張娟

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘要：本文簡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的組成原理，分析了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)用中的設(shè)計(jì)依據(jù)和相關(guān)規(guī)范。后通過安科瑞剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在中國金融信息大廈項(xiàng)目的實(shí)例介紹，闡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)及其重要意義。

關(guān)鍵詞：電氣火災(zāi)；監(jiān)控系統(tǒng)；Acrel-6000；金融信息大廈；

0 概述

  中國金融信息大廈位于黃浦江畔，規(guī)劃建筑面積6．5萬平方米，集金融資訊采集、發(fā)布、數(shù)據(jù)挖掘、指數(shù)產(chǎn)品研發(fā)、金融家俱樂部等多重功能于一身，實(shí)時(shí)滾動(dòng)向全球發(fā)布金融、證券等信息和數(shù)據(jù)，舉辦全球金融、航運(yùn)領(lǐng)域的重要活動(dòng)。

  現(xiàn)場有152臺ARCM200L剩余電流式儀表，安裝于該大廈樓層配電箱內(nèi)。現(xiàn)場儀表采用總線方式接入，將數(shù)據(jù)上傳至消控中心的Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

1 參考標(biāo)準(zhǔn)

  近年來，國家為了加大電氣火災(zāi)監(jiān)控防范的力度，相繼制訂或修改了一批相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，加強(qiáng)對電氣火災(zāi)的預(yù)防。主要有：

  《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016-2014

  《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50045-2011

  《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ 16-2008

  《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的安裝和運(yùn)行》GB 13955-2005

  《通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50055-2011

  《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50217-2007

  《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50116-2013

  《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備總則》GB 14048.1-2006

  《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》GB 14287.1-2014

  《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第2部分：剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》GB 14287.2-2014

  《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第3部分：測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》GB 14287.3-2014

2 系統(tǒng)組成

  中國金融信息大廈電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目由電氣火災(zāi)監(jiān)測后臺，電氣火災(zāi)探測器以及漏電流互感器組成。

  中國金融信息大廈有限公司地下4層，地上22層。

  地下部分長100米，寬50米；

  地上部分長80米，寬40米；地上部分的電氣火災(zāi)表計(jì)均在同一配電間內(nèi)，地下部分比較分散。

  地上部分有117臺電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置，地下室有35臺電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置,共152臺。

  計(jì)劃地上部分采用4根總線連接（1F-4F共30個(gè)表計(jì)/5F-11F共30個(gè)表計(jì)/12F-18F共29個(gè)表計(jì)/19F-22F及機(jī)房層共28臺表計(jì)），地下部分采用2根總線（B1F-B3F共23臺表計(jì)/B4F共12臺表計(jì))

  消控室位于1F，總線在樓層配電箱手拉手串接后將數(shù)據(jù)上傳到后臺，組成電氣火災(zāi)系統(tǒng)的大動(dòng)脈。箱體中漏電流互感器通過電流線接入漏電探測器，漏電探測器實(shí)時(shí)顯示漏電情況。以上所述組成一套信號穩(wěn)定，精度可靠的電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)組網(wǎng)共分為三層：

  1）站控管理層

  站控管理層針對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如觸摸屏、UPS電源等組成。監(jiān)測系統(tǒng)軟件對現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計(jì)算、分析、處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應(yīng)現(xiàn)場運(yùn)情況。

  監(jiān)控主機(jī)：用于數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。為系統(tǒng)內(nèi)或外部提供數(shù)據(jù)接口，進(jìn)行系統(tǒng)管理、維護(hù)和分析工作。

  UPS：保證計(jì)算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)的正常供電，在整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生供電問題時(shí)，保證站控管理層設(shè)備的正常運(yùn)行。

  后臺監(jiān)控設(shè)備設(shè)置在消控室中。

  2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

  通訊介質(zhì)：系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與上位機(jī)的實(shí)時(shí)通訊。

  3）現(xiàn)場設(shè)備層

  現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要為ARCM200系列剩余式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下所示：

3 電氣火災(zāi)設(shè)備

3.1、 Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控后臺：

主要技術(shù)參數(shù)

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(shí)，維持監(jiān)控設(shè)備工作時(shí)間 ≥4小時(shí)

工作制：

24小時(shí)工作制

通訊方式：

RS485總線通訊，Modbus-RTU通信協(xié)議，傳輸距離1km，可通過中繼器延長通訊傳輸距離

監(jiān)控容量：

① 監(jiān)控設(shè)備高可監(jiān)控200個(gè)監(jiān)控單元（探測器）

② 可配接ARCM系列監(jiān)控探測器

監(jiān)控報(bào)警項(xiàng)目：

① 剩余電流故障（漏電）：故障單元屬性（部位、類型）

② 溫度報(bào)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(jiān)控報(bào)警響應(yīng)時(shí)間： ≤30s

監(jiān)控報(bào)警聲壓級（A計(jì)權(quán)）：≥70dB／1m

監(jiān)控報(bào)警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報(bào)警信號應(yīng)保持，直至手動(dòng)復(fù)位

監(jiān)控報(bào)警聲信號：可手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)

故障報(bào)警項(xiàng)目：

① 監(jiān)控設(shè)備與探測器之間的通訊連接線發(fā)生斷路或短路

② 監(jiān)控設(shè)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(fā)生斷路或短路

故障報(bào)警響應(yīng)時(shí)間：≤100s

監(jiān)控報(bào)警聲壓級（A計(jì)權(quán)）：≥70dB／1m

監(jiān)控報(bào)警光顯示：黃色LED指示燈，黃色光報(bào)警信號應(yīng)保持至故障排除

故障報(bào)警聲信號：可手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)

故障期間，非故障回路的正常工作不受影響

控制輸出：

報(bào)警控制輸出：1組常開無源觸點(diǎn)，容量：AC250V 3A或DC30V 3A

自檢項(xiàng)目：

① 指示燈檢查：報(bào)警、故障、運(yùn)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(shí) ≤60s

事件記錄：

① 記錄內(nèi)容：記錄類型、發(fā)生時(shí)間、探測器編號、區(qū)域、故障描述，可存儲記錄不少于2萬條

② 記錄查詢：根據(jù)記錄的日期、類型等條件查詢

操作分級：

① 日常值班級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢

② 監(jiān)控操作級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠(yuǎn)程復(fù)位、設(shè)備自檢

③ 系統(tǒng)管理級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠(yuǎn)程復(fù)位、設(shè)備自檢，監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)查詢、監(jiān)控設(shè)備各模塊單獨(dú)檢測、操作員添加與刪除

使用環(huán)境條件：

① 工作場所：消防控制室內(nèi)、有人值班的變配電所（配電室）、有人值班的房間內(nèi)墻壁上

② 工作環(huán)境溫度：0℃～40℃

③ 工作環(huán)境相對濕度：5%～95%RH

④ 海拔高度：≤2500m

3.2、ARCM200系列儀表

  ARCM200型剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT、TN 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，通過對配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度、過電流、過電壓等火災(zāi)危險(xiǎn)參數(shù)實(shí)施監(jiān)控和管理，從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生，并實(shí)現(xiàn)了對多種電力參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測,為能耗管理提供**的數(shù)據(jù)。產(chǎn)品采用先進(jìn)的微控制器技術(shù)，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化于一身，是建筑電氣火災(zāi)預(yù)防監(jiān)控、系統(tǒng)絕緣老化預(yù)估等的理想選擇。產(chǎn)品符合 GB14287.2-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第2部分：剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》的標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 系統(tǒng)功能

4.1設(shè)備自檢

  以鼠標(biāo)雙擊“  ”圖標(biāo)啟動(dòng)Acrel-6000系統(tǒng)應(yīng)用程序，進(jìn)入設(shè)備自檢界面（如下圖所示），此時(shí)軟件將加載所需參數(shù)，并對各模塊進(jìn)行自動(dòng)檢測。

4.2軟件運(yùn)行主界面

  設(shè)備自檢完成后，即進(jìn)入系統(tǒng)主界面（如下圖所示）：

  系統(tǒng)主界面主要分為快捷鍵區(qū)、功能列表顯示區(qū)、設(shè)備狀態(tài)顯示區(qū)、操作顯示區(qū)、實(shí)時(shí)信息顯示區(qū)和探測器操作面板六個(gè)區(qū)域。

  在操作顯示區(qū)中，根據(jù)操作員選擇的功能而顯示不同的內(nèi)容，主要有監(jiān)控列表、狀態(tài)圖、寄存器數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)查詢、探測器管理等。

  在設(shè)備狀態(tài)顯示區(qū)中，顯示“操作員”、“操作權(quán)限”，“輸入電源”、“備用電源”、“UPS通訊”、“輸入模塊”、“輸出模塊”的狀態(tài)信息。當(dāng)設(shè)備的主要模塊發(fā)生故障時(shí)，對應(yīng)模塊的狀態(tài)信息將由“正?！弊?yōu)椤肮收稀?，同時(shí)以紅色顯示。

  在實(shí)時(shí)信息顯示區(qū)中，顯示設(shè)備實(shí)時(shí)的故障及報(bào)警信息。當(dāng)有故障或報(bào)警發(fā)生時(shí)，對應(yīng)的“故障信息”和“報(bào)警信息”選擇框?qū)@示紅色。

4.3設(shè)備故障、探測器通訊故障信息提示：

  ?當(dāng)監(jiān)控設(shè)備檢測到設(shè)備故障或探測器通訊故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備將發(fā)出以下報(bào)警提示：

  ?對于設(shè)備故障，在設(shè)備狀態(tài)顯示區(qū)中，對應(yīng)故障模塊以紅色顯示“故障”進(jìn)行提示；

  ?對于探測器通訊故障，在[探測器->監(jiān)控列表]中，對應(yīng)探測器的“通訊”列，以黃色顯示“故障”進(jìn)行提示；

  ?在實(shí)時(shí)信息顯示區(qū)中，“故障信息”顯示紅色，提示信息包括：“時(shí)間”、“區(qū)域”、“監(jiān)控地點(diǎn)”、“類型”、“探測器”和“故障信息”；

  ?監(jiān)控設(shè)備黃色故障指示燈點(diǎn)亮、發(fā)出故障提示音；

  ?故障報(bào)警聲信號可以手動(dòng)消除，當(dāng)再次有故障信號輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)；

  ?當(dāng)設(shè)備的所有故障排除后，監(jiān)控設(shè)備的黃色故障指示燈熄滅，故障提示音關(guān)閉。

 設(shè)備故障、探測器通訊故障信息提示界面

報(bào)警信息提示

  當(dāng)監(jiān)控設(shè)備監(jiān)測到探測器報(bào)警時(shí)，監(jiān)控設(shè)備將發(fā)出以下報(bào)警提示：

  ?在[探測器->監(jiān)控列表]中，對應(yīng)探測器的“狀態(tài)”列，以紅色顯示“報(bào)警”進(jìn)行提示；

  ?在實(shí)時(shí)信息顯示區(qū)中，“報(bào)警信息”顯示紅色，提示信息包括：“時(shí)間”、“區(qū)域”、“監(jiān)控地點(diǎn)”、“類型”、“探測器”和“報(bào)警信息”；

  ?控制輸出端子輸出報(bào)警信號；

  ?監(jiān)控設(shè)備紅色報(bào)警指示燈點(diǎn)亮、發(fā)出報(bào)警提示音；

  ?監(jiān)控報(bào)警聲信號可以手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)；

  ?當(dāng)報(bào)警的探測器檢測到漏電流、溫度等信號恢復(fù)正常后，需要操作員進(jìn)行確認(rèn)、復(fù)位，復(fù)位后監(jiān)控設(shè)備的紅色報(bào)警指示燈才會(huì)熄滅，同時(shí)報(bào)警提示音關(guān)閉。

報(bào)警信息界面

復(fù)位

  當(dāng)探測器監(jiān)測到漏電流、溫度等超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，會(huì)發(fā)出報(bào)警信號，監(jiān)控設(shè)備在接收到探測器的報(bào)警信號后，同時(shí)在監(jiān)控設(shè)備端發(fā)出報(bào)警信號。當(dāng)報(bào)警的探測器監(jiān)測到漏電流、溫度等信號恢復(fù)正常后，需要操作員進(jìn)行確認(rèn)、復(fù)位，復(fù)位后監(jiān)控設(shè)備的紅色報(bào)警指示燈才會(huì)熄滅，同時(shí)報(bào)警提示音關(guān)閉。

消聲

  故障、報(bào)警的提示音信號可以手動(dòng)消除，當(dāng)再次有故障、報(bào)警信號輸入時(shí)，將再次啟動(dòng)。

參數(shù)遠(yuǎn)程修改

  具有系統(tǒng)管理員權(quán)限的操作員可以對探測器的參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程修改。

4.4歷史記錄

  各級操作權(quán)限均可查看該界面的信息（如下圖所示）。用戶于該界面內(nèi)可查詢?nèi)我鈺r(shí)段內(nèi)相應(yīng)報(bào)警、故障、事件類型的記錄，操作方式為選擇起始日期、結(jié)束日期、查詢類型后點(diǎn)擊查詢按鈕即可。

歷史記錄查詢界面

4.5維護(hù)

  維護(hù)功能主要包括：設(shè)備自檢、軟件復(fù)位、通道管理、探測器管理、用戶管理等。

5 結(jié)束語

  中國金融信息大廈電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置Acrel-6000、漏電火災(zāi)探測器ARCM200L組成。Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是本公司自主研發(fā)的，是用于接收剩余電流式電氣火災(zāi)探測器等現(xiàn)場設(shè)備信號、以實(shí)現(xiàn)對被保護(hù)電氣線路的報(bào)警、監(jiān)視、控制、管理的運(yùn)行于計(jì)算機(jī)的工業(yè)級硬件/軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)應(yīng)用于大型商場、生活小區(qū)、生產(chǎn)基礎(chǔ)、辦公大樓、商場酒店、醫(yī)院等區(qū)域的消防控制中心，對分散在建筑內(nèi)的探測器實(shí)時(shí)監(jiān)測，方便實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與管理。本系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus總線將具有通信功能的探測器相互連接起來，當(dāng)現(xiàn)場保護(hù)線路中的被探測參數(shù)超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號、控制信號，能指示報(bào)警部位并保存報(bào)警信息?，F(xiàn)場儀表采用總線方式接到消控中心的Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有安裝運(yùn)輸方便、性價(jià)比高、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

[2].周中.電力儀表在大型公共建筑電能分項(xiàng)計(jì)量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6

作者簡介