新加坡杭州科技園數據處理廠房A、B區(qū)項目電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的應用

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)在新加坡杭州科技園數據處理廠房A、B區(qū)項目的實例介紹，闡述了電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)功能的實現及其重要意義。

關鍵詞： 電氣火災；監(jiān)控系統(tǒng)；Acrel-6000/B；產業(yè)園；安全用電 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng) 

0 概述

新加坡杭州科技園數據處理廠房A、B區(qū)該項目共計10棟單體，地下一層、地上3至15層，高層為框架核心筒結構，總建筑面積為16.8萬平方米。

本項目主要負責監(jiān)控現場分布于樓層低壓配電柜出線的漏電狀況，及時提醒消控室值班人員，以防止電氣火災的發(fā)生。

新加坡杭州科技園數據處理廠房A、B區(qū)現場有剩余電流式儀表135只ARCM300-J4安裝于樓層配電箱內。現場儀表采用總線方式接至消控中心的Acrel-6000/B壁掛式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)。

1 參考標準

近年來，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：

1.1．GB50045-95(2005版)《高層民用建筑設計防火規(guī)范》，其中在條文9.5.1里規(guī)定:高層建筑內火災危險性大、人員密集等場所宜設置漏電火災系統(tǒng)。

1.2．GB50016-2014《建筑設計防火規(guī)范》，在條文11.2.7里規(guī)定:下列場所宜設置剩余電流動作電氣火災監(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、學校等等。

1.3．標準《建筑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的剩余電流動作保護器"。

1.4．電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的產品應滿足:GB14287.1-2014《電氣火災監(jiān)控設備》、 GB14287.2-2014《剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器》、GB14287.3-2014《測溫式電氣火災監(jiān)控探測器》

1.5．電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的安裝和運行應滿足GB13955-2005《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》

1.6．電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的供電應滿足GB50052《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》的要求

1.7．電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計應滿足《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計方法》的要求(暫行規(guī)定)

2 系統(tǒng)組成

新加坡杭州科技園數據處理廠房A、B區(qū)電氣火災系統(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。

本項目通訊總線共接入4條通訊總線，總線在配電室手拉手串接后，接入壁掛式后臺，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)組網共分為三層：

2.1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)軟件對現場各類數據信息計算、分析、處理，并以圖形、數顯、聲音、指示燈等方式反應現場運情況。

監(jiān)控主機：用于數據采集、處理和數據轉發(fā)。為系統(tǒng)內或外部提供數據接口，進行系統(tǒng)管理、維護和分析工作。

UPS：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，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。

2.2網絡通訊層

通訊介質：系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議實現現場設備與上位機的實時通訊。

2.3現場設備層

系統(tǒng)結構拓撲圖如下：

3、電氣火災設備

3.1、 Acrel-6000電氣火災監(jiān)控后臺：安全用電 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng) 

主要技術參數

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)控項目：

① 剩余電流故障（漏電）：故障單元屬性（部位、類型）

② 溫度（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)控響應時間： ≤30s

監(jiān)控聲壓級（A計權）：≥70dB／1m

監(jiān)控光顯示：紅色LED指示燈，紅色光信號應保持，直至手動復位

監(jiān)控聲信號：可手動消除，當再次有信號輸入時，能再次啟動

故障項目：

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

故障響應時間：≤100s

監(jiān)控聲壓級（A計權）：≥70dB／1m

監(jiān)控光顯示：黃色LED指示燈，黃色光信號應保持至故障排除

故障聲信號：可手動消除，當再次有信號輸入時，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：

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：、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、有人值班的變配電所（配電室）、有人值班的房間內墻壁上

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、ARCM300系列儀表

ARCM300 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實施監(jiān)控和管理，從而預防電氣火災的發(fā)生，并實現了對多種電力參數的實時監(jiān)測,為能耗管理提供的數據。產品采用的微控制器技術，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數字化，網絡化于一身，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。產品符合 GB14287.2-2005《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.監(jiān)控功能：

監(jiān)控設備能接收多臺探測器的漏電、溫度信息，時發(fā)出聲光信號，同時設備上紅色“"指示燈亮，顯示屏指示部位及類型，記錄時間，聲光一直保持，直至按顯示屏“復位"按鈕遠程對探測器實現復位。對于聲音信號也可以使用顯示屏“消聲"按鈕手動消除。

4.2.故障功能

通訊故障：當監(jiān)控設備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障時，監(jiān)控畫面中相應的探測器顯示故障提示，同時設備上的黃色“故障"指示燈亮，并發(fā)出故障聲音。

電源故障：當主電源或備用電源發(fā)生故障時，監(jiān)控設備也發(fā)出聲光信號并顯示故障信息，可進入相應的界面查看詳細信息并可解除聲響。

4.3.自檢功能

檢查設備中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭是否正常。

4.4.記錄存儲查詢功能

當發(fā)生漏電、超溫或通訊、電源故障時，將部位、故障信息、時間等信息存儲在數據庫中，當解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、的查詢方法。

4.5.電源功能

當主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時，監(jiān)控設備可自動切換到備用電源工作，當主電源恢復正常供電時，自動切回到主電源，切換過程中監(jiān)控設備連續(xù)平穩(wěn)運行。

4.6.對探測器控制功能

通過監(jiān)控軟件操作，可對連接到本設備的所有探測器進行遠程復位控制。

4.7.權限控制功能

為確保監(jiān)控系統(tǒng)的安全運行，監(jiān)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。

5 結束語

新加坡杭州科技園數據處理廠房A、B區(qū)電氣火災項目由電氣火災監(jiān)控裝置Acrel-6000/B、漏電火災探測器漏電火災探測器ARCM300組成。Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是本公司研發(fā)的用于接收剩余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、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)、生產基礎、辦公大樓、商場酒店等區(qū)域的消防控制中心，對分散在建筑內的探測器進行遙測、遙調、遙控、遙信，方便實現監(jiān)控與管理。本系統(tǒng)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設定值時，能發(fā)出信號、控制信號，能指示部位并保存信息。現場儀表采用總線方式接至消控中心的Acrel-6000/B壁掛式電氣火災監(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. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

[2].《消防控制室通用技術要求》. 北京. 中國標準出版社. 2011. 7

[3]. 《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》.北京.中國標準出版社. 2005

[4].周中.電力儀表在大型公共建筑電能分項計量中的應用[J].現代建筑電氣 2010. 6