安科瑞 周菁
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰

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)在黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院生產(chǎn)大樓項(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；農(nóng)科院

0 概述

   黑龍江省農(nóng)業(yè)*始建于1956年8月，隸屬于省政府，正廳級事業(yè)單位。2014年經(jīng)省編制委員會批準(zhǔn)加掛“黑龍江現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院"牌子。經(jīng)過50多年的建設(shè)和發(fā)展，已經(jīng)成為在全省規(guī)模大、在全國和上有重要影響的綜合類農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)。全院直屬30個分院（研究所），分布在全省不同類型區(qū)；建有國家玉米種質(zhì)改良分中心、國家水稻種質(zhì)改良分中心、國家大豆種質(zhì)改良分中心和國家馬鈴薯種質(zhì)改良中心等46個中心和*中心、實(shí)驗(yàn)室；擁有1個人事部博士后工作站，有職工3274人，其中職稱科研人員609人、省級學(xué)科帶頭人15人、享受*和省政府特殊津貼163人。建院以來，共育成推廣農(nóng)作物新品種1222個，獲得省部級以上科技成果獎536項(xiàng)，為我省糧食生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)“十連增"做出重大貢獻(xiàn)。 

    黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院生產(chǎn)大樓現(xiàn)場有剩余電流式儀表139只ARCM300，安裝于樓層配電箱內(nèi)。現(xiàn)場儀表采用總線方式接至值班室的Acrel-6000柜體式電氣火災(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：

    1.1．是GB50045-95(2005版)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，其中在條文9.5.1里規(guī)定:高層建筑內(nèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性大、人員密集等場所宜設(shè)置漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。

    1.2．是GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，在條文11.2.7里規(guī)定:下列場所宜設(shè)置剩余電流動作電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。這些場所包括各種類型的影劇院、館所、倉庫、住宅小區(qū)、醫(yī)院、商店、學(xué)校等等。

    1.3．國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑電氣火災(zāi)預(yù)防要求和檢測方法》有關(guān)條文也明確要求“應(yīng)在電源進(jìn)線端設(shè)置自動切斷電源或報(bào)警的剩余電流動作保護(hù)器"。

    1.4．電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品應(yīng)滿足:GB14287.1-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》、 GB14287.2-2005《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》、GB14287.3-2005《測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》

    1.5．電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝和運(yùn)行應(yīng)滿足GB13955-2005《剩余電流動作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》

    1.6．電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的供電應(yīng)滿足GB50052《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求

    1.7．電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法》的要求(暫行規(guī)定)

2 系統(tǒng)組成

    黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院生產(chǎn)大樓電氣火災(zāi)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。

    本項(xiàng)目中通訊總線共接入四條。分別貫穿各配電箱中，就近接在相應(yīng)的總線中。總線在個配電箱手拉手串接后，接入柜體式后臺，組成電氣火災(zāi)系統(tǒng)的大動脈。抽屜柜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

    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，如柜體、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，在整個系統(tǒng)發(fā)生供電問題時，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)置在變電所的值班室中。
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ARCM300系列剩余式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D如下：   

電氣火災(zāi)設(shè)備

3.1主要設(shè)備參數(shù)

a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(shè)備工作時間 ≥30分鐘

b工作制

24小時工作制

c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。

d監(jiān)控容量

① 監(jiān)控設(shè)備高可監(jiān)控1024個監(jiān)控單元（探測器）。

② 可配接ARCM系列監(jiān)控探測器。

e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

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

f故障報(bào)警項(xiàng)目

① 監(jiān)控設(shè)備與探測器之間的連接線斷路、短路

② 主電欠壓或停電

③ 備用電源電池短路、斷路

故障報(bào)警響應(yīng)時間：≤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

故障報(bào)警聲信號：手動消除，當(dāng)再次有報(bào)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

g控制輸出

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

h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 顯示器檢查

③ 音響器件檢查

自檢耗時 ≤60s

i歷史記錄

① 記錄內(nèi)容：記錄類型、發(fā)生時間、探測器、區(qū)域、故障描述。

② 記錄查詢：根據(jù)記錄的日期、類型等條件查詢。

j操作分級

① 日常值班級：實(shí)時狀態(tài)監(jiān)視、歷史記錄查詢。

② 監(jiān)控操作級：實(shí)時狀態(tài)監(jiān)視、歷史記錄查詢、探測器遠(yuǎn)程復(fù)位。

③ 系統(tǒng)管理級：實(shí)時狀態(tài)監(jiān)視、歷史記錄查詢、探測器遠(yuǎn)程復(fù)位、探測器參數(shù)遠(yuǎn)程修改、監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定與修改、操作員添加與刪除。

k使用環(huán)境條件

① 工作場所：消防控制室內(nèi)，或與消防控制臺并列安裝

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

j主要組成部件

① 主控單元：工業(yè)級計(jì)算機(jī)(CPU主頻不低于2.0G，1G及以上內(nèi)存)，配置鍵盤、鼠標(biāo)和17"液晶顯示器；

② 輸入輸出模塊：內(nèi)置公司開發(fā)的ARTU遠(yuǎn)程智能I/O模塊；

③ 聲光報(bào)警器：內(nèi)置有源音箱、LED指示燈；

④ 按鈕：消聲按鈕、復(fù)位按鈕；

⑤ 備用電源：內(nèi)置1kVA在線式長效型UPS，3節(jié)12V/24Ah的免維護(hù)蓄電池。

3.2、ARCM300系列儀表

    ARCM300 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(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 GB14287.2-2005《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監(jiān)控報(bào)警功能

    監(jiān)控設(shè)備能接收多臺探測器的漏電、溫度信息，報(bào)警時發(fā)出聲光報(bào)警信號，同時機(jī)柜上紅色“報(bào)警"指示燈亮，顯示屏指示報(bào)警部位及漏電、溫度值，記錄報(bào)警時間，聲光報(bào)警一直保持，直至按“復(fù)位"按鈕遠(yuǎn)程對探測器實(shí)現(xiàn)復(fù)位。對于聲音報(bào)警信號也可以使用消聲鍵手動消除。

4.2控制輸出功能

    當(dāng)被監(jiān)測回路漏電報(bào)警時，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備，當(dāng)報(bào)警消除后，控制輸出繼電器釋放。

4.3故障報(bào)警功能

    通訊故障報(bào)警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障時，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示，同時機(jī)柜上的黃色“故障"指示燈亮，并發(fā)出故障報(bào)警聲音。

    電源故障報(bào)警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報(bào)警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報(bào)警聲響。

4.4自檢功能

    檢查設(shè)備中所有狀態(tài)指示燈、顯示器、音響器件是否正常。

4.5報(bào)警記錄存儲查詢功能

    當(dāng)發(fā)生漏電、超溫報(bào)警或通訊、電源故障時，將報(bào)警部位、故障信息、報(bào)警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)報(bào)警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

4.6電源功能

    當(dāng)主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時，監(jiān)控設(shè)備可自動切換到備用電源工作，當(dāng)主電源恢復(fù)正常供電時，自動切回到主電源，切換過程中保證監(jiān)控設(shè)備連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行。

4.7對探測器控制功能

    通過系統(tǒng)軟件操作，可對連接到本設(shè)備的所有探測器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，包括報(bào)警設(shè)定值、通訊地址等參數(shù)的設(shè)置和探測器的遠(yuǎn)程復(fù)位。

4.8權(quán)限控制功能

   為確保監(jiān)控系統(tǒng)的安全運(yùn)行，監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)軟件操作權(quán)限分為三級，不同級別的操作員具有不同的操作權(quán)限。

5 結(jié)束語

    黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院生產(chǎn)大樓電氣火災(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ARCM300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、商場等區(qū)域的消防控制中心，對分散在建筑內(nèi)的探測器進(jìn)行遙測、遙調(diào)、遙控、遙信，方便實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與管理。

    本統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus現(xiàn)場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，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至消控中心的Acrel-6000柜體式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有安裝運(yùn)輸方便、性價比高、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院生產(chǎn)大樓的應(yīng)用，實(shí)時監(jiān)測現(xiàn)場各用電回路的漏電情況，對于有異常情況的回路進(jìn)行聲光報(bào)警，及時提醒現(xiàn)場值班人員，確保供電的安全可靠，并避免現(xiàn)場設(shè)備的損失以及人員的傷亡。

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