淺談電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在民用建筑中的應(yīng)用

時間：2021-04-16作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：403

周曉麗
(安科瑞電氣股份有限公司，上海 ，201801)
 
【摘要】2005年開始,國家 2005年開始,國家吸取國外**經(jīng)驗(yàn),逐步推廣建筑電氣火災(zāi)預(yù)報警技術(shù)。目前,市場上的建筑電氣火 災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品眾多,但是技術(shù)性能上參差不齊。系統(tǒng)屬于建筑智能化產(chǎn)品,一般施工人員對基礎(chǔ)技術(shù)細(xì)節(jié) 不太了解。而且,系統(tǒng)在國內(nèi)還未普及,相應(yīng)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)配套不足,產(chǎn)品進(jìn)入市場的門檻較低,造成施工人員在產(chǎn)品選用上疑惑較多,影響到系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用。本文結(jié)合大型工程的實(shí)踐,研究和總結(jié)了系統(tǒng)設(shè)備的型。
【關(guān)鍵詞 】：區(qū)預(yù)總線形式的選擇；監(jiān)控探測器的選擇；監(jiān)控設(shè)備的選擇；電氣火災(zāi)探測器；ARCEL-6000
 
一、前言
我司承接的某大型民用項(xiàng)目,建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的信息點(diǎn)多。達(dá)到732個,且布置分散。施工人員通過大量的資料收集和技術(shù)論證,進(jìn)行系統(tǒng)的選型。有效提高性價比，節(jié)約使用、維護(hù)、升級的費(fèi)用。使工程在經(jīng)濟(jì)效益方面了良好的效果,，并總結(jié)出有效的民用建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)選型方法。
施工技術(shù)人員在選型過程中,對系統(tǒng)的智能技術(shù)細(xì)節(jié)不必都去吃透。經(jīng)過實(shí)踐證明,只需參考系統(tǒng)的一些基本特性,就可以正確的進(jìn)行系統(tǒng)選型。
二、總線形式的選擇
總線架構(gòu)和通信方式是報警響應(yīng)時間重要的決定因素,建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)常用的總線形式和性能比較如表3-1.
表3-1 系統(tǒng)總線形式和性能比較
 
1、建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)總線首先應(yīng)具有自檢功能,正常情況下,不間斷地對各部件進(jìn)行巡檢讀取回路狀態(tài),發(fā)現(xiàn)探器故障。三種總線形式均可以滿足這種使用要求。其次,就是要具有實(shí)時響應(yīng)功能,當(dāng)探測點(diǎn)監(jiān)控參數(shù)出設(shè)定值,存在火災(zāi)隱患．系統(tǒng)需立即報警提醒管理人員清除隱患。在一般規(guī)模的工程中,三種總線形式的響應(yīng)時間差別并不明顯,但是工程規(guī)模大系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)較多時.靠巡檢才能發(fā)現(xiàn)報警的總線機(jī)制,響應(yīng)時間就相對較低。
2、CAN總線與RS485總線比較,在訪問機(jī)制、通訊速度、節(jié)點(diǎn)容量、通訊距離和可靠性上都有**的優(yōu)勢。由于CAN總線節(jié)點(diǎn)容量大.傳輸距離遠(yuǎn),整個系統(tǒng)的配套設(shè)備會簡單很多,使用和維護(hù)上的優(yōu)勢很大。如果工程對系統(tǒng)實(shí)時性、可靠性要求高的情況下.應(yīng)首先選用。
3、選用建議。以上比較只是針對總線特性,并不能說明不同建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控產(chǎn)品的性能。比如許多使用RS485總線的產(chǎn)品,由于總線技術(shù)應(yīng)用比較成熟,通過軟硬件的配置.可以增加節(jié)點(diǎn)數(shù)量、傳輸距離,增強(qiáng)數(shù)據(jù)可靠性。而且.總線的選型還需參考其他因素．例如獨(dú)立式監(jiān)控探測器如果需要接入火災(zāi)報警系統(tǒng)總線時,就需要總線形式為消防二總線的產(chǎn)品。因此,在系統(tǒng)總線形式選擇時,還要綜合考慮工程規(guī)模,設(shè)計(jì)要求,配套產(chǎn)品，工程成本等一系列因素,達(dá)到性價比的組合。
 
三、監(jiān)控探測器的選型
建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是服務(wù)于常規(guī)供電網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng),為確保整個供電系統(tǒng)的可靠性,其加入不能對原供電系統(tǒng)的供電方式進(jìn)行改動。
在市場上出現(xiàn)的電氣火災(zāi)監(jiān)控產(chǎn)品中有一部分產(chǎn)品將漏電斷路器和探測器整合在一個模塊上.具有包括剩余電流探測、報警功能在內(nèi)的多和擴(kuò)展功能,有些甚至集漏電、短路、過載、過壓、欠壓、缺相、延時送電、防誤合閘甚至防雷等功能于一身。這種監(jiān)控探測器雖然表面上功能多、接線少、整合度高,但是內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率偏高、產(chǎn)品品和不全.增加了供電系統(tǒng)不可常靠的因素,施工人員應(yīng)慎重選用。
為了不影響供電系統(tǒng)的正常工作.應(yīng)首先選用監(jiān)控探測器與配電系統(tǒng)的開關(guān)分離配置的產(chǎn)品,并參考下述的性能指標(biāo)對監(jiān)控探測器進(jìn)行選型。
1、現(xiàn)場報警及顯示功能
在小型工程中，不設(shè)立監(jiān)控主機(jī)，采用獨(dú)立式監(jiān)控探測器時,按照《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》的要求:探測器應(yīng)具有工作狀態(tài)指示燈和自檢功能，在報警時應(yīng)發(fā)出聲、光報警信號,并予以保持，直至手動復(fù)位。這樣可以使現(xiàn)場人員能更直接地得到報警信息。 而非獨(dú)立式的監(jiān)控探測器必須與監(jiān)控設(shè)備連用，由于可以在監(jiān)控主機(jī)上集中顯示和報警，部分產(chǎn)品就取消了現(xiàn)場報警及顯示的功能，這樣在使用時，現(xiàn)場不易及時發(fā)現(xiàn)是哪一路線路發(fā)生故障，使它的作用受到一定的限制。所以，非獨(dú)立式的監(jiān)控探測器也應(yīng)根據(jù)實(shí)際的使用情況，考慮是否應(yīng)配備現(xiàn)場報警及顯示功能的產(chǎn)品，為管理人員查找故障點(diǎn)，查詢監(jiān)測的狀態(tài)量、報警及操作過程的記錄提供方便。
2、電流互感器的設(shè)置方式
（1）內(nèi)置互感器式探測器
如圖4-1，此類監(jiān)控探測器直接接入電路中，內(nèi)置電流互感器 （包括電流互感器和剩余電流互感器）。優(yōu)點(diǎn)是接線少，整合度 高、使用方便；缺點(diǎn)：由于探測器接入到供電線路中，導(dǎo)致配電 線路接點(diǎn)增多，仍是改變了原供電系統(tǒng)的連續(xù)性，探測器若發(fā)生故障會影響正常供電。而且，由于電源線必須通過探測器進(jìn)出， 要改動配電箱線路，改造工程中難以應(yīng)用。
圖4-1 接線式探測器
（2）外置互感器式探測器
如圖4-2，電流互感器與探測器本體分離，互感器通過信號線 與探測器連接。優(yōu)點(diǎn)：不串入配電系統(tǒng)，為安裝提供了很好的靈活性，只要配用不同窗口尺寸的互感器，就可以使用在各種電流等級的線路上，互感器與探測器本體可以相距數(shù)米至數(shù)十米，新工程和改造工程中都可以應(yīng)用。缺點(diǎn)：監(jiān)控探測器與互感器之間需要敷設(shè)信號線。
接線示意圖                                   實(shí)物圖
圖4-2 外置互感器式探測
3、多通道式探測器
在一個探測器上可接入2個及以上的電流互感器、溫度傳感 器，同時監(jiān)控多個供電回路。每個通道有獨(dú)立的地址、設(shè)置、報 警和輸出，適用于多個需要監(jiān)控的回路較為集中的地方，可以大幅節(jié)省投資。特別是當(dāng)工程不需要過電流探測功能時，每個監(jiān)測回路可以減少三個電流互感器的信號輸入端口，系統(tǒng)的集成度就可以提高，推薦選用多通道式探測器。
4、選用建議
監(jiān)控探測器的選型需根據(jù)工程情況綜合考慮以上性能，例如內(nèi)置互感器式探測器，由于配電箱內(nèi)的安裝位置受限，很難再集 合數(shù)據(jù)顯示和多通道輸入的功能。又如工程要求監(jiān)測過電流時， 由于每個監(jiān)控點(diǎn)的信號輸入端口多，就難以配置多通道式探測器，所以應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況選擇。
四、監(jiān)控設(shè)備的選擇
建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控產(chǎn)品的可靠性是系統(tǒng)的選型關(guān)鍵，系統(tǒng)的漏報率、誤報率是衡量產(chǎn)品可靠性重要的指標(biāo)之一。施工單位在產(chǎn)品報審時，可以在以下方面對監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行選型：
1、系統(tǒng)形式
（1）市場上一些品牌的監(jiān)控主機(jī)采用上位機(jī)工作站（普通 的臺式電腦）+**管理軟件的形式，優(yōu)點(diǎn)是：配置方便，硬件成 本低，軟件升級容易。但會受到普通計(jì)算機(jī)病毒的威脅（U盤病 毒、蠕蟲病毒等），從而需要加裝殺毒軟件與*墻，在計(jì)算機(jī) 處理病毒時會占用CPU、內(nèi)存等資源，使用不當(dāng)還會引發(fā)系統(tǒng)崩 潰，也有可能造成監(jiān)控數(shù)據(jù)的遺失。
（2）另一種形式就是采用嵌入式系統(tǒng)，嵌入式的監(jiān)控系統(tǒng)為**系統(tǒng)，系統(tǒng)硬件為實(shí)現(xiàn)該功 能專門開發(fā)，針對性強(qiáng)；監(jiān)控軟件固化在主機(jī)ROM芯片中,具有穩(wěn) 定性好、處理速度快、無操作系統(tǒng)漏洞風(fēng)險、不受計(jì)算機(jī)病毒影 響等特性。與一般監(jiān)控設(shè)備中所采用單片機(jī)技術(shù)和工控機(jī)等方式 比較，其安全性可靠性更高。
2、軟件功能和兼容性
軟件在建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)使用中居中心地位，它負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的完全高效運(yùn)行。軟件功能也是區(qū)分市場高底端產(chǎn)品的重 要標(biāo)準(zhǔn)之一。建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可獨(dú)立設(shè)置，也可與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)或BA系統(tǒng)集成，如果工程設(shè)計(jì)有相關(guān)要求，施工單位還需與其他協(xié)調(diào)，考察系統(tǒng)軟件的通訊協(xié)議、兼容性方面的性能。
3、選用建議
施工單位在監(jiān)控設(shè)備選型中，主要需考慮工程的使用要求， 以及與其他系統(tǒng)的聯(lián)系。一般建筑，在監(jiān)測點(diǎn)不多，建筑電氣火災(zāi)危險性不高的場所，與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)或BA系統(tǒng)集成，可充分利用設(shè)備和人力資源，便于集中統(tǒng)一管理，節(jié)省大量投資；在工程規(guī)模大，建筑電氣火災(zāi)危險性高的場所，為了保證系統(tǒng)的可靠性，還需考慮選用獨(dú)立設(shè)置的嵌入式系統(tǒng)。
五、安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)
1.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)
Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是用于接收剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器等現(xiàn)場設(shè)備信號，以實(shí)現(xiàn)對被保護(hù)電氣線路的報警、監(jiān)視、控制、管理的運(yùn)行于計(jì)算機(jī)的工業(yè)級硬件/軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家重點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域，對分散在建筑內(nèi)的探測器進(jìn)行遙測、遙調(diào)、遙控、遙信，方便實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與管理。
Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由Acrel-6000系列監(jiān)控設(shè)備、ARCM系列監(jiān)控探測器和配套附件組成。系統(tǒng)各設(shè)備之間均采用總線（阻燃雙絞屏蔽線）進(jìn)行連接，施工布線簡單方便。
Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備主要是壁掛式，其主要功能及組成部件如下表所示。
 
2.電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置
ARCM系列組合式電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置安裝在0.4kV低壓配電系統(tǒng)中，用于檢測TN-C-S、TN-S及局部TT系統(tǒng)中的聲譽(yù)電流、溫度等電 氣參數(shù)，從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。當(dāng)被保護(hù)線路中監(jiān)控裝置參數(shù)過報警設(shè)定值時，能產(chǎn)生報警和控制信號，以便消除剩余電流 引起的電氣火災(zāi)隱患。產(chǎn)品采用RS485或二總線進(jìn)行通訊，可以與其它監(jiān)控報警器、監(jiān)控單元或監(jiān)控主機(jī)聯(lián)合組成火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，可 根據(jù)用戶需要選擇集中總線型的信息管理模式或功能分區(qū)型的信息管理模式。
適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家重點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域， 符合GB14287-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》的標(biāo)準(zhǔn)。
 
2.1 電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器功能闡述
智慧用電在線監(jiān)控裝置是針對 0.4kV 以下的 TT、TN 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能電力裝置，具有全面的單、三相交流電測量、四象限電能計(jì)量、諧波分析、遙信輸入、遙信輸出功能，以及 RS485 通訊或 GPRS 無線通訊功能，通過對配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度等火災(zāi)危險參數(shù)實(shí)施監(jiān)控和管理。
2.2產(chǎn)品選型
 




型號                                                         功能特性

ARCM200BL-

ARCM 300

ARCM200L

ARCM

AF FD

J1

J4

J1

J4

Z2

Z

UI

J4T4

J4T12

J8

J8T8

J12T4

J16

T16

L45

L80

L100

L18030

40

安裝 方式

嵌入式

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導(dǎo)軌式

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實(shí)時測量

電流/電壓/頻率/功率因素

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有功功率/無功功率

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四象限電能計(jì)量

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在線 監(jiān)測

剩余電流（1路）

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剩余電流（4路）

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剩余電流（8路）

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剩余電流（12路）

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剩余電流（16路）

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溫度（1路）

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溫度（4路）

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溫度（8路）

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溫度（12路）

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溫度（16路）

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故障電弧

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I/O

開關(guān)量輸入（di）

4DI

4DI

4DI

4DI

4DI

4DI

4DI

4DI

4DI

4DI

繼電器輸出（do）

1DO

4DO

1DO

4DO

2DO

2DO

2DO

2DO

2DO

2DO

2DO

2DO

2DO

2DO

1DO

保護(hù) 功能

剩余電流

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溫度

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過壓

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欠壓

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過流

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故障電流

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數(shù)據(jù) 記錄

事件記錄（20條）

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內(nèi)置時鐘

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通訊

modbus485通訊

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2路

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二總線通訊

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應(yīng)用場合

0.4kv電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統(tǒng)




 

 
3 主要*設(shè)備—AAFD系列故障電弧探測器
3.1 功能闡述：
故障電弧探測器（以下簡稱探測器）對接入線路中的故障電?。òü收喜⒙?lián)電弧、故障串聯(lián)電?。┻M(jìn)行有效的檢測，當(dāng)檢測到線路中存在引起火災(zāi)的故障電弧時，可以進(jìn)行現(xiàn)場的聲光報警，并將報警信息傳輸給上端監(jiān)控設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)預(yù)警火災(zāi)發(fā)生的目的。
3.2 產(chǎn)品選型

項(xiàng)目		指標(biāo)
型號		AAFD-40
輔助電源	額定電壓	AC 220V
	功耗	正常監(jiān)視狀態(tài)≤5VA
監(jiān)控報警		故障電弧報警，AC 40A以下的負(fù)載
輸入電壓		額定值：AC 400V
輸入電流		額定值：AC 40A及以下
開關(guān)量輸出		一路無源常開觸點(diǎn)，觸點(diǎn)容量AC220V/1A，DC30V/1A
通訊		485通訊：Modbus-RTU協(xié)議
事件記錄		20條報警和開關(guān)記錄
安裝方式		35mm導(dǎo)軌式安裝
使用環(huán)境		工作溫度：-10℃~+55℃；相對濕度：≤95%不結(jié)露
儲存溫度范圍		-20℃～+70℃
顯示		LCD液晶顯示
產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)		GB 14287.4-2014

 
 
 
參考文獻(xiàn):
1.孫健樺．民用建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系設(shè)備的選型．建設(shè)科技.2013.101期
2.安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2019.11版

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  周曉麗安科瑞電氣股份有限公司?上海嘉定?201801摘??要：從目前工業(yè)與民用項(xiàng)目電氣設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀出發(fā)，對低壓三相交流異步電動機(jī)過載和斷相保護(hù)及元器件選用進(jìn)行歸納、比較、分析，提出了相關(guān)見解，以與設(shè)計(jì)同仁探討。關(guān)鍵詞：電氣設(shè)計(jì)，低壓三相異步電動機(jī)，過載及斷相保護(hù)電器0引言低壓三相異步電動機(jī)在現(xiàn)代工業(yè)中占據(jù)重要的地位，在各行各業(yè)中安裝的各類電動機(jī)中有95﹪是三相