艾優(yōu)花 
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監(jiān)控系統(tǒng)的組成原理，分析了電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在應用中的設計依據(jù)和相關規(guī)范。后通過安科瑞剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在中國金融信息大廈項目的實例介紹，闡述了電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)功能的實現(xiàn)及其重要意義。

關鍵詞： 電氣火災；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，實時滾動向發(fā)布金融、證券等信息和數(shù)據(jù)，舉辦金融、航運領域的重要活動。

    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電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)。

1 參考標準

近年來，國家為了加大電氣火災監(jiān)控防范的力度，相繼制訂或修改了一批相關標準規(guī)范，加強對電氣火災的預防。主要有：

《建筑設計防火規(guī)范》GB 50016-2014

《低壓配電設計規(guī)范》GB 50045-2011

《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ 16-2008

《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》GB 13955-2005

《通用用電設備配電設計規(guī)范》GB 50055-2011

《電力工程電纜設計規(guī)范》GB 50217-2007

《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB 50116-2013

《低壓開關設備和控制設備總則》GB 14048.1-2006

《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng) 第1部分：電氣火災監(jiān)控設備》GB 14287.1-2014

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

《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng) 第3部分：測溫式電氣火災監(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監(jiān)控系統(tǒng)項目由電氣火災監(jiān)測后臺，電氣火災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表計均在同一配電間內(nèi)，地下部分比較分散。

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

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

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，組成電氣火災系統(tǒng)的大動脈。箱體中漏電流互感器通過電流線接入漏電探測器，漏電探測器實時顯示漏電情況。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監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口，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)信息計算、分析、處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應現(xiàn)場運情況。

監(jiān)控主機：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，進行系統(tǒng)管理、維護和分析工作。

UPS：保證計算機監(jiān)測系統(tǒng)的正常供電，在整個系統(tǒng)發(fā)生供電問題時，保證站控管理層設備的正常運行。

后臺監(jiān)控設備設置在消控室中。
2）網(wǎng)絡通訊層

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)議實現(xiàn)現(xiàn)場設備與上位機的實時通訊。

3）現(xiàn)場設備層

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

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下所示：   

3 電氣火災設備

3.1、 Acrel-6000電氣火災監(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，維持監(jiān)控設備工作時間 ≥4小時

工作制：

24小時工作制

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)控設備高可監(jiān)控200個監(jiān)控單元（探測器）

② 可配接ARCM系列監(jiān)控探測器

監(jiān)控報警項目：

① 剩余電流故障（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(jiān)控報警響應時間： ≤30s

監(jiān)控報警聲壓級（A計權(quán)）：≥70dB／1m

監(jiān)控報警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報警信號應保持，直至手動復位

監(jiān)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

故障報警項目：

① 監(jiān)控設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

故障報警響應時間：≤100s

監(jiān)控報警聲壓級（A計權(quán)）：≥70dB／1m

監(jiān)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

控制輸出：

報警控制輸出：1組常開無源觸點，容量：AC250V 3A或DC30V 3A

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

事件記錄：

① 記錄內(nèi)容：記錄類型、發(fā)生時間、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：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢

② 監(jiān)控操作級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠程復位、設備自檢

③ 系統(tǒng)管理級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠程復位、設備自檢，監(jiān)控設備系統(tǒng)參數(shù)查詢、監(jiān)控設備各模塊單獨檢測、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監(jiān)控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT、TN 系統(tǒng)設計的，通過對配電回路的剩余電流、導線溫度、過電流、過電壓等火災危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理，從而預防電氣火災的發(fā)生，并實現(xiàn)了對多種電力參數(shù)的實時監(jiān)測,為能耗管理提供的數(shù)據(jù)。產(chǎn)品采用的微控制器技術(shù)，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數(shù)字化，網(wǎng)絡化于一身，是建筑電氣火災預防監(jiān)控、系統(tǒng)絕緣老化預估等的理想選擇。產(chǎn)品符合 GB14287.2-2014《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng) 第2部分：剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器》的標準要求。

4 系統(tǒng)功能

4.1設備自檢

以鼠標雙擊“     ”圖標啟動Acrel-6000系統(tǒng)應用程序，進入設備自檢界面（如下圖所示），此時軟件將加載所需參數(shù)，并對各模塊進行自動檢測。

系統(tǒng)自檢界面

4.2軟件運行主界面

設備自檢完成后，即進入系統(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)、設備狀態(tài)顯示區(qū)、操作顯示區(qū)、實時信息顯示區(qū)和探測器操作面板六個區(qū)域。

系統(tǒng)主界面

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。當設備的主要模塊發(fā)生故障時，對應模塊的狀態(tài)信息將由“正常”變?yōu)?ldquo;故障”，同時以紅色顯示。

在實時信息顯示區(qū)中，顯示設備實時的故障及報警信息。當有故障或報警發(fā)生時，對應的“故障信息”和“報警信息”選擇框?qū)@示紅色。

4.3設備故障、探測器通訊故障信息提示

當監(jiān)控設備檢測到設備故障或探測器通訊故障時，監(jiān)控設備將發(fā)出以下報警提示：

• 對于設備故障，在設備狀態(tài)顯示區(qū)中，對應故障模塊以紅色顯示“故障”進行提示；
• 對于探測器通訊故障，在[探測器->監(jiān)控列表]中，對應探測器的“通訊”列，以黃色顯示“故障”進行提示；
• 在實時信息顯示區(qū)中，“故障信息”顯示紅色，提示信息包括：“時間”、“區(qū)域”、“監(jiān)控地點”、“類型”、“探測器”和“故障信息”；
• 監(jiān)控設備黃色故障指示燈點亮、發(fā)出故障提示音；
• 故障報警聲信號可以手動消除，當再次有故障信號輸入時，能再次啟動；
• 當設備的所有故障排除后，監(jiān)控設備的黃色故障指示燈熄滅，故障提示音關閉。

設備故障、探測器通訊故障信息提示界面

報警信息提示

當監(jiān)控設備監(jiān)測到探測器報警時，監(jiān)控設備將發(fā)出以下報警提示：

• 在[探測器->監(jiān)控列表]中，對應探測器的“狀態(tài)”列，以紅色顯示“報警”進行提示；
• 在實時信息顯示區(qū)中，“報警信息”顯示紅色，提示信息包括：“時間”、“區(qū)域”、“監(jiān)控地點”、“類型”、“探測器”和“報警信息”；
• 控制輸出端子輸出報警信號；
• 監(jiān)控設備紅色報警指示燈點亮、發(fā)出報警提示音；
• 監(jiān)控報警聲信號可以手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動；
• 當報警的探測器檢測到漏電流、溫度等信號恢復正常后，需要操作員進行確認、復位，復位后監(jiān)控設備的紅色報警指示燈才會熄滅，同時報警提示音關閉。

報警信息界面

復位

當探測器監(jiān)測到漏電流、溫度等超過報警設定值時，會發(fā)出報警信號，監(jiān)控設備在接收到探測器的報警信號后，同時在監(jiān)控設備端發(fā)出報警信號。當報警的探測器監(jiān)測到漏電流、溫度等信號恢復正常后，需要操作員進行確認、復位，復位后監(jiān)控設備的紅色報警指示燈才會熄滅，同時報警提示音關閉。

消聲

故障、報警的提示音信號可以手動消除，當再次有故障、報警信號輸入時，將再次啟動。

參數(shù)遠程修改

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)進行遠程修改。

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段內(nèi)相應報警、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、查詢類型后點擊查詢按鈕即可。

歷史記錄查詢界面

4.5維護

維護功能主要包括：設備自檢、軟件復位、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監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災監(jiān)控裝置Acrel-6000、漏電火災探測器ARCM200L組成。Acrel-6000電氣火災監(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探測器等現(xiàn)場設備信號、以實現(xiàn)對被保護電氣線路的報警、監(jiān)視、控制、管理的運行于計算機的工業(yè)級硬件/軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)應用于大型商場、生活小區(qū)、生產(chǎn)基礎、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)的探測器實時監(jiān)測，方便實現(xiàn)監(jiān)控與管理。本系統(tǒng)采用標準的Modbus總線將具有通信功能的探測器相互連接起來，當現(xiàn)場保護線路中的被探測參數(shù)超過報警設定值時，能發(fā)出報警信號、控制信號，能指示報警部位并保存報警信息。現(xiàn)場儀表采用總線方式接到消控中心的Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有安裝運輸方便、性價比高、維護方便等優(yōu)點。

參考文獻

[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南[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計量中的應用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6

作者簡介

艾優(yōu)花   任職單位：現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司