寧波大學(xué)梅山校區(qū)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

繆建梅
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘要：本文簡(jiǎn)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(jì)依據(jù)和相關(guān)規(guī)范。zui后通過(guò)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(shí)例介紹，闡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)功能的實(shí)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)有多個(gè)內(nèi)外領(lǐng)xian的設(shè)備、設(shè)施，充分發(fā)揮寧波大學(xué)海洋學(xué)科上的綜合勢(shì)和北侖區(qū)的區(qū)位勢(shì)、政策勢(shì)，實(shí)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(duì)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(duì)接、內(nèi)海洋創(chuàng)新資源與外創(chuàng)新資源的有效對(duì)接，服務(wù)家海洋經(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(xiàng)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(xiàng)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(shí)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(chǎng)有剩余電流式儀表安裝于配電室內(nèi)。現(xiàn)場(chǎng)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)備符合以下家標(biāo)準(zhǔn)：
  1.1.《建筑設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范》JGJ 16-2008
  1.4.《剩余電流動(dòng)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) 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) 2部分：剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》
  1.7.GB14287.3-2014 《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 3部分：測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》
  1.8.《通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50055-2011
  1.9.《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50217-2007
1.10.《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(xiàng)目由電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)后臺(tái)，電氣火災(zāi)探測(cè)器以及漏電流互感器組成。
本項(xiàng)目采用485通訊線，在配電室手拉手串接后，接入壁掛式后臺(tái)，組成電氣火災(zāi)系統(tǒng)的大動(dòng)脈。柜體中漏電流互感器通過(guò)電流線接入漏電探測(cè)器，漏電探測(cè)器實(shí)時(shí)顯示漏電情況。以上所述組成套信號(hào)穩(wěn)定，精度可靠的電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)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(duì)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zui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(cè)系統(tǒng)軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各類數(shù)據(jù)信息計(jì)算、分析、處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)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(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常供電，在整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生供電問(wèn)題時(shí)，保證站控管理層設(shè)備的正常運(yùn)行。
后臺(tái)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(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與上位機(jī)的實(shí)時(shí)通訊。
3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層
         現(xiàn)場(chǎng)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(cè)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(tái)：

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(shí)，維持監(jiān)控設(shè)備工作時(shí)間 ≥4小時(shí)
工作制：
24小時(shí)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(guò)中繼器延長(zhǎng)通訊傳輸距離
監(jiān)控容量：
① 監(jiān)控設(shè)備zui高可監(jiān)控200個(gè)監(jiān)控單元（探測(cè)器）
② 可配接ARCM系列監(jiān)控探測(cè)器
監(jiān)控報(bào)警項(xiàng)目：
① 剩余電流故障（漏電）：故障單元屬性（部位、類型）
② 溫度報(bào)警（超溫）： 故障單元屬性（部位、類型）
③ 電流故障（過(guò)流）： 故障單元屬性（部位、類型）
監(jiān)控報(bào)警響應(yīng)時(shí)間： ≤30s 
監(jiān)控報(bào)警聲壓級(jí)（A計(jì)權(quán)）：≥70dB／1m
監(jiān)控報(bào)警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報(bào)警信號(hào)應(yīng)保持，直至手動(dòng)復(fù)位 
監(jiān)控報(bào)警聲信號(hào)：可手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)
故障報(bào)警項(xiàng)目：
① 監(jiān)控設(shè)備與探測(cè)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(bào)警響應(yīng)時(shí)間：≤100s 
監(jiān)控報(bào)警聲壓級(jí)（A計(jì)權(quán)）：≥70dB／1m
監(jiān)控報(bào)警光顯示：黃色LED指示燈，黃色光報(bào)警信號(hào)應(yīng)保持至故障排除
故障報(bào)警聲信號(hào)：可手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)
故障期間，非故障回路的正常工作不受影響
控制輸出：
報(bào)警控制輸出：1組常開無(wú)源觸點(diǎn)，容量：AC250V 3A或DC30V 3A
自檢項(xiàng)目：
① 指示燈檢查：報(bào)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(shí) ≤60s 
事件記錄：
① 記錄內(nèi)容：記錄類型、發(fā)生時(shí)間、探測(cè)器編號(hào)、區(qū)域、故障描述，可存儲(chǔ)記錄不少于2萬(wàn)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(jí)：
① 日常值班級(jí)：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢
② 監(jiān)控操作級(jí)：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測(cè)器遠(yuǎn)程復(fù)位、設(shè)備自檢
③ 系統(tǒng)管理級(jí)：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測(cè)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(cè)、操作員添加與刪除
使用環(huán)境條件：
① 工作場(chǎng)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(duì)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(cè)器，是針對(duì) 0.4kV 以下的TT、TN 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，通過(guò)對(duì)配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度、過(guò)電流、過(guò)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(duì)多種電力參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),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(bào)警功能：
  監(jiān)控設(shè)備能接收多臺(tái)探測(cè)器的漏電、溫度信息，報(bào)警時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)設(shè)備上紅色“報(bào)警”指示燈亮，顯示屏指示報(bào)警部位及報(bào)警類型，記錄報(bào)警時(shí)間，聲光報(bào)警直保持，直至按顯示屏“復(fù)位”按鈕遠(yuǎn)程對(duì)探測(cè)器實(shí)現(xiàn)復(fù)位。對(duì)于聲音報(bào)警信號(hào)也可以使用顯示屏“消聲”按鈕手動(dòng)消除。
4.2.故障報(bào)警功能
  通訊故障報(bào)警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任臺(tái)探測(cè)器之間發(fā)生通訊故障時(shí)，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測(cè)器顯示故障提示，同時(shí)設(shè)備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報(bào)警聲音。
電源故障報(bào)警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)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(bào)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(bào)警記錄存儲(chǔ)查詢功能
  當(dāng)發(fā)生漏電、超溫報(bào)警或通訊、電源故障時(shí)，將報(bào)警部位、故障信息、報(bào)警時(shí)間等信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)報(bào)警解除、排除故障時(shí)，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(shí)，監(jiān)控設(shè)備可自動(dòng)切換到備用電源工作，當(dāng)主電源恢復(fù)正常供電時(shí)，自動(dòng)切回到主電源，切換過(guò)程中保證監(jiān)控設(shè)備連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行。
4.6.對(duì)探測(cè)器控制功能
  通過(guò)監(jiān)控軟件操作，可對(duì)連接到本設(shè)備的所有探測(cè)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(jí)，不同級(jí)別的操作員具有不同的操作權(quán)限。
5 結(jié)束語(yǔ)
  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(cè)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(cè)器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電氣線路的報(bào)警、監(jiān)視、控制、管理的運(yùn)行于計(jì)算機(jī)的工業(yè)級(jí)硬件/軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)應(yīng)用于大型商場(chǎng)、生活小區(qū)、生產(chǎn)基礎(chǔ)、辦公大樓、商場(chǎng)酒店等區(qū)域的消防控制中心，對(duì)分散在建筑內(nèi)的探測(cè)器進(jìn)行遙測(cè)、遙調(diào)、遙控、遙信，方便實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與管理。本系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus現(xiàn)場(chǎng)總線將具有通信功能的探測(cè)器相互連接起來(lái)，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)線路中的被探測(cè)參數(shù)超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號(hào)、控制信號(hào)，能指示報(bào)警部位并保存報(bào)警信息?，F(xiàn)場(chǎng)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(jià)比高、維護(hù)方便等點(diǎn)。
作者簡(jiǎn)介：
繆建梅，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電