Acrel-6000電氣火災監控係統在內蒙古農業大學工科實驗樓的應用

hth下载地址 陳聰 周潔 陳正 於(yu) 洋

摘要：為(wei) 預防接地故障引起的電氣火災，國家和各地區已經製定了相關(guan) 電氣火災防範的強製規定。在各種人員密集型場所安裝電氣火災監控係統可以有效的預防電氣火災的發生。本文通過介紹hth下载地址Acrel-6000/B電氣火災監控係統在內(nei) 蒙古農(nong) 業(ye) 大學工科實驗樓項目中的應用，簡析相關(guan) 國家標準和設計規範，概述電氣火災監測係統在電氣火災預防方麵的具體(ti) 架構以及其*性。

關(guan) 鍵詞： 公共建築；電氣火災；內(nei) 蒙古農(nong) 業(ye) 大學；hth下载地址；

0. 前言

    公共建築電氣火災預防主要難點有以下幾個(ge) 方麵：

    0.1 配電係統的電纜一般都在橋架內(nei) ，當線纜老化並發生漏電時，若沒有係統的預警，現場管理人員無從(cong) 查找故障點。

    0.2 電氣火災隱患產(chan) 生非常隱蔽，無論在時間上還是在空間上都無跡可尋。

    0.3 本建築性質為(wei) 公共建築，對配電係統的穩定可靠性、配電係統安全性要求都很高，電氣火災隱患的預防就顯得十分重要。

    針對以上幾個(ge) 方麵，hth下载地址電氣股份有限公司以其自主研發的ARCM係列電氣火災監控探測器為(wei) 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hth下载地址Acrel-6000/B電氣火災監控係統。本係統後台在顯示各個(ge) 探測點位數據的同時，還提供越限聲光報警、人性化的界麵等功能。本係統實現了配電係統的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。

    本文就電氣火災係統在內(nei) 蒙古農(nong) 業(ye) 大學工科實驗樓項目中的應用，簡單介紹hth下载地址Acrel-6000/B電氣火災係統的實際應用和其實際意義(yi) 。

1. 項目概況

    針對本項目的特性，為(wei) 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、動力配電係統均配置漏電火災報警係統。該係統主要包括係統主機、現場監控器以及數據集中控製器。漏電火災報警主機設置在消防控製室。係統在各個(ge) 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於(yu) 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(jin) 給出報警信號，不切斷其電源。

2. 參照標準

    鑒於(yu) 公共建築發生火災容易造成人員生命財產(chan) 損失。為(wei) 了加大電氣火災監控防範的力度，近年來，國家相繼製訂或修改了一批相關(guan) 標準規範。相關(guan) 的標準規範已經對電氣火災監控係統提出了具體(ti) 的要求，本項目中選用的hth下载地址Acrel-6000/B電氣火災係統的設計參照的標準主要有：

    2.1 GB50045-95(2005版)《高層民用建築設計防火規範》，其中在條文9.5.1裏規定:高層建築內(nei) 火災危險性大、人員密集等場所宜設置漏電火災報警係統。

    2.2 國家標準《建築電氣火災預防要求和檢測方法》有關(guan) 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餘(yu) 電流動作保護器。

    2.3 電氣火災監控係統的產(chan) 品應滿足:GB14287.1-2005《電氣火災監控設備》、 GB14287.2-2005《剩餘(yu) 電流式電氣火災監控探測器》、GB14287.3-2005《測溫式電氣火災監控探測器》

    2.4 電氣火災監控係統的安裝和運行應滿足GB13955-2005《剩餘(yu) 電流動作保護裝置安裝和運行》

    2.5 電氣火災監控係統的供電應滿足GB50052《供配電係統設計規範》的要求

    2.6 電氣火災監控係統的設計應滿足《電氣火災監控係統的設計方法》的要求(暫行規定)

3. 係統架構及設計

 電氣火災監控係統拓撲圖

3.1 站控管理層

    站控管理層針對電氣火災監控係統的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是係統的上層部分。hth下载地址電氣火災監控係統主機充分考慮到用戶的操作習(xi) 慣，和持續穩定運行，參照的相應的國家標準和規範。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，並以圖形、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係統動態，且實現故障信息可追循，信息可導出等功能。

    鑒於(yu) 本項目中儀(yi) 表點位以及數據量的規模，現為(wei) 項目配置hth下载地址Acrel-6000/B主機，本主機的具體(ti) 參數見下文介紹。
3.2 網絡通訊層

    本項目中的所有儀(yi) 表須嚴(yan) 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(yi) 表分布在樓層強電間配電櫃。

    本項目的數據總線設計為(wei) 兩(liang) 根總線，獨立的總線便於(yu) 後期係統的維護，發生漏電流報警時也可以根據後期我方提供的點檢表快速定位故障回路，快速排除故障。

    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(yi) 表數量在50隻以內(nei) 。

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hth下载地址導軌式電氣火災探測器ARCM300-J1，通過導軌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(ge) 配電係統的工作狀態。

    ARCM係列剩餘(yu) 電流式電氣火災監控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT、TN 係統設計的，通過對配電回路的剩餘(yu) 電流、導線溫度等火災危險參數實施監控和管理，從(cong) 而預防電氣火災的發生，並實現了對多種電力參數的實時監測,為(wei) 能耗管理提供數據。產(chan) 品采用的微控製器技術，集成度高，體(ti) 積小巧，安裝方便，集智能化，數字化，網絡化於(yu) 一身，是建築電氣火災預防監控、係統絕緣老化預估等的理想選擇。產(chan) 品符合 GB14287.2-2005《電氣火災監控係統 第2部分：剩餘(yu) 電流式電氣火災監控探測器》的標準要求。

4. 係統特點和工作原理

    鑒於(yu) 本項目的規模，項目電氣火災檢測點位的實際情況。無論在終端剩餘(yu) 電流探測器還是後台主機都是根據本項目的實際情況來進行設計的。

4.1 本項目的係統特點可總結為(wei) 一下3點：

    4.1.1 終端探測器選用導軌式電氣火災探測器，方便安裝、節省成本、便於(yu) 後期維護。

    4.1.2 RS485總線連接方便，可操作性強。總線布線時走的是弱電橋架，不會(hui) 受到強電的影響，確保的整個(ge) 係統的通訊穩定。

    4.1.3 考慮到本項目中儀(yi) 表數據量，客戶要求。本項目的主機選用壁掛式。壁掛式主機界麵簡潔，係統操作方便，適合本項目中的配電間環境和客戶的相關(guan) 操作要求。

4.2 電氣火災係統工作原理

    4.2.1 剩餘(yu) 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(ge) 節點的電流矢量和為(wei) 零。以TN-S係統為(wei) 例，將A/B/C/N同時穿過剩餘(yu) 電流互感器，當係統未發生漏電時，流入和流出剩餘(yu) 電流互感器的電流矢量和為(wei) 零，此時，剩餘(yu) 電流互感器感應出的二次電流也為(wei) 0;當某相對大地發生漏電，此時流入和流出剩餘(yu) 電流互感器的電流矢量和不再為(wei) 零，其大小等於(yu) 從(cong) 大地流走的電流即漏電流。此漏電信號通過剩餘(yu) 電流互感器的二次接線傳(chuan) 輸至電氣火災探測器，經運算放大、A/D轉換後送入CPU，經過一係列算法後，對變化的幅值進行分析、判斷，並與(yu) 報警設定值進行比較，若超出定值則發出聲光報警信號並上送至後台電氣火災監控設備。

    4.2.2 終端探測器負責監測各個(ge) 回路的剩餘(yu) 電流值，將剩餘(yu) 電流值的數據傳(chuan) 輸至係統主機。終端探測器還負責其監測回路剩餘(yu) 電流值的實時顯示，同時能夠設置限值，當剩餘(yu) 電流值越*能夠發出聲光報警，提醒管理人員及時維護、整改。

    4.2.3 儀(yi) 表通過RS485總線將數據傳(chuan) 輸至係統主機，係統主機將上傳(chuan) 數據通過圖形、報表、事件記錄等形式反映整個(ge) 係統的運行狀態。

5. 係統設計注意事項和方法

5.1 電氣火災監控係統主要監測剩餘(yu) 電流和溫度兩(liang) 類對象，在設計時應注意的基本要點

     5.1.1 關(guan) 於(yu) 剩餘(yu) 電流

    由於(yu) 剩餘(yu) 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係統形式有一定要求。目前，可以應用剩餘(yu) 電流互感器的低壓配電係統有：TT係統，IT係統，TN-S係統，不能使用在TN-C係統中。對將要設計安裝電氣火災監控係統的用戶，不管是新工程或舊工程改造項目，首先要調查核實該用戶低壓配電係統的係統接地形式是什麽(me) ，否則，設計安裝剩餘(yu) 電流互感器的點位進行檢測是根本無法施行的。

    關(guan) 於(yu) AC220V單相供電係統，剩餘(yu) 電流互感器隻要套住L/N兩(liang) 根電源線即可，但要求中性線N此後不容許再接地。對於(yu) AC380V三相供電係統，由於(yu) 有三相三線製、三相四線製、三相五線製等使用狀況，則根據具體(ti) 情況將剩餘(yu) 電流互感器同時套住A/B/C三相電源線，或同時套住A/B/C/N線。同理，要求中性線N此後不許再接地，保護線PE不得穿過互感器。

    在係統接地的形式為(wei) TN-C型時工業(ye) 自動化網，須將其改造為(wei) TN-S型、TN-C-S型或局部TT型係統後，才可以安裝剩餘(yu) 電流檢測裝置。

    5.1.2 關(guan) 於(yu) 溫度

    溫度測量與(yu) 係統接地的形式無關(guan) ，主要考慮包括線纜在內(nei) 的低壓配電裝置中關(guan) 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(wei) 絕緣體(ti) 時，宜將探測器的溫度傳(chuan) 感器直接設置在被探測對象的表麵。當被檢測對象為(wei) 配電櫃內(nei) 部溫度變化時，可采用非接觸式布置，靠近發熱部件。

5.2 係統設計中的點位分配

    根據國家標準GB13955-2005《剩餘(yu) 電流動作保護裝置安裝和運行》4.4條中關(guan) 於(yu) 分級保護的規定，安裝剩餘(yu) 電流火災監控裝置時，點位分配原則的步驟是：

    5.2.1 研究分析被控低壓AC380V/220V配電線路的相關(guan) 圖紙，將建築電氣的分布情況調查核實，確定配電設備(如配電櫃、箱、盤、電纜等重要設備)的位置，把每一個(ge) 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。

    5.2.2 確定分級保護。為(wei) 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範圍，通常在供電線路的不同地點安裝三級(或兩(liang) 級)不同容量的剩餘(yu) 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(liang) 級或三級保護，適用於(yu) 城鎮和農(nong) 村保護。

    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。

    5.2.3 二級保護中，所有開關(guan) 處都要設置安裝剩餘(yu) 電流火災監控探測器，即在線路的電源端和分支首端(也稱為(wei) 末端保護)都要安裝剩餘(yu) 電流探測器，並接入電氣火災監控係統，隻作火災監控報警。

    5.2.4 溫度檢測是以配電設備異常時發熱為(wei) 基本原則而進行的。

    1)變壓器低壓側(ce) 出線端子、變壓器體(ti) 溫(風溫、油溫、水溫)測試點、負荷開關(guan) 觸頭。

    2)各配電櫃(箱)的進出母線接點、自動開關(guan) (斷路器、刀開關(guan) )觸頭、大電流導線集中部位、線纜駁接點。

    3)母聯櫃主接點、刀開關(guan) 觸頭。

    4)補償(chang) 電容器接線端子、轉換開關(guan) 觸頭。

    5.2.5 根據點位安裝總數，再選擇相應的壁掛、立式或琴台。

6. 係統參數的配置

6.1 報警值設置範圍

    本項目中現場儀(yi) 表的剩餘(yu) 電流報警值設置在300mA，關(guan) 於(yu) 剩餘(yu) 電流值的設置在相關(guan) 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，剩餘(yu) 電流式電氣火災監控探測器的報警值設置範圍在20~1000mA之間。按此要求，一般把電源總進線處的剩餘(yu) 電流動作值定為(wei) 400~800mA，電源分支線路上的剩餘(yu) 電流動作值定為(wei) 100~400mA.一般在實際現場，設置剩餘(yu) 電流式電氣火災監控探測器的報警值，具體(ti) 地說應不小於(yu) 被保護電氣線路和設備的正常運行時泄漏電流值的2倍，且不大於(yu) 1000mA。電氣火災探測器的報警設定值應考慮配電係統及用電設備的正常泄漏電流。

6.2 關(guan) 於(yu) 電纜溫升報警設定參考，根據《電力電纜設計規範》對電纜有關(guan) 溫度的規定

    6.2.1 60℃以上高溫場所應按經受高溫及其持續時間和絕緣類型要求，選用耐熱聚氯乙烯、交聯聚乙烯或乙丙橡皮絕緣等耐熱型電纜100℃以上高溫環境宜選用礦物絕緣電纜。高溫場所不宜選用普通聚氯乙烯絕緣電纜。

    6.2.2 電纜持續允許載流量的環境溫度應按使用地區的氣象溫度多年平均值確定，並應符合規定。在戶內(nei) 電纜溝敷設時，環境溫度為(wei) 場所溫度平均值另加5℃.

    6.2.3 電纜所承受溫升與(yu) 敷設及散熱條件有關(guan) 。

7. 主要設備參數

    內(nei) 蒙古農(nong) 業(ye) 大學工科實驗樓項目電氣火災監控係統由電氣火災監控裝置Acrel-6000/B、漏電火災探測器ARCM300-J1、漏電流互感器AKH-0.66L組成。

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 工作製：

24小時工作製

7.1.3 通訊方式：

RS485總線通訊，Modbus-RTU通信協議，傳(chuan) 輸距離1.2km，可通過中繼器延長通訊傳(chuan) 輸距離

7.1.4 監控容量：

① 監控設備可監控1024（須定製）個(ge) 監控單元（探測器）

② 可配接ARCM係列監控探測器

7.1.5 監控報警項目：

① 剩餘(yu) 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，直至手動複位

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(yu) 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(yu) 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 控製輸出：

報警控製輸出：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(nei) 容：記錄類型、發生時間、探測器編號、區域、故障描述，可存儲(chu) 記錄不少於(yu) 2萬(wan) 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、探測器遠程複位、設備自檢

③ 係統管理級：實時狀態監視、事件記錄查詢、探測器遠程複位、設備自檢，監控設備係統參數查詢、監控設備各模塊單獨檢測、操作員添加與(yu) 刪除

7.1.11 使用環境條件：

① 工作場所：消防控製室內(nei) 、有人值班的變配電所（配電室）、有人值班的房間內(nei) 牆壁上

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

    7.2.1 監控報警功能：

    監控設備能接收多台探測器的漏電、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“複位"按鈕遠程對探測器實現複位。對於(yu) 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(yu) 所接的任一台探測器之間發生通訊故障時，監控畫麵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，並發出故障報警聲音。

    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並顯示故障信息，可進入相應的界麵查看詳細信息並可解除報警聲響。

    7.2.3 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。

    7.2.4 報警記錄存儲(chu) 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(chu) 在數據庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。曆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，當主電源恢複正常供電時，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 對探測器控製功能

     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複位控製。

    7.2.7 權限控製功能

    為(wei) 確保監控係統的安全運行，監控設備軟件操作權限分為(wei) 三級，不同級別的操作員具有不同的操作權限。

8. 項目總結

    本項目實施過程中，我方協助施工單位，對部分進線回路漏電流隱患的排除。其中漏電流過大主要是因為(wei) 部分回路零線連接至地線上的緣故。

    電氣火災係統的設計，安裝，調試，驗收的整個(ge) 過程既是對電氣安全的一次檢測，也是對用戶配電係統管理人員的一次培訓，通過項目的實時和係統運用的培訓，讓本項目的電力係統管理人員能夠更加細致的了解本項目配電係統的電氣火災隱患的排除方法，提高其電氣火災防範意識和效率。

    在項目運行正常後，我方還提供了本項目電氣火災係統整套資料，資料中包括本項目電氣火災探測點的點位表，係統使用說明書(shu) 等。就其中點位表而言，上麵標注了本項目中各個(ge) 火災探測器安裝回路的具體(ti) 名稱位置，係統正常運行後的實時數據。全套資料便於(yu) 後期管理人員快速掌握係統的架構，提高係統維護效率和故障排查速度。

    hth下载地址電氣火災監控係統自投入市場以來，運行良好，在預防電氣火災方麵發揮了重要作用，已獲得了客戶對產(chan) 品和公司的認可和肯定。