縱觀建筑工程領(lǐng)域電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用分析

徐霜  

安科瑞電氣股份有限公司   上海 嘉定   201801

0.引言

    電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是近幾年來(lái)在我國(guó)建筑工程領(lǐng)域出現(xiàn)的一個(gè)新型的實(shí)時(shí)功能系統(tǒng)。由于實(shí)踐時(shí)間短，基礎(chǔ)研究的試驗(yàn)不足，因此對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用的規(guī)范、指導(dǎo)和監(jiān)督等方面還處于一個(gè)初級(jí)的階段。就目前現(xiàn)狀看，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)從標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、工程設(shè)計(jì)到產(chǎn)品制造均存在著許多誤區(qū)和缺陷，這是非常不利于系統(tǒng)的健康發(fā)展的。為了有助于該系統(tǒng)在應(yīng)用方面的進(jìn)步，本文將針對(duì)當(dāng)前存在的問(wèn)題從概念、工程應(yīng)用設(shè)計(jì)和安科瑞產(chǎn)品開(kāi)發(fā)制造能進(jìn)一步趨于規(guī)范和科學(xué)。

1.電氣故障和電氣火災(zāi)的概念

    電氣火災(zāi)，顧名思義，是一種由電氣故障而引發(fā)的火災(zāi)。分析電氣故障可知，可能引起火災(zāi)的故障主要是短路和漏電故障，而過(guò)載則是一種非正常運(yùn)行的狀態(tài)，本身并非故障。過(guò)載發(fā)展成故障是一個(gè)漸變的過(guò)程，zui終同過(guò)電壓等故障一樣，是以擊穿短路的形式表現(xiàn)的。一個(gè)符合規(guī)范的工程電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本身對(duì)短路、過(guò)載和金屬性接地故障已有完善的保護(hù)措施，均可及時(shí)地切斷故障線路。并在新建工程中，由于配電開(kāi)關(guān)的性能保證和電力線路敷設(shè)環(huán)境防火要求的規(guī)范，因短路引發(fā)的火災(zāi)實(shí)例較為少見(jiàn)。從火災(zāi)案例分析可看出，電氣短路火災(zāi)主要是存在于一些老舊建筑和棚戶建筑中。新建工程中引起電氣火災(zāi)的原因主要是接地故障，特別是非*的接地故障，即漏電故障。因此，現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范把對(duì)電氣火災(zāi)的預(yù)防明確地界定為“漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)”。

    從以上分析可以認(rèn)為：電氣火災(zāi)是一種主要由電氣線路或電氣設(shè)備的接地故障，特別是電弧性燃物所致。

2.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念

    電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是一種火災(zāi)預(yù)防手段，是作用于火災(zāi)發(fā)生前的一種實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，與作用于火災(zāi)發(fā)生后的“火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)”在承擔(dān)任務(wù)、功能和采取的技術(shù)手段等方面均是不同的，兩者不應(yīng)該混淆和重復(fù)。

    Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由漏電（包括電流）探頭、探測(cè)控制器和監(jiān)控設(shè)備三部分組成。探測(cè)控制器與漏電（電流）探頭需配套使用。所有需要監(jiān)控的電路分支點(diǎn)均安裝，探測(cè)控制器均并聯(lián)于二總線上，監(jiān)控設(shè)備由一臺(tái)工業(yè)控制用PC機(jī)及外圍設(shè)備組成。

    管理軟件能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的工作情況，值班人員在控制中心通過(guò)觀察計(jì)算機(jī)屏幕就可以了解所有監(jiān)控點(diǎn)的工作情況。監(jiān)控設(shè)備具有龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠存儲(chǔ)配電系統(tǒng)產(chǎn)生的所有情況記錄，便于有關(guān)人員查詢和分析。

2.1基本功能

    Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是用于接收剩余電流式電氣火災(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(jí)硬件/軟件系統(tǒng)。它主要包括以下六個(gè)功能：監(jiān)控報(bào)警；故障報(bào)警；控制輸出；自檢；報(bào)警記錄；操作分級(jí)。監(jiān)控報(bào)警功能主要包括：被監(jiān)控回路開(kāi)關(guān)的實(shí)時(shí)狀態(tài)；故障信號(hào)指示；聯(lián)動(dòng)輸入；≤30s的監(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)警功能包括：監(jiān)控設(shè)備與探測(cè)器之間的連接線斷路、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)。

    此外，與電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備相配套的ARCM系列電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器負(fù)責(zé)被監(jiān)測(cè)線路的參數(shù)上傳。監(jiān)控探測(cè)器主要將電壓信號(hào)、電流信號(hào)和剩余電流信號(hào)經(jīng)過(guò)互感器隔離調(diào)理之后，進(jìn)入電參量采集模塊，將采樣計(jì)算好的數(shù)據(jù)上傳到MCU處理單元，MCU處理單元對(duì)接收到的數(shù)據(jù)作進(jìn)一步處理，并采集溫度檢測(cè)模塊的溫度信號(hào)，數(shù)據(jù)處理完之后與之前設(shè)定的保護(hù)參數(shù)進(jìn)行比較，判斷是否出現(xiàn)故障，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在LCD或LED顯示屏上。如果發(fā)生故障將會(huì)根據(jù)之前的設(shè)定故障處理方式進(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)存入的存儲(chǔ)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)的消防聯(lián)動(dòng)和煙霧聯(lián)動(dòng)的信號(hào)，與消防系統(tǒng)配合，遠(yuǎn)程切斷電源，防止火災(zāi)的發(fā)生。MCU處理單元通過(guò)雙通信模塊可以與兩個(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)裝置的監(jiān)控，并保證兩個(gè)系統(tǒng)互不影響，同時(shí)可減少系統(tǒng)投資成本，方便后期維護(hù)，方便電氣火災(zāi)系統(tǒng)的普及。

2.2選型方案

   主要表計(jì)功能及選型方案

2.3系統(tǒng)組成與組網(wǎng)方案

    Acrel-6000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RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器，然后通過(guò)五類線TCP/TP協(xié)議進(jìn)入監(jiān)控主機(jī)。如下圖所示：

2）組網(wǎng)方案

 （a）大型建筑群組網(wǎng)方案

    大型建筑群，樓層高，多棟樓體分散。采用Acrel-6000/Q電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備+ACREL6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備+電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器三層結(jié)構(gòu)組網(wǎng)模式，便于區(qū)域化管理，采用RS-485網(wǎng)絡(luò)通信，以太網(wǎng)通信，以太網(wǎng)通信，滿足了通信實(shí)時(shí)性高的要求。

   （b）大型單體建筑組網(wǎng)方案

    大型單體建筑，采用Acrel-6000/Q電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備+電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器兩層建構(gòu)組網(wǎng)模式，檢測(cè)管理功能，性價(jià)比高，采用RS-485網(wǎng)絡(luò)，通信介質(zhì)采用屏蔽雙絞線，滿足了通信實(shí)時(shí)性高的要求。

   （c）中型建筑組網(wǎng)方案

    中型單體建筑，采用Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備+電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器兩層結(jié)構(gòu)組網(wǎng)模式，造價(jià)經(jīng)濟(jì)，性價(jià)比高，采用RS-485網(wǎng)絡(luò)，滿足了通信實(shí)時(shí)性高的要求。

   （d）小型建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

    小型建筑，采用Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，造價(jià)經(jīng)濟(jì)，性價(jià)比高。

3.結(jié)束語(yǔ)

    安科瑞應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，與時(shí)俱進(jìn)，不斷研發(fā)、更新、符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的、維護(hù)人民安全和財(cái)產(chǎn)的產(chǎn)品，而電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是一種新型的以預(yù)防為特點(diǎn)的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，隨著研究的深入和工程實(shí)踐的積累，已得到逐步完善，廣泛應(yīng)用到實(shí)際生活中。在未來(lái)的發(fā)展中，相信電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)走上更健康的發(fā)展之路！

參考文獻(xiàn)

[1] GB 50045-95.高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（2005年版）

[2] GB 142867.1-2005. 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] 安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品選型手冊(cè)2013.1版.

作者簡(jiǎn)介：

徐霜 ，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)殡姎獍踩?