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趙斌
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定
摘要：本(ben)文(wen)簡(jian)述(shu)了(le)電(dian)氣(qi)火(huo)災(zai)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)組(zu)成(cheng)原(yuan)理(li)，分(fen)析(xi)了(le)電(dian)氣(qi)火(huo)災(zai)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)在(zai)應(ying)用(yong)中(zhong)的(de)設(she)計(ji)依(yi)據(ju)和(he)相(xiang)關(guan)規(gui)範(fan)。最(zui)後(hou)通(tong)過(guo)安(an)科(ke)瑞(rui)剩(sheng)餘(yu)電(dian)流(liu)式(shi)電(dian)氣(qi)火(huo)災(zai)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)在(zai)上(shang)海(hai)三(san)菱(ling)電(dian)梯(ti)有(you)限(xian)公(gong)司(si)食(shi)堂(tang)項(xiang)目(mu)的(de)實(shi)例(li)介(jie)紹(shao)，闡(chan)述(shu)了(le)電(dian)氣(qi)火(huo)災(zai)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)功(gong)能(neng)的(de)實(shi)現(xian)及(ji)其(qi)重(zhong)要(yao)意(yi)義(yi)。
關鍵詞： 電氣火災；剩餘電流式電氣火災監控探測器；監控係統；Acrel-6000/B；上海三菱電梯有限公司食堂。
0 概述
上海三菱電梯有限公司是由國有控股和中方管理的中外合資企業，是國內主要的銷售、製造、安裝、維保電梯、自動扶梯及自動人行道等產品的企業之一。 近年來，隨著業務的增長，員工人數也在持續增加，加上日益增多的前來培訓的學員、外來業務人員和客戶，用餐人數不斷增加，現有的食堂僅能容納2000人ren用yong餐can，已yi滿man負fu荷he運yun轉zhuan，無wu法fa滿man足zu用yong餐can需xu要yao，隻zhi能neng通tong過guo部bu分fen人ren員yuan外wai出chu用yong餐can解jie決jue用yong餐can問wen題ti。同tong時shi，廠chang區qu內nei的de停ting車che位wei也ye已yi出chu現xian缺que口kou，部bu分fen車che輛liang隻zhi能neng通tong過guo外wai借jie停ting車che位wei解jie決jue停ting車che問wen題ti，急ji需xu補bu充chong新xin的de停ting車che位wei。因yin此ci上shang海hai三san菱ling電dian梯ti有you限xian公gong司si決jue定ding新xin建jian更geng大da的de食shi堂tang（可容納2800人用餐）以及新的地下停車庫（96個車位），待新食堂投入使用後，拆除現有的老食堂，以滿足用餐和停車需求。
新食堂為地上三層、地下一層，占地麵積約為2100平方米，地上建築麵積約為6300平方米。
上海三菱電梯有限公司食堂共有ARCM200BL-J1剩餘電流式火災探測器37隻，安裝於樓層配電箱進線處。現場火災探測器采用總線方式接至消控中心的Acrel-6000/B壁掛式電氣火災監控係統。本係統具有安裝運輸方便、性價比高、維護方便等優點。
1 參考標準
近年來，國家為了加大電氣火災監控防範的力度，相繼製訂或修改了一批相關標準規範，加強對電氣火災的預防。主要有：
(1)．GB50045-95(2005版)《高層民用建築設計防火規範》，其中在條文9.5.1裏規定:高層建築內火災危險性大、人員密集等場所宜設置漏電火災報警係統。
(2)．GB50016-2006《建築設計防火規範》，在條文11.2.7裏規定:下列場所宜設置剩餘電流動作電氣火災監控係統。這些場所包括各種類型的影劇院、館所、倉庫、住宅小區、醫院、商店、學校等等。
(3)．國家標準《建築電氣火災預防要求和檢測方法》有關條文也明確要求“應在電源進線端設置自動切斷電源或報警的剩餘電流動作保護器”。
(4)．電氣火災監控係統的產品應滿足:GB14287.1-2005《電氣火災監控設備》、 GB14287.2-2005《剩餘電流式電氣火災監控探測器》、GB14287.3-2005《測溫式電氣火災監控探測器》
(5)．電氣火災監控係統的安裝和運行應滿足GB13955-2005《剩餘電流動作保護裝置安裝和運行》
(6)．電氣火災監控係統的供電應滿足GB50052《供配電係統設計規範》的要求
(7)．電氣火災監控係統的設計應滿足《電氣火災監控係統的設計方法》的要求(暫行規定)
2 係統組成
根據國家標準GB14287-2005《電氣火災監控係統》以及相關規範《電氣火災監控係統的設計方法》(暫行規定)，則電氣火災監控係統的基本組成應包括：電氣火災監控設備、剩餘電流式電氣火災監控探測器以及測溫式電氣火災監控探測器等三個最基本產品種類所組成。
剩餘電流式電氣火災監控係統采用分層分布式結構，由站控管理層、網絡通訊層和現場設備層組成。各電氣火災監控探測器通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接接入壁掛式主機。
係統組網結構
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1）站控管理層
站(zhan)控(kong)管(guan)理(li)層(ceng)針(zhen)對(dui)電(dian)氣(qi)火(huo)災(zai)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)管(guan)理(li)人(ren)員(yuan)，是(shi)人(ren)機(ji)交(jiao)互(hu)的(de)直(zhi)接(jie)窗(chuang)口(kou)，也(ye)是(shi)係(xi)統(tong)的(de)最(zui)上(shang)層(ceng)部(bu)分(fen)。主(zhu)要(yao)由(you)係(xi)統(tong)軟(ruan)件(jian)和(he)必(bi)要(yao)的(de)硬(ying)件(jian)設(she)備(bei)，如(ru)觸(chu)摸(mo)屏(ping)、UPS電源等組成。監測係統軟件對現場各類數據信息計算、分析、處理，並以圖形、數顯、聲音、指示燈等方式反應現場運情況。
監控主機：用於數據采集、處理和數據轉發。為係統內或外部提供數據接口，進行係統管理、維護和分析工作。
UPS：保證計算機監測係統的正常供電，在整個係統發生供電問題時，保證站控管理層設備的正常運行。
後台監控設備設置在消控中心。
2）網絡通訊層
通訊介質：係統主要采用屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協議實現現場設備與上位機的實時通訊。
3）現場設備層
現場設備層是數據采集終端，主要為ARCM200BL-J1剩餘式電氣火災監控探測器。ARCM200型剩餘電流式電氣火災監控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT、TN 係統設計的，通過對配電回路的剩餘電流、導線溫度、過電流、過guo電dian壓ya等deng火huo災zai危wei險xian參can數shu實shi施shi監jian控kong和he管guan理li，從cong而er預yu防fang電dian氣qi火huo災zai的de發fa生sheng。產chan品pin采cai用yong先xian進jin的de微wei控kong製zhi器qi技ji術shu，集ji成cheng度du高gao，體ti積ji小xiao巧qiao，安an裝zhuang方fang便bian，集ji智zhi能neng化hua，數shu字zi化hua，網wang絡luo化hua於yu一yi身shen，是shi建jian築zhu電dian氣qi火huo災zai預yu防fang監jian控kong、係統絕緣老化預估等的理想選擇。產品符合 GB14287.2-2005《電氣火災監控係統 第2部分：剩餘電流式電氣火災監控探測器》的標準要求。
現場總線連接的分布式I/O控製器構成數據采集終端，向數據中心上傳采集的數據。測量探測器擔負著最基層的數據采集任務，其監測的數據必須完整、準確並實時傳送至監控主機。便於運行人員監控現場設備運行狀態，故障報警等情況，有效預防火災事故發生。
3係統特點和工作原理
電dian氣qi火huo災zai監jian控kong係xi統tong的de特te點dian在zai於yu剩sheng餘yu電dian流liu監jian控kong方fang麵mian屬shu於yu前qian期qi預yu報bao警jing係xi統tong。與yu傳chuan統tong火huo災zai自zi動dong報bao警jing係xi統tong不bu同tong，電dian氣qi火huo災zai監jian控kong係xi統tong早zao期qi報bao警jing是shi為wei了le避bi免mian損sun失shi，而er傳chuan統tong火huo災zai自zi動dong報bao警jing係xi統tong是shi為wei了le減jian少shao損sun失shi。所suo以yi，這zhe就jiu是shi說shuo為wei什shen麼me不bu管guan是shi新xin建jian或huo是shi改gai建jian工gong程cheng項xiang目mu，尤you其qi是shi已yi經jing安an裝zhuang了le火huo災zai自zi動dong報bao警jing係xi統tong的de單dan位wei，仍reng需xu要yao安an裝zhuang電dian氣qi火huo災zai監jian控kong係xi統tong的de根gen本ben原yuan因yin。
電氣火災監控係統測量剩餘電流和溫度兩個物理量。
剩餘電流測量是根據基爾霍夫電流定律：在同一時刻，電路中流入和流出一個節點的電流矢量和為零。以TN-S係統為例，將A/B/C/N同tong時shi穿chuan過guo剩sheng餘yu電dian流liu互hu感gan器qi，當dang係xi統tong未wei發fa生sheng漏lou電dian時shi，流liu入ru和he流liu出chu剩sheng餘yu電dian流liu互hu感gan器qi的de電dian流liu矢shi量liang和he為wei零ling，此ci時shi，剩sheng餘yu電dian流liu互hu感gan器qi感gan應ying出chu的de二er次ci電dian流liu也ye為wei0;dangmouxiangduidadifashengloudian，cishiliuruheliuchushengyudianliuhuganqidedianliushilianghebuzaiweiling，qidaxiaodengyucongdadiliuzoudedianliujiloudianliu。ciloudianxinhaotongguoshengyudianliuhuganqideercijiexianchuanshuzhidianqihuozaitanceqi，jingyunsuanfangda、A/D轉換後送入CPU，經過一係列算法後，對變化的幅值進行分析、判斷，並與報警設定值進行比較，若超出定值則發出聲光報警信號並上送至後台電氣火災監控設備。
溫度測量采用溫度傳感器，一般采用Pt100傳感器進行測量。該種類型的溫度傳感器測溫穩定、量程範圍大，適合在現場監測線纜溫度和環境溫度使用。當溫度發生變化時，Pt100自zi身shen阻zu值zhi發fa生sheng同tong比bi例li變bian化hua，將jiang該gai電dian阻zu信xin號hao傳chuan輸shu到dao電dian氣qi火huo災zai探tan測ce器qi，經jing過guo一yi係xi列lie信xin號hao轉zhuan化hua和he運yun算suan後hou，將jiang最zui終zhong結jie果guo同tong溫wen度du報bao警jing定ding值zhi進jin行xing比bi較jiao，若ruo超chao出chu定ding值zhi則ze發fa出chu聲sheng光guang報bao警jing信xin號hao並bing上shang送song至zhi後hou台tai電dian氣qi火huo災zai監jian控kong設she備bei。
4 係統介紹.png)
Acrel-6000電氣火災監控係統是本公司自主研發的用於接收剩餘電流式電氣火災探測器等現場設備信號，以實現對被保護電氣線路的報警、監視、控製、管理的運行於計算機的工業級硬件/軟件係統。本係統應用於大型商場、生活小區、生產基礎、辦公大樓、商場酒店等區域的消防控製中心，對分散在建築內的探測器進行遙測、遙調、遙控、遙信，方便實現監控與管理。本係統采用標準的Modbus現場總線將具有通信功能的探測器相互連接起來，當現場保護線路中的被探測參數超過報警設定值時，能發出報警信號、控製信號，能指示報警部位並保存報警信息。
主要技術參數
(1).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，維持監控設備工作時間 ≥4小時
(2).工作製：
24小時工作製
(3).通訊方式：
RS485總線通訊，Modbus-RTU通信協議，傳輸距離1km，可通過中繼器延長通訊傳輸距離
(4).監控容量：
① 監控設備最高可監控200個監控單元（探測器）
② 可配接ARCM係列監控探測器
(5).監控報警項目：
① 剩餘電流故障（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）
監控報警響應時間： ≤30s
監控報警聲壓級（A計權）：≥70dB／1m
監控報警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報警信號應保持，直至手動複位
監控報警聲信號：可手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動
(6).故障報警項目：
① 監控設備與探測器之間的通訊連接線發生斷路或短路
② 監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生斷路或短路
故障報警響應時間：≤100s
監控報警聲壓級（A計權）：≥70dB／1m
監控報警光顯示：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
(7).控製輸出：
報警控製輸出：1組常開無源觸點，容量：AC250V 3A或DC30V 3A
(8).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
(9).事件記錄：
① 記錄內容：記錄類型、發生時間、探測器編號、區域、故障描述，可存儲記錄不少於2萬條
② 記錄查詢：根據記錄的日期、類型等條件查詢
(10).操作分級：
① 日常值班級：實時狀態監視、事件記錄查詢
② 監控操作級：實時狀態監視、事件記錄查詢、探測器遠程複位、設備自檢
③ 係統管理級：實時狀態監視、事件記錄查詢、探測器遠程複位、設備自檢，監控設備係統參數查詢、監控設備各模塊單獨檢測、操作員添加與刪除
(11).使用環境條件：
① 工作場所：消防控製室內、有人值班的變配電所（配電室）、有人值班的房間內牆壁上
② 工作環境溫度：0℃～40℃
③ 工作環境相對濕度：5%～95%RH
④ 海拔高度：≤2500m
基本功能
(1).監控報警功能：
監控設備能接收多台探測器的漏電、溫度信息，報警時發出聲光報警信號，同時設備上紅色“報警”指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按顯示屏“複位”按鈕遠程對探測器實現複位。對於聲音報警信號也可以使用顯示屏“消聲”按鈕手動消除。
(2).故障報警功能：
通訊故障報警：當監控設備與所接的任一台探測器之間發生通訊故障時，監控畫麵中相應的探測器顯示故障提示，同時設備上的黃色“故障”指示燈亮，並發出故障報警聲音。
電源故障報警：當主電源或備用電源發生故障時，監控設備也發出聲光報警信號並顯示故障信息，可進入相應的界麵查看詳細信息並可解除報警聲響。
(3).自檢功能：
檢查設備中所有狀態指示燈、顯示屏、喇叭是否正常。
(4).報警記錄存儲查詢功能：
當發生漏電、超溫報警或通訊、電源故障時，將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數據庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。曆史數據提供多種便捷、快速的查詢方法。
(5).電源功能：
當主電源發生停電、qianyadengguzhangshi，jiankongshebeikezidongqiehuandaobeiyongdianyuangongzuo，dangzhudianyuanhuifuzhengchanggongdianshi，zidongqiehuidaozhudianyuan，qiehuanguochengzhongbaozhengjiankongshebeilianxupingwenyunxing。
(6).對探測器控製功能：
通過監控軟件操作，可對連接到本設備的所有探測器進行遠程複位控製。
(7).權限控製功能：
為確保監控係統的安全運行，監控設備軟件操作權限分為三級，不同級別的操作員具有不同的操作權限。
該係統自投運以來，運行良好，在預防電氣火災方麵發揮了重要作用，獲得了客戶對產品和公司的認可與信賴。
參考文獻
[1].任致程 周中. 電力電測數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築電能分項計量中的應用[J].現代建築電氣 2010. 6
作者簡介
趙斌，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司工程師，主要研究方向為智能電力監控與電能管理係統.
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