寧江大院電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及應用

    吳小函
    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(shè)計依據(jù)和相關(guān)規(guī)范。通過安科瑞剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在寧江大院項目的實例介紹,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(guān)鍵詞: 電氣火災;剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器;監(jiān)控系統(tǒng);Acrel-6000/Q;寧江大院;
     

    0 概述
    寧江大院位于四川省都江堰市一環(huán)路與蒲陽路交匯處,開發(fā)商為都江堰橋都地產(chǎn)。
    本項目就是對寧江大院項目內(nèi)的電氣火災監(jiān)控探測器進行監(jiān)控。
    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(guān)標準規(guī)范,加強對電氣火災的預防。主要有:
    (1).GB50016-2014《建筑設(shè)計*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。
    (2).國家標準《建筑電氣火災預防要求和檢測方法》有關(guān)條文也明確要求“應在電源進線端設(shè)置自動切斷電源或報警的剩余電流動作保護器”。
    (3).電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品應滿足:GB14287.1-2014《電氣火災監(jiān)控設(shè)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》
    (4).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》
    (5).電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的供電應滿足GB50052《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》的要求
    (6).電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應滿足《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方法》的要求(暫行規(guī)定)
    2 系統(tǒng)組成
    根據(jù)國家標準GB14287-2014《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)》以及相關(guān)規(guī)范《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方法》(暫行規(guī)定),則電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成應包括:電氣火災監(jiān)控設(shè)備、剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器以及測溫式電氣火災監(jiān)控探測器等三個基本產(chǎn)品種類所組成。
    剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),由站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層組成。各電氣火災監(jiān)控探測器通過屏蔽雙絞線RS485接口,采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入壁掛式主機。
    系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)
     
    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(shè)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(shè)備的正常運行。
    后臺監(jiān)控設(shè)備設(shè)置在消控中心。
    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(shè)備與上位機的實時通訊。
    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-J1剩余式電氣火災監(jiān)控探測器。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(shè)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。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) *2部分:剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器》的標準要求。
    現(xiàn)場總線連接的分布式I/O控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端,向數(shù)據(jù)中心上傳采集的數(shù)據(jù)。測量探測器擔負著基層的數(shù)據(jù)采集任務,其監(jiān)測的數(shù)據(jù)必須完整、準確并實時傳送至監(jiān)控主機。便于運行人員監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備運行狀態(tài),故障報警等情況,有效預*災事故發(fā)生。
    3系統(tǒng)特點和工作原理
    電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的特點在于剩余電流監(jiān)控方面屬于前期預報警系統(tǒng)。與傳統(tǒng)火災自動報警系統(tǒng)不同,電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)早期報警是為了避免損失,而傳統(tǒng)火災自動報警系統(tǒng)是為了減少損失。所以,這就是說為什么不管是新建或是改建工程項目,尤其是已經(jīng)安裝了火災自動報警系統(tǒng)的單位,仍需要安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的根本原因。
    電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)測量剩余電流和溫度兩個物理量。
    剩余電流測量是根據(jù)基爾霍夫電流定律:在同一時刻,電路中流入和流出一個節(jié)點的電流矢量和為零。以TN-S系統(tǒng)為例,將A/B/C/N同時穿過剩余電流互感器,當系統(tǒng)未發(fā)生漏電時,流入和流出剩余電流互感器的電流矢量和為零,此時,剩余電流互感器感應出的二次電流也為0;當某相對大地發(fā)生漏電,此時流入和流出剩余電流互感器的電流矢量和不再為零,其大小等于從大地流走的電流即漏電流。此漏電信號通過剩余電流互感器的二次接線傳輸至電氣火災探測器,經(jīng)運算放大、A/D轉(zhuǎn)換后送入CPU,經(jīng)過一系列算法后,對變化的幅值進行分析、判斷,并與報警設(shè)定值進行比較,若**出定值則發(fā)出聲光報警信號并上送至后臺電氣火災監(jiān)控設(shè)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(wěn)定、量程范圍大,適合在現(xiàn)場監(jiān)測線纜溫度和環(huán)境溫度使用。當溫度發(fā)生變化時,Pt100自身阻值發(fā)生同比例變化,將該電阻信號傳輸?shù)诫姎饣馂奶綔y器,經(jīng)過一系列信號轉(zhuǎn)化和運算后,將結(jié)果同溫度報警定值進行比較,若**出定值則發(fā)出聲光報警信號并上送至后臺電氣火災監(jiān)控設(shè)備。
    4 系統(tǒng)介紹
    Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是本公司*的用于接收剩余電流式電氣火災探測器等現(xiàn)場設(shè)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(chǔ)、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(nèi)的探測器進行遙測、遙調(diào)、遙控、遙信,方便實現(xiàn)監(jiān)控與管理。本系統(tǒng)采用標準的Modbus現(xiàn)場總線將具有通信功能的探測器相互連接起來,當現(xiàn)場保護線路中的被探測參數(shù)**過報警設(shè)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。
    主要技術(shù)參數(shù)
    (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(jiān)控設(shè)備工作時間 ≥4小時
    (2).工作制:
    24小時工作制
    (3).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
    (4).監(jiān)控容量:
    ① 監(jiān)控設(shè)備可監(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
    (5).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(**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
    (6).故障報警項目:
    ① 監(jiān)控設(shè)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(shè)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
    (7).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
    (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(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
    (10).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(shè)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(shè)備自檢,監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)查詢、監(jiān)控設(shè)備各模塊單獨檢測、操作員添加與刪除
    (11).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
    基本功能
    (1).監(jiān)控報警功能:
    監(jiān)控設(shè)備能接收多臺探測器的漏電、溫度信息,報警時發(fā)出聲光報警信號,同時設(shè)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“復位”按鈕遠程對探測器實現(xiàn)復位。對于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(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)控畫面中相應的探測器顯示故障提示,同時設(shè)備上的黃色“故障”指示燈亮,并發(fā)出故障報警聲音。
    電源故障報警:當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。


    安科瑞電氣股份有限公司專注于電力監(jiān)控,能效能源管理平臺,有源濾波器,安全用電,能耗監(jiān)測,光伏電表等

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