安科瑞 師晴晴
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405
摘要：大型公共建筑，商業(yè)建筑人員密集、社會(huì)關(guān)注度高，其電氣火災(zāi)預(yù)防十分重要。鑒于商業(yè)辦公樓、大型商場、生活小區(qū)、基礎(chǔ)設(shè)施、商場等人員密集區(qū)域的特性，和各地區(qū)已經(jīng)制定了相關(guān)電氣火災(zāi)防范的強(qiáng)制規(guī)定。而在上述的各種人員密集型場所安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可以有效的預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。本文通過介紹安科瑞acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在北京軌道交通燕房線（主線）工程閻村北停車場電氣火災(zāi)中的應(yīng)用，簡析相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范，概述電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)在電氣火災(zāi)預(yù)防方面的具體架構(gòu)以及其優(yōu)越性。
關(guān)鍵詞：停車場，電氣火災(zāi)，公共建筑，安科瑞
0、前言
近十年的火災(zāi)事故中，電氣火災(zāi)居*，且年均發(fā)生次數(shù)占火災(zāi)年均總發(fā)生次數(shù)的27%，占重特大火災(zāi)總發(fā)生次數(shù)的80%，且損失占火災(zāi)總損失的53%，而發(fā)達(dá)每年電氣火災(zāi)發(fā)生次數(shù)占總火災(zāi)發(fā)生次數(shù)的8%~13%。事實(shí)上，電氣火災(zāi)已成為消防的主要致災(zāi)因素，不僅次數(shù)多、損失大，而且多年來一直居高不下。商業(yè)人員來往密集、流動(dòng)性大、公共關(guān)注度高，其配電系統(tǒng)電氣火災(zāi)的預(yù)防顯得更加重要。
商業(yè)建筑電氣火災(zāi)預(yù)防主要有以下幾個(gè)方面：
1)電氣火災(zāi)一般初起于電氣柜、電纜橋架等內(nèi)部，當(dāng)火蔓延至設(shè)備及電纜表面時(shí)，已形成較大火勢，此時(shí)火勢往往不容易被控制，故而預(yù)防便十分重要。
2)商業(yè)建筑人員密集度高，人員流動(dòng)性大，易燃物品多，若是發(fā)生火災(zāi)容易造成人員傷亡。
3)商業(yè)辦公樓等商業(yè)建筑社會(huì)關(guān)注度高，若發(fā)生火災(zāi)事故容易造成不好的社會(huì)影響。
安科瑞電氣股份有限公司自主研發(fā)的研發(fā)的安科瑞acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測各個(gè)重要回路的漏電流等參量來實(shí)現(xiàn)電氣火災(zāi)的預(yù)防。本系統(tǒng)后臺(tái)在顯示各個(gè)探測點(diǎn)位數(shù)據(jù)的同時(shí)，還提供越限聲光報(bào)警、人性化的界面等功能。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了配電系統(tǒng)的24小時(shí)無人實(shí)時(shí)監(jiān)控，減少了人力成本，提高了電氣火災(zāi)隱患的排除效率。
本文就電氣火災(zāi)系統(tǒng)在北京軌道交通燕房線（主線）工程閻村北停車場項(xiàng)目中的應(yīng)用，簡單介紹安科瑞acrel-6000電氣火災(zāi)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用和其實(shí)際意義。
1、項(xiàng)目概況
北京軌道交通燕房線（主線）工程閻村北停車場項(xiàng)目位于閻村北，項(xiàng)目包含綜合樓、辦公樓、停車列檢庫、聯(lián)合檢修庫等。
現(xiàn)針對本項(xiàng)目設(shè)計(jì)一套電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測其配電回路的漏電流等電參量，確保其整個(gè)配電系統(tǒng)的電氣。
針對本項(xiàng)目的特性，在部分樓層配電柜的重要回路安裝安科瑞研發(fā)的arcm系列剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)須實(shí)時(shí)監(jiān)測重要回路的剩余電流值、箱體回路的實(shí)時(shí)溫度，監(jiān)測的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至后臺(tái)主機(jī)，當(dāng)發(fā)生剩余電流值越限、溫度越*，后臺(tái)能進(jìn)行聲光報(bào)警，同時(shí)后臺(tái)能夠和消防火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)消防聯(lián)動(dòng)。
2、參照標(biāo)準(zhǔn)
鑒于公共建筑區(qū)域發(fā)生火災(zāi)容易造成人員生命財(cái)產(chǎn)損失。為了加大電氣火災(zāi)監(jiān)控防范的力度，近年來，相繼制訂或修改了一批相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已經(jīng)對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)提出了具體的要求，本項(xiàng)目中選用的安科瑞acrel-6000電氣火災(zāi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參照的標(biāo)準(zhǔn)主要有：
1)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)。
2)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(dòng)切斷電源或報(bào)警的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器。
3)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品應(yīng)滿足:gb14287.1-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》、 gb14287.2-2014《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》、gb14287.3-2014《測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》
4)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(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》
5)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
6)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)
3、系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)計(jì)
本項(xiàng)目共計(jì)260個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位，分3個(gè)區(qū)域。面積較大，因此本方案分層架構(gòu)：柜體主機(jī)+壁掛分機(jī)+探測器的架構(gòu)。
電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D
1)站控管理層
站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。安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)充分考慮到用戶的操作習(xí)慣，和持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，參照的相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。主機(jī)主要由監(jiān)控軟件、觸摸屏、ups電源、打印機(jī)等設(shè)備組成。將現(xiàn)場的各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)算、分析、處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應(yīng)給終端管理人員。使管理人員能夠?qū)崟r(shí)掌握系統(tǒng)動(dòng)態(tài)，且實(shí)現(xiàn)故障信息可追循，信息可導(dǎo)出等功能。
鑒于本項(xiàng)目中儀表點(diǎn)位以及數(shù)據(jù)量的規(guī)模，現(xiàn)為項(xiàng)目配置1臺(tái)柜體式電氣火災(zāi)主機(jī)acrel-6000/g和2臺(tái)壁掛式主機(jī)acrel-6000/b，本主機(jī)的具體參數(shù)見下文介紹
2)網(wǎng)絡(luò)通訊層
本項(xiàng)目中的所有儀表須嚴(yán)格按照手拉手的形式連接，且所有的通訊總線須沿著弱電橋架鋪設(shè)。本項(xiàng)目的儀表分布在樓層強(qiáng)電間電氣火災(zāi)監(jiān)控探測。
本項(xiàng)目的數(shù)據(jù)總線設(shè)計(jì)為兩根總線，獨(dú)立的總線便于后期系統(tǒng)的維護(hù)，發(fā)生漏電流報(bào)警時(shí)也可以根據(jù)后期我方提供的點(diǎn)檢表快速定位故障回路，快速排除故障。
現(xiàn)場電氣火災(zāi)探測器通過雙絞線（zr-rvsp2*1.0）以手拉手方式進(jìn)行通訊連接，每根總線的儀表數(shù)量在20只左右。
電氣火災(zāi)探測器與主機(jī)間采用485線連接，分機(jī)和柜體主機(jī)間采用光纖連接。
3)現(xiàn)場設(shè)備層
本項(xiàng)目中主要是針對樓層配電箱的進(jìn)線回路安裝安科瑞嵌入式電氣火災(zāi)探測器，通過嵌入式電氣火災(zāi)探測器實(shí)時(shí)監(jiān)控配電回路的漏電流大小來顯示整個(gè)配電系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
arcm系列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、過電流、過電壓等火災(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(shí)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)特點(diǎn)和工作原理
鑒于本項(xiàng)目的規(guī)模，以及本項(xiàng)目電氣火災(zāi)檢測點(diǎn)位的實(shí)際情況。無論在終端剩余電流探測器還是后臺(tái)主機(jī)都是根據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)際情況來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。
本項(xiàng)目的系統(tǒng)特點(diǎn)可總結(jié)為一下3點(diǎn)：
1)終端探測器選用嵌入式電氣火災(zāi)探測器，方便安裝、節(jié)省成本、便于后期維護(hù)。
2)rs485總線連接方便，可操作性強(qiáng)?？偩€布線時(shí)走的是弱電橋架，不會(huì)受到強(qiáng)電的影響，確保的整個(gè)系統(tǒng)的通訊穩(wěn)定。、
3)考慮到本項(xiàng)目中儀表數(shù)據(jù)量，客戶要求。本項(xiàng)目配置1臺(tái)柜體式電氣火災(zāi)主機(jī)acrel-6000/g和2臺(tái)壁掛式主機(jī)acrel-6000/b。主機(jī)界面簡潔，系統(tǒng)操作方便，適合本項(xiàng)目中的配電間環(huán)境和客戶的相關(guān)操作要求。
電氣火災(zāi)系統(tǒng)工作原理
1)剩余電流測量是根據(jù)基爾霍夫電流定律：在同一時(shí)刻，電路中流入和流出一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流矢量和為零。以tn-s系統(tǒng)為例，將a/b/c/n同時(shí)穿過剩余電流互感器，當(dāng)系統(tǒng)未發(fā)生漏電時(shí)，流入和流出剩余電流互感器的電流矢量和為零，此時(shí)，剩余電流互感器感應(yīng)出的二次電流也為0;當(dāng)某相對大地發(fā)生漏電，此時(shí)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(zāi)探測器，經(jīng)運(yùn)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(jìn)行分析、判斷，并與報(bào)警設(shè)定值進(jìn)行比較，若超出定值則發(fā)出聲光報(bào)警信號并上送至后臺(tái)電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備。
2)終端探測器負(fù)責(zé)監(jiān)測各個(gè)回路的剩余電流值，將剩余電流值的數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機(jī)。終端探測器還負(fù)責(zé)其監(jiān)測回路剩余電流值的實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)能夠設(shè)置限值，當(dāng)剩余電流值越*能夠發(fā)出聲光報(bào)警，提醒管理人員及時(shí)維護(hù)、整改。
3)儀表通過rs485總線將數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機(jī)，系統(tǒng)主機(jī)將上傳數(shù)據(jù)通過圖形、報(bào)表、事件記錄等形式反映整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。
5、系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)和方法
5.1 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)測剩余電流和溫度兩類對象，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的基本要點(diǎn)
1)關(guān)于剩余電流
由于剩余電流監(jiān)測的原理采用了基爾霍夫電流定律，所以，對所應(yīng)用的低壓配電系統(tǒng)形式有一定要求。目前，可以應(yīng)用剩余電流互感器的低壓配電系統(tǒng)有：tt系統(tǒng)，it系統(tǒng)，tn-s系統(tǒng)，不能使用在tn-c系統(tǒng)中。對將要設(shè)計(jì)安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的用戶，不管是新工程或舊工程改造項(xiàng)目，首先要調(diào)查核實(shí)該用戶低壓配電系統(tǒng)的系統(tǒng)接地形式是什么，否則，設(shè)計(jì)安裝剩余電流互感器的點(diǎn)位進(jìn)行檢測是根本無法施行的。
關(guān)于ac220v單相供電系統(tǒng)，剩余電流互感器只要套住l/n兩根電源線即可，但要求中性線n此后不容許再接地。對于ac380v三相供電系統(tǒng)，由于有三相三線制、三相四線制、三相五線制等使用狀況，則根據(jù)具體情況將剩余電流互感器同時(shí)套住a/b/c三相電源線，或同時(shí)套住a/b/c/n線。同理，要求中性線n此后不許再接地，保護(hù)線pe不得穿過互感器。
在系統(tǒng)接地的形式為tn-c型時(shí)工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)，將其改造為tn-s型、tn-c-s型或局部tt型系統(tǒng)