赵斌

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定

摘要：本文简述了电气火灾监控系统的组成原理，分析了电气火灾监控系统在应用中的设计依据和相关规范。最后通过安科瑞剩余电流式电气火灾监控系统在中国金融信息大厦项目的实例介绍，阐述了电气火灾监控系统功能的实现及其重要意义。

关键词：电气火灾；监控系统；Acrel-6000；金融信息大厦；

0 概述

  中国金融信息大厦位于黄浦江畔，规划建筑面积6．5万平方米，集金融资讯采集、发布、数据挖掘、指数产品研发、金融家俱乐部等多重功能于一身，实时滚动向全球发布金融、证券等信息和数据，举办全球金融、航运领域的重要活动。

  现场有152台ARCM200L剩余电流式仪表，安装于该大厦楼层配电箱内。现场仪表采用总线方式接入，将数据上传至消控中心的Acrel-6000电气火灾监控系统。

1 参考标准

  近年来，国家为了加大电气火灾监控防范的力度，相继制订或修改了一批相关标准规范，加强对电气火灾的预防。主要有：

  《建筑设计防火规范》GB 50016-2014

  《低压配电设计规范》GB 50045-2011

  《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008

  《剩余电流动作保护装置的安装和运行》GB 13955-2005

  《通用用电设备配电设计规范》GB 50055-2011

  《电力工程电缆设计规范》GB 50217-2007

  《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116-2013

  《低压开关设备和控制设备总则》GB 14048.1-2006

  《电气火灾监控系统 第1部分：电气火灾监控设备》GB 14287.1-2014

  《电气火灾监控系统 第2部分：剩余电流式电气火灾监控探测器》GB 14287.2-2014

  《电气火灾监控系统 第3部分：测温式电气火灾监控探测器》GB 14287.3-2014

2 系统组成

  中国金融信息大厦电气火灾监控系统项目由电气火灾监测后台，电气火灾探测器以及漏电流互感器组成。

  中国金融信息大厦有限公司地下4层，地上22层。

  地下部分长100米，宽50米；

  地上部分长80米，宽40米；地上部分的电气火灾表计均在同一配电间内，地下部分比较分散。

  地上部分有117台电气火灾监控装置，地下室有35台电气火灾监控装置,共152台。

  计划地上部分采用4根总线连接（1F-4F共30个表计/5F-11F共30个表计/12F-18F共29个表计/19F-22F及机房层共28台表计），地下部分采用2根总线（B1F-B3F共23台表计/B4F共12台表计)

  消控室位于1F，总线在楼层配电箱手拉手串接后将数据上传到后台，组成电气火灾系统的大动脉。箱体中漏电流互感器通过电流线接入漏电探测器，漏电探测器实时显示漏电情况。以上所述组成一套信号稳定，精度可靠的电气火灾监测系统。本系统组网共分为三层：

  1）站控管理层

  站控管理层针对电气火灾监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口，也是系统的最上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备，如触摸屏、UPS电源等组成。监测系统软件对现场各类数据信息计算、分析、处理，并以图形、数显、声音、指示灯等方式反应现场运情况。

  监控主机：用于数据采集、处理和数据转发。为系统内或外部提供数据接口，进行系统管理、维护和分析工作。

  UPS：保证计算机监测系统的正常供电，在整个系统发生供电问题时，保证站控管理层设备的正常运行。

  后台监控设备设置在消控室中。

  2）网络通讯层

  通讯介质：系统主要采用屏蔽双绞线，以RS485接口，MODBUS通讯协议实现现场设备与上位机的实时通讯。

  3）现场设备层

  现场设备层是数据采集终端，主要为ARCM200系列剩余式电气火灾监控探测器。

系统结构示意图如下所示：

3 电气火灾设备

3.1、 Acrel-6000电气火灾监控后台：

主要技术参数

电源：

① 额定工作电压AC220V（-15% ～ +10%）

② 备用电源：主电源欠压或停电时，维持监控设备工作时间 ≥4小时

工作制：

24小时工作制

通讯方式：

RS485总线通讯，Modbus-RTU通信协议，传输距离1km，可通过中继器延长通讯传输距离

监控容量：

① 监控设备最高可监控200个监控单元（探测器）

② 可配接ARCM系列监控探测器

监控报警项目：

① 剩余电流故障（漏电）：故障单元属性（部位、类型）

② 温度报警（超温）： 故障单元属性（部位、类型）

③ 电流故障（过流）： 故障单元属性（部位、类型）

监控报警响应时间： ≤30s

监控报警声压级（A计权）：≥70dB／1m

监控报警光显示：红色LED指示灯，红色光报警信号应保持，直至手动复位

监控报警声信号：可手动消除，当再次有报警信号输入时，能再次启动

故障报警项目：

① 监控设备与探测器之间的通讯连接线发生断路或短路

② 监控设备主电源欠压或断电

③ 给电池充电的充电器与电池之间的连接线发生断路或短路

故障报警响应时间：≤100s

监控报警声压级（A计权）：≥70dB／1m

监控报警光显示：黄色LED指示灯，黄色光报警信号应保持至故障排除

故障报警声信号：可手动消除，当再次有报警信号输入时，能再次启动

故障期间，非故障回路的正常工作不受影响

控制输出：

报警控制输出：1组常开无源触点，容量：AC250V 3A或DC30V 3A

自检项目：

① 指示灯检查：报警、故障、运行、主电源、备用电源指示灯

② 显示屏检查

③ 音响器件检查

自检耗时 ≤60s

事件记录：

① 记录内容：记录类型、发生时间、探测器编号、区域、故障描述，可存储记录不少于2万条

② 记录查询：根据记录的日期、类型等条件查询

操作分级：

① 日常值班级：实时状态监视、事件记录查询

② 监控操作级：实时状态监视、事件记录查询、探测器远程复位、设备自检

③ 系统管理级：实时状态监视、事件记录查询、探测器远程复位、设备自检，监控设备系统参数查询、监控设备各模块单独检测、操作员添加与删除

使用环境条件：

① 工作场所：消防控制室内、有人值班的变配电所（配电室）、有人值班的房间内墙壁上

② 工作环境温度：0℃～40℃

③ 工作环境相对湿度：5%～95%RH

④ 海拔高度：≤2500m

3.2、ARCM200系列仪表

  ARCM200型剩余电流式电气火灾监控探测器，是针对 0.4kV 以下的TT、TN 系统设计的，通过对配电回路的剩余电流、导线温度、过电流、过电压等火灾危险参数实施监控和管理，从而预防电气火灾的发生，并实现了对多种电力参数的实时监测,为能耗管理提供精确的数据。产品采用先进的微控制器技术，集成度高，体积小巧，安装方便，集智能化，数字化，网络化于一身，是建筑电气火灾预防监控、系统绝缘老化预估等的理想选择。产品符合 GB14287.2-2014《电气火灾监控系统 第2部分：剩余电流式电气火灾监控探测器》的标准要求。

4 系统功能

4.1设备自检

  以鼠标双击“  ”图标启动Acrel-6000系统应用程序，进入设备自检界面（如下图所示），此时软件将加载所需参数，并对各模块进行自动检测。

4.2软件运行主界面

  设备自检完成后，即进入系统主界面（如下图所示）：

  系统主界面主要分为快捷键区、功能列表显示区、设备状态显示区、操作显示区、实时信息显示区和探测器操作面板六个区域。

  在操作显示区中，根据操作员选择的功能而显示不同的内容，主要有监控列表、状态图、寄存器数据、历史数据查询、探测器管理等。

  在设备状态显示区中，显示“操作员”、“操作权限”，“输入电源”、“备用电源”、“UPS通讯”、“输入模块”、“输出模块”的状态信息。当设备的主要模块发生故障时，对应模块的状态信息将由“正常”变为“故障”，同时以红色显示。

  在实时信息显示区中，显示设备实时的故障及报警信息。当有故障或报警发生时，对应的“故障信息”和“报警信息”选择框将显示红色。

4.3设备故障、探测器通讯故障信息提示：

  ♦当监控设备检测到设备故障或探测器通讯故障时，监控设备将发出以下报警提示：

  ♦对于设备故障，在设备状态显示区中，对应故障模块以红色显示“故障”进行提示；

  ♦对于探测器通讯故障，在[探测器->监控列表]中，对应探测器的“通讯”列，以黄色显示“故障”进行提示；

  ♦在实时信息显示区中，“故障信息”显示红色，提示信息包括：“时间”、“区域”、“监控地点”、“类型”、“探测器”和“故障信息”；

  ♦监控设备黄色故障指示灯点亮、发出故障提示音；

  ♦故障报警声信号可以手动消除，当再次有故障信号输入时，能再次启动；

  ♦当设备的所有故障排除后，监控设备的黄色故障指示灯熄灭，故障提示音关闭。

 设备故障、探测器通讯故障信息提示界面

报警信息提示

  当监控设备监测到探测器报警时，监控设备将发出以下报警提示：

  ♦在[探测器->监控列表]中，对应探测器的“状态”列，以红色显示“报警”进行提示；

  ♦在实时信息显示区中，“报警信息”显示红色，提示信息包括：“时间”、“区域”、“监控地点”、“类型”、“探测器”和“报警信息”；

  ♦控制输出端子输出报警信号；

  ♦监控设备红色报警指示灯点亮、发出报警提示音；

  ♦监控报警声信号可以手动消除，当再次有报警信号输入时，能再次启动；

  ♦当报警的探测器检测到漏电流、温度等信号恢复正常后，需要操作员进行确认、复位，复位后监控设备的红色报警指示灯才会熄灭，同时报警提示音关闭。

报警信息界面

复位

  当探测器监测到漏电流、温度等超过报警设定值时，会发出报警信号，监控设备在接收到探测器的报警信号后，同时在监控设备端发出报警信号。当报警的探测器监测到漏电流、温度等信号恢复正常后，需要操作员进行确认、复位，复位后监控设备的红色报警指示灯才会熄灭，同时报警提示音关闭。

消声

  故障、报警的提示音信号可以手动消除，当再次有故障、报警信号输入时，将再次启动。

参数远程修改

  具有系统管理员权限的操作员可以对探测器的参数进行远程修改。

4.4历史记录

  各级操作权限均可查看该界面的信息（如下图所示）。用户于该界面内可查询任意时段内相应报警、故障、事件类型的记录，操作方式为选择起始日期、结束日期、查询类型后点击查询按钮即可。

历史记录查询界面

4.5维护

  维护功能主要包括：设备自检、软件复位、通道管理、探测器管理、用户管理等。

5 结束语

  中国金融信息大厦电气火灾监控系统由电气火灾监控装置Acrel-6000、漏电火灾探测器ARCM200L组成。Acrel-6000电气火灾监控系统是本公司自主研发的，是用于接收剩余电流式电气火灾探测器等现场设备信号、以实现对被保护电气线路的报警、监视、控制、管理的运行于计算机的工业级硬件/软件系统。本系统应用于大型商场、生活小区、生产基础、办公大楼、商场酒店、医院等区域的消防控制中心，对分散在建筑内的探测器实时监测，方便实现监控与管理。本系统采用标准的Modbus总线将具有通信功能的探测器相互连接起来，当现场保护线路中的被探测参数超过报警设定值时，能发出报警信号、控制信号，能指示报警部位并保存报警信息。现场仪表采用总线方式接到消控中心的Acrel-6000电气火灾监控系统。本系统具有安装运输方便、性价比高、维护方便等优点。

参考文献

[1].任致程 周中. 电力电测数字仪表原理与应用指南[M]. 北京. 中国电力出版社. 2007. 4

[2].周中.电力仪表在大型公共建筑电能分项计量中的应用[J].现代建筑电气 2010. 6

作者简介：
赵斌，男，本科，安科瑞电气股份有限公司工程师，主要研究方向为智能电力监控与电能管理系统.

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