寧波大學梅山校區(qū)電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計與應用

張娟
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)在應用中的設計依據(jù)和相關規(guī)范。zui后通過安科瑞剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在寧波大學梅山校區(qū)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。
關鍵詞： 學校；電氣火災；監(jiān)控系統(tǒng)；Acrel-6000/B； 
0 概述
寧波大學梅山校區(qū)位于寧波市北侖區(qū)港灣路，梅山校區(qū)內有多個國內外*先的設備、設施，充分發(fā)揮寧波大學海洋學科上的綜合優(yōu)勢和北侖區(qū)的區(qū)位優(yōu)勢、政策優(yōu)勢，實現(xiàn)海洋高技術研發(fā)與區(qū)域產業(yè)集聚發(fā)展的有效對接、海洋高層次人才集聚與海洋**人才培養(yǎng)培訓的有效對接、國內海洋**資源與國外上等**資源的有效對接，服務國家海洋經濟示范區(qū)建設和寧波港口經濟圈建設。該項目為寧波大學梅山校區(qū)配電房配有155只ARCM300系列儀表。 
本項目主要負責監(jiān)控配電室中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。 
寧波大學梅山校區(qū)現(xiàn)場有剩余電流式儀表安裝于配電室內。現(xiàn)場儀表采用485通訊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
本設備符合以下國家標準：
1.1.《建筑設計防火規(guī)范》GB 50016-2014
1.2.《低壓配電設防火規(guī)范》50054-2011
1.3.《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ 16-2008
1.4.《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》GB 13955-2005
1.5.GB14287.1-2014 《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng) 第1部分：電氣火災監(jiān)控設備》 
1.6.GB14287.2-2014 《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》
1.7.GB14287.3-2014 《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng) 第3部分：測溫式電氣火災監(jiān)控探測器》
1.8.《通用用電設備配電設計規(guī)范》 GB 50055-2011
1.9.《電力工程電纜設計規(guī)范》GB 50217-2007
1.10.《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB 50116-2013
2 系統(tǒng)組成
寧波大學梅山校區(qū)電氣火災項目由電氣火災監(jiān)測后臺，電氣火災探測器以及漏電流互感器組成。
本項目采用485通訊線，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。柜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：
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zui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(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)轉發(fā)。為系統(tǒng)內或外部提供數(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，保證站控管理層設備的正常運行。
后臺監(jiān)控設備設置在消控室中。
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(xiàn)現(xiàn)場設備與上位機的實時通訊。
3）現(xiàn)場設備層
         現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要為ARCM300系列剩余式電氣火災監(jiān)控探測器。
系統(tǒng)結構拓撲圖如下：  

3、電氣火災設備
3.1、 Acrel-6000/B電氣火災監(jiān)控后臺：

主要技術參數(shù)
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zui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(jiān)控報警響應時間： ≤30s 
監(jiān)控報警聲壓級（A計權）：≥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
故障報警項目：
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
故障報警響應時間：≤100s 
監(jiān)控報警聲壓級（A計權）：≥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
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
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 
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(jù)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(shù)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(shù)實施監(jiān)控和管理，從而預防電氣火災的發(fā)生，并實現(xiàn)了對多種電力參數(shù)的實時監(jiān)測,為能耗管理提供**的數(shù)據(jù)。產品采用先進的微控制器技術，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數(shù)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。
4 系統(tǒng)功能
4.1.監(jiān)控報警功能：
監(jiān)控設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。
4.2.故障報警功能
通訊故障報警：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。
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.報警記錄存儲查詢功能
當發(fā)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(shù)據(jù)庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。
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，切換過程中保證監(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**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
寧波大學梅山校區(qū)電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災監(jiān)控裝置Acrel-6000/B、漏電火災探測器ARCM300組成。Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是本公司自主研發(fā)的用于接收剩余電流式電氣火災探測器等現(xiàn)場設備信號，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(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)超過報警設定值時，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?，F(xiàn)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。
作者簡介：
張娟，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電
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