑以及地下室、屋頂層，值班室位于首層消防控制中心，本工程在配電柜現(xiàn)場(chǎng)均安裝ARCM300-J1剩余電流監(jiān)控探測(cè)器及AKH-0.66/L型剩余電流互感器。在消防控制中心設(shè)立琴臺(tái)式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)Acrel-6000/B50，將各處的漏電及溫度信息進(jìn)行共享，便于檔案館工作人員進(jìn)行統(tǒng)一管理。
ARCM300系列電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器是智能型探測(cè)器產(chǎn)品，符合GB 14287─2005。該產(chǎn)品既可以大量的聯(lián)機(jī)使用，也可以獨(dú)立式使用（具有漏電/過(guò)流/溫度的檢測(cè)和報(bào)警功能，另有可選功能：報(bào)警時(shí)能自動(dòng)切斷被監(jiān)控電路，即具有繼電器輸出功能）。它集電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)及報(bào)警功能于一體，具有高智能化、功能齊全、性能可靠、迷你設(shè)計(jì)、外形美觀、設(shè)定簡(jiǎn)單、導(dǎo)軌式安裝等特點(diǎn)。是令人耳目一新的全新思路設(shè)計(jì)的結(jié)晶，是對(duì)防范電氣火災(zāi)事故的又一新貢獻(xiàn)。
電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“監(jiān)控探測(cè)器”）由剩余電流互感器、溫度傳感器和監(jiān)控報(bào)警器組成，當(dāng)被保護(hù)線(xiàn)路中的剩余電流互感器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“互感器”）探測(cè)到的剩余電流超過(guò)監(jiān)控報(bào)警器的預(yù)設(shè)定值或溫度傳感器探測(cè)到的溫度超出預(yù)設(shè)定值時(shí)，監(jiān)控報(bào)警器經(jīng)分析、確認(rèn)后發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)和控制信號(hào)。監(jiān)控報(bào)警器能顯示報(bào)警線(xiàn)路漏電流大小，傳感器溫度等。當(dāng)監(jiān)控報(bào)警器有報(bào)警信息時(shí)，啟動(dòng)繼電器。并可以直接顯示探測(cè)電流值和溫度值，無(wú)需占用大的設(shè)備場(chǎng)地，節(jié)省消防設(shè)備成本，節(jié)約電力能源，監(jiān)控探測(cè)器采用儀表安裝方式。
Acrel-6000系列監(jiān)控設(shè)備是整個(gè)電氣火災(zāi)監(jiān)控的最頂端，可連接多臺(tái)ARCM系列探測(cè)器，組成一套功能齊全的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，具有聲光報(bào)警功能，并同步顯示報(bào)警回路，其報(bào)警信息可以保存12個(gè)月以上，后備不間斷電源可以保證市電失電后連續(xù)運(yùn)行4小時(shí)以上，監(jiān)控系統(tǒng)分為壁掛式、琴臺(tái)式和柜體式3種，有效通訊距離可達(dá)1200多米，多臺(tái)設(shè)備之間或者設(shè)備和其他系統(tǒng)如報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)等可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。并且該系列監(jiān)控設(shè)備具備自檢功能，從硬件、軟件、通訊線(xiàn)路、電源各個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)自檢，以隨時(shí)掌握系統(tǒng)產(chǎn)品運(yùn)行狀態(tài)，保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
3．5 軟件界面
本套上位機(jī)軟件Acrel-6000電氣火災(zāi)系統(tǒng)。主要有以下功能特點(diǎn)：友好的人機(jī)界面，可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的剩余電流數(shù)據(jù)和溫度、并有報(bào)警提示聲光報(bào)警等功能。客戶(hù)可根據(jù)實(shí)際需要對(duì)報(bào)警溫度值、漏電流值進(jìn)行設(shè)置，報(bào)警故障解除時(shí)，可遠(yuǎn)方進(jìn)行復(fù)位。系統(tǒng)可對(duì)報(bào)警事件、日期、報(bào)警值、越線(xiàn)值進(jìn)行記錄，并生成報(bào)表。
1）數(shù)據(jù)采集和顯示
現(xiàn)場(chǎng)漏電火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器將所采集數(shù)據(jù)上傳到本界面，用戶(hù)可根據(jù)需要對(duì)回路名稱(chēng)、監(jiān)控地點(diǎn)、監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行權(quán)限修改。當(dāng)剩余電流實(shí)測(cè)值大于報(bào)警設(shè)置時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警狀態(tài)指示燈會(huì)自動(dòng)閃爍，對(duì)應(yīng)界面中的報(bào)警單元狀態(tài)顏色變化，方便運(yùn)行人員檢查處理報(bào)警。
2）故障顯示
當(dāng)監(jiān)控設(shè)備檢測(cè)到設(shè)備故障時(shí)，運(yùn)行監(jiān)視主界面的故障單元狀態(tài)顏色變化，顯示故障單元的具體信息，并發(fā)出故障報(bào)警聲。支持故障報(bào)警聲手動(dòng)消除。
3）參數(shù)設(shè)定
界面顯示可操作性按鈕，可遠(yuǎn)程修改漏電流報(bào)警值上限，對(duì)各ARCM300-J1、ARCM300-J8儀表進(jìn)行復(fù)位操作。
3.6通訊狀態(tài)
圖（7）
如圖（7）所示，界面顯示ARCM300-J1、ARCM300-J8的工作狀態(tài)，當(dāng)儀表通訊異常時(shí)，報(bào)警燈開(kāi)始閃爍，儀表通訊正常時(shí)，不閃爍。
3.7報(bào)警記錄
如上圖所示，系統(tǒng)界面記錄儀表報(bào)警的回路名稱(chēng)，報(bào)警時(shí)間，報(bào)警類(lèi)型，報(bào)警實(shí)時(shí)值以及設(shè)定值。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著智能建筑的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)安全的意識(shí)認(rèn)識(shí)越來(lái)越高。公共建筑安裝漏電火災(zāi)系統(tǒng)是智能化建設(shè)的必然趨勢(shì)。電氣火災(zāi)系統(tǒng)有利于發(fā)現(xiàn)安全隱患，及時(shí)處理安全隱患，將火災(zāi)防患與未然有著重要的意義。本系統(tǒng)自德州檔案館·投入運(yùn)行以來(lái)，發(fā)現(xiàn)和整改了多出隱患，大大提高了工作人員的工作效率，保證了檔案館日常工作的穩(wěn)定有序的進(jìn)行，并為檔案館的消防管理提供了科學(xué)的依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
[1].吳恩遠(yuǎn) 周中 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用圖集 2012. 8
作者簡(jiǎn)介：
吳海英 主要研究方向?yàn)殡姎饣馂?zāi)安全