安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在寧波大學(xué)梅山校區(qū)的設(shè)計與應(yīng)用

安科瑞 張徐榕

摘要：本文簡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的組成原理，分析了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)用中的設(shè)計依據(jù)和相關(guān)規(guī)范。后通過安科瑞剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在寧波大學(xué)梅山校區(qū)的實例介紹，闡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)功能的實現(xiàn)及其重要意義。

關(guān)鍵詞： 學(xué)校；電氣火災(zāi)；監(jiān)控系統(tǒng)；Acrel-6000/B； 

0 概述
  寧波大學(xué)梅山校區(qū)位于寧波市北侖區(qū)港灣路，梅山校區(qū)內(nèi)的設(shè)備、設(shè)施，充分發(fā)揮寧波大學(xué)海洋學(xué)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(shù)研發(fā)與區(qū)域產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展的有效對接、海洋高層次人才集聚與海洋創(chuàng)新人才培養(yǎng)培訓(xùn)的有效對接、國內(nèi)海洋創(chuàng)新資源與國外創(chuàng)新資源的有效對接，服務(wù)海洋經(jīng)濟(jì)示范區(qū)建設(shè)和寧波港口經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)。該項目為寧波大學(xué)梅山校區(qū)配電房配有155只ARCM300系列儀表。 
       本項目主要負(fù)責(zé)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(zāi)的發(fā)生。 
  寧波大學(xué)梅山校區(qū)現(xiàn)場有剩余電流式儀表安裝于配電室內(nèi)。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(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

1 參考標(biāo)準(zhǔn)
  本設(shè)備符合以下標(biāo)準(zhǔn)：
  1.1.《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016-2014
  1.2.《低壓配電設(shè)防火規(guī)范》50054-2011
  1.3.《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ 16-2008
  1.4.《剩余電流動作保護(hù)裝置的安裝和運(yùn)行》GB 13955-2005
  1.5.GB14287.1-2014 《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第1部分：電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》 
  1.6.GB14287.2-2014 《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》
  1.7.GB14287.3-2014 《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第3部分：測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》
  1.8.《通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范》 GB 50055-2011
  1.9.《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》GB 50217-2007
       1.10.《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB 50116-2013

2 系統(tǒng)組成
  寧波大學(xué)梅山校區(qū)電氣火災(zāi)項目由電氣火災(zāi)監(jiān)測后臺，電氣火災(zāi)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(zāi)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(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)組網(wǎng)共分為三層：
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。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(yīng)現(xiàn)場運(yùn)情況。
       監(jiān)控主機(jī)：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(jìn)行系統(tǒng)管理、維護(hù)和分析工作。
  UPS：保證計算機(jī)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(yùn)行。
后臺監(jiān)控設(shè)備設(shè)置在消控室中。
2）網(wǎng)絡(luò)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(jī)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系列剩余式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D如下：  

3  電氣火災(zāi)設(shè)備
3.1、 Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控后臺：

主要技術(shù)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(shè)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(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
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(yīng)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(yīng)保持，直至手動復(fù)位 
監(jiān)控報警聲信號：可手動消除，當(dāng)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(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(yīng)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(yīng)保持至故障排除
故障報警聲信號：可手動消除，當(dāng)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(diǎn)，容量：AC250V 3A或DC30V 3A
自檢項目：
① 指示燈檢查：報警、故障、運(yùn)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(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
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(yuǎn)程復(fù)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(yuǎn)程復(fù)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(dú)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(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
3.2、ARCM300系列儀表
  ARCM300 型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)危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理，從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生，并實現(xiàn)了對多種電力參數(shù)的實時監(jiān)測,為能耗管理提供精確的數(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。

4 系統(tǒng)功能
4.1.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(fù)位”按鈕遠(yuǎn)程對探測器實現(xiàn)復(fù)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(dāng)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(yīng)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(dāng)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(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報警聲響。
4.3.自檢功能
  檢查設(shè)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(dāng)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(dāng)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(dāng)主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時，監(jiān)控設(shè)備可自動切換到備用電源工作，當(dāng)主電源恢復(fù)正常供電時，自動切回到主電源，切換過程中保證監(jiān)控設(shè)備連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)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(shè)備的所有探測器進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位控制。
4.7.權(quán)限控制功能
  為確保監(jiān)控系統(tǒng)的安全運(yùn)行，監(jiān)控設(shè)備軟件操作權(quán)限分為三級，不同級別的操作員具有不同的操作權(quán)限。

5 結(jié)束語
  寧波大學(xué)梅山校區(qū)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置Acrel-6000/B、漏電火災(zāi)探測器ARCM300組成。Acrel-6000電氣火災(zāi)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(zāi)探測器等現(xiàn)場設(shè)備信號，以實現(xiàn)對被保護(hù)電氣線路的報警、監(jiān)視、控制、管理的運(yùn)行于計算機(jī)的工業(yè)級硬件/軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)應(yīng)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)現(xiàn)場保護(hù)線路中的被探測參數(shù)超過報警設(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。現(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(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有安裝運(yùn)輸方便、性價比高、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。