Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在高鐵站的應(yīng)用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定

摘要 ：安科瑞剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)ARCM剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置，對(duì)商場(chǎng)、賓館、機(jī)場(chǎng)、銀行、醫(yī)院、鐵路等建筑低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行電氣火災(zāi)監(jiān)控。本文通過(guò)對(duì)鷹潭、弋陽(yáng)、玉山、東鄉(xiāng)高鐵站電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目的介紹，闡述Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能及其重要意義。

關(guān)鍵詞： 火災(zāi)探測(cè)器；電氣火災(zāi)；高鐵站；鐵路

0、前言

    近10年來(lái)，我國(guó)發(fā)生電氣火災(zāi)高居火災(zāi)事故總數(shù)的*。根據(jù)*部消防局火災(zāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007年共發(fā)生火災(zāi)15.9萬(wàn)起（不含森林、草原、*、礦井地下部分火災(zāi)，下同），從引發(fā)火災(zāi)的直接原因看，電氣引起火災(zāi)zui多，共45703起，占總數(shù)的28.8%；2008年共發(fā)生火災(zāi)13.3萬(wàn)起，電線短路、超負(fù)荷、電器設(shè)備故障等電氣原因引發(fā)火災(zāi)4萬(wàn)起，占總數(shù)的30.1%，比重比2007年提高1.3個(gè)百分點(diǎn)。電氣火災(zāi)事故所占比例逐年增高，令人堪憂。對(duì)于嚴(yán)峻的電氣火災(zāi)形勢(shì)，早期預(yù)測(cè)、預(yù)警、預(yù)報(bào)則成消防工作的重中之重，從源頭上杜絕電氣火災(zāi)的發(fā)生成了關(guān)注的焦點(diǎn)。預(yù)防和遏制電氣火災(zāi)的任務(wù)已經(jīng)迫在眉睫。國(guó)家有關(guān)部門(mén)相繼制訂或修改了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，要求在建筑中設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。

本文根據(jù)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的新標(biāo)準(zhǔn)（GB14827-2014），以鷹潭、弋陽(yáng)、玉山、東鄉(xiāng)高鐵站漏電火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)為例，介紹Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在高鐵站及大型公共場(chǎng)所的應(yīng)用。

1、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

    鷹潭、弋陽(yáng)、玉山、東鄉(xiāng)高鐵站是滬昆鐵路江西境內(nèi)的4座高鐵站，本項(xiàng)目主要對(duì)新建鷹潭、弋陽(yáng)、玉山、東鄉(xiāng)高鐵站配電區(qū)域各用電回路因漏電及由于漏電可能引起火災(zāi)進(jìn)行預(yù)報(bào)和監(jiān)控，準(zhǔn)確監(jiān)控電氣線路的故障和異常狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)的火災(zāi)隱患，及時(shí)報(bào)警提醒人員去這些隱患。幫助高鐵站提高安全系數(shù)，節(jié)約人工成本。

   系統(tǒng)通過(guò)探測(cè)現(xiàn)場(chǎng)各用電回路漏電電流、過(guò)電流、超溫度等信號(hào)，已聲光報(bào)警的方式，準(zhǔn)確提醒工作人員線路故障的位置，監(jiān)視故障點(diǎn)的變化。儲(chǔ)存各種故障和操作試驗(yàn)信號(hào)，顯示系統(tǒng)電源狀態(tài)預(yù)防常見(jiàn)的因漏電所引起的建筑物電氣火災(zāi)事故，保證人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

2、參考標(biāo)準(zhǔn)

    剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)符合中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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》。

3、系統(tǒng)的基本組成及工作原理

3.1 基本組成部分

    根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB14287-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》以及相關(guān)規(guī)范《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法》，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成應(yīng)包括：電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器以及測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器等三個(gè)zui基本產(chǎn)品種類所組成。其中，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器又由監(jiān)控探測(cè)器和剩余電流互感器所組成；測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器由監(jiān)控探測(cè)器和測(cè)溫傳感器所組成。

    剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層組成。系統(tǒng)拓?fù)鋱D如下圖所示：各電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器通過(guò)屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器，然后通過(guò)五類線TCP/TP協(xié)議進(jìn)入監(jiān)控主機(jī)。

　1）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層主要是連接網(wǎng)絡(luò)中用于漏電及溫度信號(hào)采集測(cè)量的各類型的儀表和保護(hù)裝置等，也是構(gòu)建該監(jiān)控系統(tǒng)必要的基本組成元素。不僅肩負(fù)著采集數(shù)據(jù)的重任，同時(shí)也是執(zhí)行后臺(tái)控制命令的終端元件

　2）通訊控制層主要是由通訊服務(wù)器、接口轉(zhuǎn)換器件及總線網(wǎng)絡(luò)等組成。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，不同的接口轉(zhuǎn)換器件提供了RS232、RS422、RS485、SPABUS等及以太網(wǎng)等各種接口，組網(wǎng)方式靈活，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊、現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)等類型的組態(tài)網(wǎng)絡(luò)。通訊服務(wù)器主要用于直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)的各種控制命令，并負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類和存儲(chǔ)等工作，如電壓/電流等電參量、輸入開(kāi)關(guān)量狀態(tài)、修改儀表內(nèi)部參數(shù)或各種控制繼電器斷開(kāi)/閉合的操作命令等；接口轉(zhuǎn)換器件則是由于現(xiàn)場(chǎng)儀表或其它系列的裝置與上位機(jī)的通訊接口存在差異，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換方可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

　3）管理測(cè)控層是針對(duì)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的管理人員。該層直接面向用戶。該層也是系統(tǒng)的zui上層部分，主要是由電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備如計(jì)算機(jī)、人機(jī)界面、打印機(jī)、UPS等。其中軟件部分具有良好的人機(jī)交互界面，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取前置機(jī)采集的現(xiàn)場(chǎng)各類數(shù)據(jù)信息，自動(dòng)經(jīng)過(guò)計(jì)算處理，以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況，并可接受管理人員的操作命令，實(shí)時(shí)發(fā)送并檢測(cè)操作的執(zhí)行狀況，以保證供用電單位的正常工作。

3.2 工作原理

    其基本原理是，當(dāng)電氣設(shè)備中的電流、溫度等參數(shù)發(fā)生異?；蛲蛔儠r(shí)，終端探測(cè)頭(如剩余電流互感器、溫度傳感器等)利用電磁場(chǎng)感應(yīng)原理、溫度效應(yīng)的變化對(duì)該信息進(jìn)行采集，并輸送到監(jiān)控探測(cè)器里，經(jīng)放大、A/D轉(zhuǎn)換、CPU對(duì)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，一旦超出設(shè)定值則發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)也輸送到監(jiān)控設(shè)備中，再經(jīng)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)一步識(shí)別、判定，當(dāng)確認(rèn)可能會(huì)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，監(jiān)控主機(jī)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，點(diǎn)亮報(bào)警指示燈，發(fā)出報(bào)警音響，同時(shí)在液晶顯示屏上顯示火災(zāi)報(bào)警等信息。值班人員則根據(jù)以上顯示的信息，迅速到事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查處理，并將報(bào)警信息發(fā)送到集中控制臺(tái)。

3.3 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝及布線設(shè)計(jì)

    電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備以及系統(tǒng)的報(bào)警信號(hào)，應(yīng)設(shè)在消防控制室或有人值班的場(chǎng)所。主機(jī)電源應(yīng)取自控制中心的消防供電(AC220V)。 各監(jiān)控探測(cè)器采用現(xiàn)場(chǎng)供電，電源接入點(diǎn)應(yīng)在該級(jí)斷路器的上端。

1）配電柜內(nèi)部形式的安裝設(shè)計(jì)

    本工程為新建工程，所有監(jiān)控探測(cè)器均安裝于變電所內(nèi)配電柜內(nèi)，采用嵌入式安裝，安裝于配電柜面板上。工作人員可以通過(guò)面板按鈕查看各回路漏及溫度信息。剩余電流互感器安套在A、B、C三相電源線及N線上，PE線不得穿過(guò)互感器，固定牢靠，探測(cè)器與互感器之間的連線應(yīng)該采用屏蔽導(dǎo)線；溫度傳感器為一熱敏電阻ＮＴＣ，可以提供-10-120℃的溫度基準(zhǔn)，熱敏電阻可以通過(guò)導(dǎo)線連接至漏電火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。

2）整個(gè)漏電火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝設(shè)計(jì)

    現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)漏電監(jiān)控探測(cè)器均帶有485通訊接口，需通過(guò)屏蔽雙絞線將現(xiàn)場(chǎng)所有探測(cè)器以手拉手的方式串聯(lián)起來(lái)，連接時(shí)應(yīng)注意，每條485總線連接數(shù)量不超過(guò)32個(gè)，且在20個(gè)左右為宜。安裝走線時(shí)，應(yīng)注意強(qiáng)弱電走線分開(kāi)，導(dǎo)線應(yīng)采用阻燃屏蔽雙絞線建議線徑不小于1.0mm2，屏蔽線屏蔽層應(yīng)良好接地，每條總線末端應(yīng)增加一個(gè)100歐姆左右的匹配電阻。配線整齊，綁扎成束，穿線可用阻燃PVC管、金屬管及金屬線槽。在穿管、線槽后，應(yīng)將管口、槽口封堵。

3.4 產(chǎn)品的選擇與介紹

    本工程在配電柜現(xiàn)場(chǎng)均安裝ARCM200系列剩余電流監(jiān)控探測(cè)器及AKH-0.66/L型剩余電流互感器。在車站消費(fèi)控制室配置AcrelAcrel-6000/B50壁掛式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

    ARCM200系列電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器是智能型探測(cè)器產(chǎn)品，符合GB 14287─2014。該產(chǎn)品既可以大量的聯(lián)機(jī)使用，也可以獨(dú)立式使用（具有漏電/過(guò)流/溫度的檢測(cè)和報(bào)警功能，另有可選功能：報(bào)警時(shí)能自動(dòng)切斷被監(jiān)控電路，即具有繼電器輸出功能）。它集電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)及報(bào)警功能于一體，具有高智能化、功能齊全、性能可靠、迷你設(shè)計(jì)、外形美觀、設(shè)定簡(jiǎn)單、儀表式安裝等特點(diǎn)。是令人耳目一新的全新思路設(shè)計(jì)的結(jié)晶，是對(duì)防范電氣火災(zāi)事故的又一新貢獻(xiàn)。

    電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器（以下簡(jiǎn)稱“監(jiān)控探測(cè)器"）由剩余電流互感器、溫度傳感器和監(jiān)控報(bào)警器組成，當(dāng)被保護(hù)線路中的剩余電流互感器（以下簡(jiǎn)稱“互感器"）探測(cè)到的剩余電流超過(guò)監(jiān)控報(bào)警器的預(yù)設(shè)定值或溫度傳感器探測(cè)到的溫度超出預(yù)設(shè)定值時(shí)，監(jiān)控報(bào)警器經(jīng)分析、確認(rèn)后發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)和控制信號(hào)。監(jiān)控報(bào)警器能顯示報(bào)警線路漏電流大小，傳感器溫度等。當(dāng)監(jiān)控報(bào)警器有報(bào)警信息時(shí)，啟動(dòng)繼電器。并可以直接顯示探測(cè)電流值和溫度值，無(wú)需占用大的設(shè)備場(chǎng)地，節(jié)省消防設(shè)備成本，節(jié)約電力能源，監(jiān)控探測(cè)器采用儀表安裝方式。

    Acrel-6000系列監(jiān)控設(shè)備是整個(gè)電氣火災(zāi)監(jiān)控的zui頂端，可連接多臺(tái)ARCM系列探測(cè)器，組成一套功能齊全的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，具有聲光報(bào)警功能，并同步顯示報(bào)警回路，其報(bào)警信息可以保存12個(gè)月以上，后備不間斷電源可以保證市電失電后連續(xù)運(yùn)行4小時(shí)以上，監(jiān)控系統(tǒng)分為壁掛式、琴臺(tái)式和柜體式3種，通訊距離可達(dá)1200多米，多臺(tái)設(shè)備之間或者設(shè)備和其他系統(tǒng)如報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)等可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。并且該系列監(jiān)控設(shè)備具備自檢功能，從硬件、軟件、通訊線路、電源各個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)自檢，以隨時(shí)掌握系統(tǒng)產(chǎn)品運(yùn)行狀態(tài)，保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

3．5 漏電火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備Acrel-6000/B

本套上位機(jī)軟件Acrel-6000/B電氣火災(zāi)系統(tǒng)。主要有以下功能特點(diǎn)：

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)，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)，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(kāi)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

4 、結(jié)束語(yǔ)

    隨著智能建筑的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)安全的意識(shí)認(rèn)識(shí)越來(lái)越高。公共建筑安裝漏電火災(zāi)系統(tǒng)是智能化建設(shè)的必然趨勢(shì)。電氣火災(zāi)系統(tǒng)有利于發(fā)現(xiàn)安全隱患，及時(shí)處理安全隱患，將火災(zāi)防患與未然有著重要的意義。本系統(tǒng)自鷹潭、弋陽(yáng)、玉山、東鄉(xiāng)高鐵站投入運(yùn)行以來(lái)，發(fā)現(xiàn)和整改了多出隱患，大大提高了工作人員的工作效率，保證了高鐵站日常工作的穩(wěn)定有序的進(jìn)行，確保了廣大旅客的出行安全，并為高鐵站的消防管理提供了科學(xué)的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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[2].吳恩遠(yuǎn) 周中 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用圖集 2012. 8