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監控系統的組成原理，分析了電氣火災監控系統在應用中的設計依據和相關規范。后通過安科瑞剩余電流式電氣火災監控系統在黑龍江農業科學研究院生產大樓項目的實例介紹，闡述了電氣火災監控系統功能的實現及其重要意義。

關鍵詞： 電氣火災；監控系統；Acrel-6000；農科院

0 概述

   黑龍江省農業*始建于1956年8月，隸屬于省政府，正廳級事業單位。2014年經省編制委員會批準加掛“黑龍江現代農業研究院"牌子。經過50多年的建設和發展，已經成為在全省規模大、在全國和上有重要影響的綜合類農業科研機構。全院直屬30個分院（研究所），分布在全省不同類型區；建有國家玉米種質改良分中心、國家水稻種質改良分中心、國家大豆種質改良分中心和國家馬鈴薯種質改良中心等46個中心和*中心、實驗室；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，共育成推廣農作物新品種1222個，獲得省部級以上科技成果獎536項，為我省糧食生產實現“十連增"做出重大貢獻。 

    黑龍江農業科學研究院生產大樓現場有剩余電流式儀表139只ARCM300，安裝于樓層配電箱內。現場儀表采用總線方式接至值班室的Acrel-6000柜體式電氣火災監控系統。

1 參考標準

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

    1.1．是GB50045-95(2005版)《高層民用建筑設計防火規范》，其中在條文9.5.1里規定: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報警系統。

    1.2．是GB50016-2006《建筑設計防火規范》，在條文11.2.7里規定:下列場所宜設置剩余電流動作電氣火災監控系統。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。

    1.3．國家標準《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報警的剩余電流動作保護器"。

    1.4．電氣火災監控系統的產品應滿足:GB14287.1-2005《電氣火災監控設備》、 GB14287.2-2005《剩余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》

    1.5．電氣火災監控系統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．電氣火災監控系統的供電應滿足GB50052《供配電系統設計規范》的要求

    1.7．電氣火災監控系統的設計應滿足《電氣火災監控系統的設計方法》的要求(暫行規定)

2 系統組成

    黑龍江農業科學研究院生產大樓電氣火災項目由電氣火災監測后臺，電氣火災探測器以及漏電流互感器組成。

    本項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，組成電氣火災系統的大動脈。抽屜柜中漏電流互感器通過電流線接入漏電探測器，漏電探測器實時顯示漏電情況。以上所述組成一套信號穩定，精度可靠的電氣火災監測系統。本系統組網共分為三層：

1）站控管理層

    控管理層針對電氣火災監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統的上層部分。主要由系統軟件和必要的硬件設備，如柜體、UPS電源等組成。監測系統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。

    監控主機：用于數據采集、處理和數據轉發。為系統內或外部提供數據接口，進行系統管理、維護和分析工作。

     UPS：保證計算機監測系統的正常供電，在整個系統發生供電問題時，保證站控管理層設備的正常運行。

    后臺監控設備設置在變電所的值班室中。
2）網絡通訊層

    通訊介質：系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ARCM300系列剩余式電氣火災監控探測器。

系統結構拓撲圖如下：   

電氣火災設備

3.1主要設備參數

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，維持監控設備工作時間 ≥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通信協議，傳輸距離1km，可通過中繼器延長通訊傳輸距離。

d監控容量

① 監控設備高可監控1024個監控單元（探測器）。

② 可配接ARCM系列監控探測器。

e監控報警項目

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

監控報警聲信號：手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動

f故障報警項目

① 監控設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

故障報警聲信號：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

g控制輸出

報警控制輸出：常開無源觸點，容量：AC250V 3A或DC30V 3A

h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 顯示器檢查

③ 音響器件檢查

自檢耗時 ≤60s

i歷史記錄

① 記錄內容：記錄類型、發生時間、探測器、區域、故障描述。

② 記錄查詢：根據記錄的日期、類型等條件查詢。

j操作分級

① 日常值班級：實時狀態監視、歷史記錄查詢。

② 監控操作級：實時狀態監視、歷史記錄查詢、探測器遠程復位。

③ 系統管理級：實時狀態監視、歷史記錄查詢、探測器遠程復位、探測器參數遠程修改、監控設備系統參數設定與修改、操作員添加與刪除。

k使用環境條件

① 工作場所：消防控制室內，或與消防控制臺并列安裝

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

j主要組成部件

① 主控單元：工業級計算機(CPU主頻不低于2.0G，1G及以上內存)，配置鍵盤、鼠標和17"液晶顯示器；

② 輸入輸出模塊：內置公司開發的ARTU遠程智能I/O模塊；

③ 聲光報警器：內置有源音箱、LED指示燈；

④ 按鈕：消聲按鈕、復位按鈕；

⑤ 備用電源：內置1kVA在線式長效型UPS，3節12V/24Ah的免維護蓄電池。

3.2、ARCM300系列儀表

    ARCM300 型剩余電流式電氣火災監控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT、TN 系統設計的，通過對配電回路的剩余電流、導線溫度等火災危險參數實施監控和管理，從而預防電氣火災的發生，并實現了對多種電力參數的實時監測,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控、系統絕緣老化預估等的理想選擇。產品符合 GB14287.2-2005《電氣火災監控系統 第2部分：剩余電流式電氣火災監控探測器》的標準要求。

4 系統功能

4.1監控報警功能

    監控設備能接收多臺探測器的漏電、溫度信息，報警時發出聲光報警信號，同時機柜上紅色“報警"指示燈亮，顯示屏指示報警部位及漏電、溫度值，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按“復位"按鈕遠程對探測器實現復位。對于聲音報警信號也可以使用消聲鍵手動消除。

4.2控制輸出功能

    當被監測回路漏電報警時，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設備，當報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

4.3故障報警功能

    通訊故障報警：當監控設備與所接的任一臺探測器之間發生通訊故障時，監控畫面中相應的探測器顯示故障提示，同時機柜上的黃色“故障"指示燈亮，并發出故障報警聲音。

    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報警聲響。

4.4自檢功能

    檢查設備中所有狀態指示燈、顯示器、音響器件是否正常。

4.5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。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢方法。

4.6電源功能

    當主電源發生停電、欠壓等故障時，監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，切換過程中保證監控設備連續平穩運行。

4.7對探測器控制功能

    通過系統軟件操作，可對連接到本設備的所有探測器進行遠程控制，包括報警設定值、通訊地址等參數的設置和探測器的遠程復位。

4.8權限控制功能

   為確保監控系統的安全運行，監控設備系統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

    黑龍江農業科學研究院生產大樓電氣火災監控系統由電氣火災監控裝置Acrel-6000、漏電火災探測器ARCM300組成。 Acrel-6000電氣火災監控系統是本公司自主研發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報警、監視、控制、管理的運行于計算機的工業級硬件/軟件系統。本系統應用于大型商場、生活小區、生產基礎、辦公大樓、商場等區域的消防控制中心，對分散在建筑內的探測器進行遙測、遙調、遙控、遙信，方便實現監控與管理。

    本統采用標準的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、控制信號，能指示報警部位并保存報警信息。現場儀表采用總線方式接至消控中心的Acrel-6000柜體式電氣火災監控系統。本系統具有安裝運輸方便、性價比高、維護方便等優點。Acrel-6000電氣火災監控系統在黑龍江農業科學研究院生產大樓的應用，實時監測現場各用電回路的漏電情況，對于有異常情況的回路進行聲光報警，及時提醒現場值班人員，確保供電的安全可靠，并避免現場設備的損失以及人員的傷亡。

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筑電能分項計量中的應用[J].現代建筑電氣 2010. 6