淺析電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

淺析電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫剛安科瑞電氣股份上海嘉定010引言為了遏制電氣火災(zāi)上升勢(shì)頭．政府相關(guān)部門(mén)對(duì)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50045-95，，以下簡(jiǎn)稱《高規(guī)》)和《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016-，以下簡(jiǎn)稱《低規(guī)》)進(jìn)行了局部條文修訂，要求在建筑物內(nèi)安裝剩下電流動(dòng)作火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。1電氣火災(zāi)隱患關(guān)鍵成因電氣火災(zāi)形成關(guān)鍵分為過(guò)熱型和放電型兩種，實(shí)際中火災(zāi)隱患關(guān)鍵由過(guò)熱型引發(fā)。過(guò)熱型是電氣線路和設(shè)備發(fā)燒部位產(chǎn)生異常高溫．如超出許可溫度和溫升，將會(huì)加速絕緣老化或直接引燃周圍可燃物，關(guān)鍵由以下故障引發(fā)：a．電氣線路或設(shè)備線圈發(fā)生短路；b．電氣線路和設(shè)備過(guò)載：C．導(dǎo)體連接部分接觸不良．接觸電阻過(guò)大；d．導(dǎo)體絕緣性能下降．引發(fā)漏電：e．非線性負(fù)載引發(fā)電氣線路和設(shè)備高次諧波過(guò)載，尤其中性線過(guò)載；f.供電電壓過(guò)低或過(guò)高，電氣設(shè)備頻繁開(kāi)啟等。放電型是電氣線路和設(shè)備產(chǎn)生故障火花和電弧引燃周圍可燃物．關(guān)鍵由以下故障引發(fā)：a．電氣線路和設(shè)備發(fā)生電弧性接地故障；b．電氣線路和設(shè)備發(fā)生相問(wèn)短路、單相短路或斷線；C．電氣線途經(jīng)壓擊穿：d．電磁感應(yīng)放電等。2火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、剩下電流動(dòng)作保護(hù)裝置和電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)區(qū)分火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)關(guān)鍵處理多種火災(zāi)發(fā)生以后報(bào)警，同時(shí)開(kāi)啟消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)火災(zāi)區(qū)域內(nèi)人員進(jìn)行快速和有序疏散。并對(duì)火災(zāi)區(qū)域?qū)嵤渚取６Ｏ码娏鞅Ｗo(hù)裝置(RCD)關(guān)鍵處理是人身電氣安全問(wèn)題(通常在終端電氣設(shè)備保護(hù)開(kāi)關(guān)處設(shè)置，其剩下電流≤30mA無(wú)延時(shí)脫扣，特殊場(chǎng)所剩下電流保護(hù)裝置電流≤lOmA無(wú)延時(shí)脫扣或報(bào)警)，起到直接或間接接觸電擊防護(hù)功效，當(dāng)然RCD也有一部分內(nèi)容適適用于電氣火災(zāi)防范。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)(由電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、剩下電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器、測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器三部分組合而成)關(guān)鍵處理是對(duì)電氣火災(zāi)預(yù)防和控制。隔離故障線路，關(guān)鍵性質(zhì)負(fù)荷線路報(bào)警等。不包含對(duì)人身安全直接及間接接觸電擊防護(hù)功效。系統(tǒng)采取HUB(集線器)星形結(jié)構(gòu)布線，總線采取超五類8芯UTP(非屏蔽雙絞線)，和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)分開(kāi)且獨(dú)立敷設(shè)，所以其和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)為并列關(guān)系．也可成為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)一個(gè)子系統(tǒng)。僅僅實(shí)時(shí)提供火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器對(duì)配電線路、配電設(shè)備和大型用電設(shè)備所監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集和傳輸。3電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是指當(dāng)被保護(hù)線路中被探測(cè)參數(shù)超出報(bào)警設(shè)定值時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號(hào)、控制信號(hào)并能指示報(bào)警部位系統(tǒng)。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)電氣火災(zāi)預(yù)防手段，是作用于電氣火災(zāi)發(fā)生前一個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，和作用于火災(zāi)發(fā)生后“火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)”在負(fù)擔(dān)任務(wù)、功效和采取技術(shù)手段等方面均是不一樣，二者不能混淆和替換?！癆RCM”電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是由安科瑞電氣股份自主研發(fā)和生產(chǎn)，包含Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)軟件及ARCM系列電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器組成。它是一個(gè)應(yīng)用于民用建筑和工業(yè)建筑雙重領(lǐng)域新一代電氣火災(zāi)監(jiān)控產(chǎn)品，含有超早期、高智能、小型化、多功效、高可靠性、簡(jiǎn)單實(shí)用等特點(diǎn)。該裝置是結(jié)合多年來(lái)該企業(yè)在中國(guó)外工業(yè)領(lǐng)域及民用建筑領(lǐng)域得系統(tǒng)集成項(xiàng)目中所積累下大量寶貴經(jīng)驗(yàn)研制而成。該監(jiān)控設(shè)備采取工業(yè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)研制，含有良好可靠性，同時(shí)優(yōu)化了人機(jī)交互功效，使整個(gè)系統(tǒng)易于安裝、調(diào)試及維護(hù)，主機(jī)采取總線制數(shù)據(jù)傳輸方法，配接剩下電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，組成大容量電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，適適用于高層建筑和多種工業(yè)場(chǎng)所早期電氣火災(zāi)實(shí)時(shí)監(jiān)控及預(yù)防。3.1監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)原理電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是集監(jiān)測(cè)、報(bào)警、控制、集中管理于一體，總線上通常接監(jiān)控探測(cè)器或監(jiān)控單元，和主機(jī)進(jìn)行通訊，傳送全部數(shù)據(jù)采集信息。主機(jī)采集接收數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)被探測(cè)電氣線路三相電流、剩下電流、溫度、電壓等參數(shù)改變，和反饋目前回路狀態(tài)等信息。當(dāng)被測(cè)線路發(fā)生異常時(shí)，電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器經(jīng)過(guò)互感器、溫度傳感器等工具采集信號(hào)并處理，當(dāng)監(jiān)測(cè)值超出設(shè)定閾值而且達(dá)成觸發(fā)時(shí)間時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)將報(bào)警信號(hào)上傳至監(jiān)控設(shè)備中，經(jīng)深入識(shí)別判定，監(jiān)控主機(jī)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，報(bào)警指示燈亮，報(bào)警聲音帶卡，并在顯示器上提醒報(bào)警信息，指定報(bào)警位置，值班人員快速進(jìn)行檢驗(yàn)處理，將報(bào)警信息發(fā)送至集中控制臺(tái)，同時(shí)也可由值班人員經(jīng)過(guò)監(jiān)控設(shè)備控制切斷故障回路電源，聯(lián)動(dòng)其它消防設(shè)備，從而達(dá)成預(yù)防電氣火災(zāi)發(fā)生。3.2監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)組成《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》（GB14287）中給出了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)定義及基礎(chǔ)組成。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是當(dāng)被保護(hù)線路中被探測(cè)參數(shù)超出報(bào)警設(shè)定值時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號(hào)、控制信號(hào)并能指示報(bào)警部位系統(tǒng)，它由電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器組成。安科瑞電氣股份生產(chǎn)研發(fā)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵包含：Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備和ARCM系列電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器兩大部分組成。依據(jù)工程項(xiàng)目標(biāo)大小不一樣，給出了適適用于各類不一樣系統(tǒng)處理方案，以達(dá)成更優(yōu)、愈加好目標(biāo)。通常我們分為：小型單體建筑；大型單體建筑；大型群體建筑。圖1中給出了各類型項(xiàng)目標(biāo)基礎(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。（a）小型單體建筑（b）大型單體建筑大型群體建筑圖1基礎(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.3基礎(chǔ)功效及特點(diǎn)Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是用于接收剩下電流式電氣火災(zāi)探測(cè)器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電氣線路報(bào)警、監(jiān)視、控制、管理運(yùn)行于計(jì)算機(jī)工業(yè)級(jí)硬件/軟件系統(tǒng)。它關(guān)鍵包含以下六個(gè)功效：監(jiān)控報(bào)警；故障報(bào)警；控制輸出；自檢；報(bào)警統(tǒng)計(jì)；操作分級(jí)。監(jiān)控報(bào)警功效關(guān)鍵包含：被監(jiān)控回路開(kāi)關(guān)實(shí)時(shí)狀態(tài)；故障信號(hào)指示；聯(lián)動(dòng)輸入；≤30s監(jiān)控報(bào)警響應(yīng)時(shí)間；監(jiān)控報(bào)警聲信號(hào)指示及操作。故障報(bào)警功效包含：監(jiān)控設(shè)備和探測(cè)器之間連接線斷路、短路故障監(jiān)測(cè)；監(jiān)控設(shè)備主電源欠壓（≤80%主電源電壓）或過(guò)壓（≥110%主電源電壓）監(jiān)測(cè)?？刂戚敵龉πО簩?duì)部分或全部被監(jiān)控單元分閘、合閘進(jìn)行遙控操作；報(bào)警控制輸出；脫扣控制輸出。自檢功效包含：通信線路斷路、短路檢驗(yàn)；手動(dòng)檢驗(yàn)或系統(tǒng)自檢。報(bào)警統(tǒng)計(jì)功效包含：報(bào)警、故障事件類型、發(fā)生時(shí)間統(tǒng)計(jì)；依據(jù)統(tǒng)計(jì)日期、故障類型等條件查詢；報(bào)警統(tǒng)計(jì)查詢及打印功效。操作分級(jí)包含：日常值班人員，可進(jìn)入軟件界面查看實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)情況、消除報(bào)警聲音和查詢報(bào)警統(tǒng)計(jì)；監(jiān)控操作人員，可操作除針對(duì)系統(tǒng)本身信息維護(hù)外其它操作；系統(tǒng)管理人員，可操作系統(tǒng)任何一個(gè)功效模塊。另外，和電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備相配套ARCM系列電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器負(fù)責(zé)被監(jiān)測(cè)線路參數(shù)上傳。監(jiān)控探測(cè)器關(guān)鍵將電壓信號(hào)、電流信號(hào)和剩下電流信號(hào)經(jīng)過(guò)互感器隔離調(diào)理以后，進(jìn)入電參量采集模塊，將采樣計(jì)算好數(shù)據(jù)上傳到MCU處理單元，MCU處理單元對(duì)接收到數(shù)據(jù)作深入處理，并采集溫度檢測(cè)模塊溫度信號(hào)，數(shù)據(jù)處理完以后和之前設(shè)定保護(hù)參數(shù)進(jìn)行比較，判定是否出現(xiàn)故障，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在LCD或LED顯示器上。假如發(fā)生故障將會(huì)依據(jù)之前設(shè)定故障處理方法進(jìn)行處理，保護(hù)供電安全，并觸發(fā)聲光報(bào)警通知工作人員，并將故障類型、時(shí)間和參數(shù)存入存放芯片內(nèi)。另外，MCU處理單元也接收聯(lián)動(dòng)輸入模塊傳來(lái)消防聯(lián)動(dòng)和煙霧聯(lián)動(dòng)信號(hào)，和消防系統(tǒng)配合，遠(yuǎn)程切斷電源，預(yù)防火災(zāi)發(fā)生。MCU處理單元經(jīng)過(guò)雙通信模塊能夠和兩個(gè)上位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，方便上位機(jī)對(duì)裝置監(jiān)控，并確保兩個(gè)系統(tǒng)互不影響，同時(shí)可降低系統(tǒng)投資成本，方便后期維護(hù)，方便電氣火災(zāi)系統(tǒng)普及。圖2系統(tǒng)拓?fù)鋱D4關(guān)鍵表計(jì)功效及選型方案5結(jié)束語(yǔ)總而言之，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)聯(lián)網(wǎng)整體裝置．是一個(gè)完整系統(tǒng)。其關(guān)鍵功效是在火災(zāi)發(fā)生前，能對(duì)配電線路、變配電設(shè)備、關(guān)鍵用電設(shè)備電流(以線路漏電電流為主)和溫度改變進(jìn)行檢測(cè)，和對(duì)隱患和故障部位地址進(jìn)行報(bào)警。所以，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)首先明確保護(hù)對(duì)象火災(zāi)危險(xiǎn)程度，并結(jié)合工程配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和負(fù)荷特征確定保護(hù)分級(jí)：同時(shí)．電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)以線路漏電檢測(cè)和報(bào)警為主，可依據(jù)負(fù)荷特征和運(yùn)行情況，對(duì)配電設(shè)備和線路合適部位增加溫度監(jiān)控器，如變壓器、電氣豎井內(nèi)電纜橋架和電纜夾層等，提升系統(tǒng)性價(jià)比。另外．在配電設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)充足考慮線路負(fù)荷增加原因和敷設(shè)條件對(duì)載流量影響，選擇足夠中性線截面，認(rèn)真做好工程總等電位和局部等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)，合理選配剩下電流動(dòng)作保護(hù)裝置等對(duì)電氣火災(zāi)防護(hù)也一樣至關(guān)關(guān)鍵。參考文件：[1]安科瑞電氣股份產(chǎn)品手冊(cè).1版.作者介紹：溫剛，男，本科，安科瑞電氣股份，關(guān)鍵研究方向?yàn)殡姎饣馂?zāi)監(jiān)控，Email:手機(jī)：《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用圖集》（圖集號(hào)：ACR12CDX401）由安科瑞電氣股份及山東省建筑電氣技術(shù)情報(bào)網(wǎng)主編，本圖集結(jié)合安科瑞Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品特點(diǎn)，依據(jù)電氣設(shè)計(jì)規(guī)范，滿足建筑物