北京安科瑞能源管理有限公司

0、前言

    近10年来，我国发生电气火灾高居火灾事故总数的首位。根据公安部消防局火灾数据统计，2007年共发生火灾15.9万起（不含森林、草原、军队、矿井地下部分火灾，下同），从引发火灾的直接原因看，电气引起火灾最多，共45703起，占总数的28.8%；2008年共发生火灾13.3万起，电线短路、超负荷、电器设备故障等电气原因引发火灾4万起，占总数的30.1%，比重比2007年提高1.3个百分点。电气火灾事故所占比例逐年增高，令人堪忧。对于严峻的电气火灾形势，早期预测、预警、预报则成消防工作的重中之重，从源头上杜绝电气火灾的发生成了关注的焦点。预防和有效遏制电气火灾的任务已经迫在眉睫。国家有关部门相继制订或修改了有关标准规范，要求在建筑中设置电气火灾监控报警系统。

    本文根据电气火灾监控系统的新标准（GB14827-2005），以南阳新闻赛事中心漏电火灾监控系统为例，介绍Acrel-6000电气火灾监控系统在政府机关办公楼及新闻中心的应用。

1、项目简介

    南阳新闻赛事中心作为第七届全国农运会新闻发布中心，位于南阳市中心城区光武路以北、天山路以南、健康路以西、一中路以东，汉冶路以北区域为主建筑区，南侧为体育公园。项目占地约165亩。整个新闻发布中心包括1#-4#楼，根据相关电气设计，本项目对整个新闻中心4栋大楼各楼层配电间内各用电回路因漏电及由于漏电可能引起火灾进行预报和监控，准确监控电气线路的故障和异常状态，发现电气火灾的火灾隐患，及时报警提醒人员去消除这些隐患。帮助用户节约人工成本，提高工作效率，降低火灾发生概率。

    系统通过探测现场各用电回路漏电电流、过电流、超温度等信号，以声光报警的方式，准确提醒工作人员线路故障的位置，监视故障点的变化。储存各种故障和操作试验信号，显示系统电源状态有效预防常见的因漏电所引起的建筑物电气火灾事故，保证人民生命财产安全。

2、参考标准

    本系统符合中华人民共和国国家标准GB14287.1-2005《电气火灾监控系统 第1部分：电气火灾监控设备》。

3、系统的基本组成及工作原理

3.1 基本组成部分

    根据国家标准GB14287-2005《电气火灾监控系统》以及相关规范《电气火灾监控系统的设计方法》(暂行规定)，电气火灾监控系统的基本组成应包括：电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器以及测温式电气火灾监控探测器等三个最基本产品种类所组成。其中，剩余电流式电气火灾监控探测器又由监控探测器和剩余电流互感器所组成；测温式电气火灾监控探测器由监控探测器和测温传感器所组成。

    剩余电流式电气火灾监控系统采用分层分布式结构，由站控管理层、网络通讯层和现场设备层组成。系统拓扑图如下图所示：各电气火灾监控探测器通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入通讯服务器，然后通过五类线TCP/TP协议进入监控主机。如下图所示：

 　1）现场设备层主要是连接网络中用于漏电及温度信号采集测量的各类型的漏电火灾探测器，也是构建该监控系统必要的基本组成元素。不仅肩负着采集数据的重任，同时也是执行后台控制命令的终端元件

　 2）通讯控制层主要是由协议接口转换器及总线网络等组成。该层是数据信息交换的桥梁，不同的接口转换器件提供了RS232、RS422、RS485、SPABUS等及以太网等各种接口，组网方式灵活，支持点对点的通讯、现场总线网络、以太网等类型的组态网络。协议接口转换器主要用于直接对现场漏电火灾探测器表转达上位机的各种控制命令，并负责对漏电火灾探测器回送的数据信息进行采集、分类和存储等工作，如温度/剩余电流等。

　 3）管理测控层是针对消防控制的管理人员。该层直接面向用户。该层也是系统的最上层部分，主要是由电气火灾监控系统软件和必要的硬件设备如人机界面、打印机、UPS等。其中软件部分具有良好的人机交互界面，通过数据传输协议读取前置机采集的现场各类数据信息，自动经过计算处理，以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况，并可接受管理人员的操作命令，实时发送并检测操作的执行状况，以保证供用电单位的正常工作。

3.2 工作原理

    其基本原理是，当电气设备中的漏电流、温度等参数发生异常或突变时，终端探测头(如剩余电流互感器、温度传感器等)利用电磁场感应原理、温度效应的变化对该信息进行采集，并输送到监控探测器里，经放大、A/D转换、CPU对变化的幅值进行分析、判断，并与报警设定值进行比较，一旦超出设定值则发出报警信号，同时也输送到监控设备中，再经监控设备进一步识别、判定，当确认可能会发生火灾时，监控主机发出火灾报警信号，点亮报警指示灯，发出报警音响，同时在液晶显示屏上显示火灾报警等信息。值班人员则根据以上显示的信息，迅速到事故现场进行检查处理，并将报警信息发送到集中控制台。

3.3 监控系统的设计安装及布线设计

    电气火灾监控设备以及系统的报警信号，应设在消防控制室或有人值班的场所。主机电源应取自控制中心的消防供电(AC220V)。 各监控探测器采用现场供电，电源接入点应在该级断路器的上端。

1）配电柜内部形式的安装设计

    本工程为新建工程，所有监控探测器均安装于变电所内配电柜内，采用嵌入式安装，安装于配电柜面板上。工作人员可以通过面板按钮查看各回路漏及温度信息。剩余电流互感器安套在A、B、C三相电源线及N线上，PE线不得穿过互感器，固定牢靠，探测器与互感器之间的连线应该采用屏蔽导线；温度传感器为一热敏电阻ＮＴＣ，可以提供-10-120℃的温度基准，热敏电阻可以通过导线连接至漏电火灾监控探测器。

2）整个漏电火灾监控系统的安装设计

    现场每个漏电监控探测器均带有485通讯接口，需通过屏蔽双绞线将现场所有探测器以手拉手的方式串联起来，连接时应注意，每条485总线连接数量不超过32个，且在20个左右为宜。安装走线时，应注意强弱电走线分开，导线应采用阻燃屏蔽双绞线建议线径不小于1.0mm2，屏蔽线屏蔽层应良好接地，每条总线末端应增加一个100欧姆左右的匹配电阻。配线整齐，绑扎成束，穿线可用阻燃PVC管、金属管及金属线槽。在穿管、线槽后，应将管口、槽口封堵。

3.4 产品的选择与介绍

    本工程共分为4栋大楼，分别为1#、2#、3#、4#大楼。其中1#楼包括西侧北区（60个回路）、西侧南区（49个回路）、东侧北区（69个回路）、东侧南区（47个回路），2#楼共28个回路，3#楼共28个回路，4#楼共6个回路且均位于地下室，本工程在配电柜现场均安装ARCM300系列剩余电流监控探测器及AKH-0.66/L型剩余电流互感器。在消防控制中心设漏电火灾监控设备Acrel-6000/Q500电气火灾监控系统便于新闻中心工作人员进行统一管理。

    ARCM300系列电气火灾监控探测器是智能型探测器产品，符合GB 14287─2005。该产品既可以大量的联机使用，也可以独立式使用（具有漏电/过流/温度的检测和报警功能，另有可选功能：报警时能自动切断被监控电路，即具有继电器输出功能）。它集电气火灾监控探测、报警功能及配电监测功能于一体，具有高智能化、功能齐全、性能可靠、迷你设计、外形美观、设定简单、导轨式安装等特点。是令人耳目一新的全新思路设计的结晶，是对防范电气火灾事故的又一新贡献。

    电气火灾监控探测器（以下简称“监控探测器”）由剩余电流互感器、温度传感器和监控报警器组成，当被保护线路中的剩余电流互感器（以下简称“互感器”）探测到的剩余电流超过监控报警器的预设定值或温度传感器探测到的温度超出预设定值时，监控报警器经分析、确认后发出声光报警信号和控制信号。监控报警器能显示报警线路漏电流大小，传感器温度等。当监控报警器有报警信息时，启动继电器。并可以直接显示探测电流值和温度值，无需占用大的设备场地，节省消防设备成本，节约电力能源。

    Acrel-6000系列监控设备是整个电气火灾监控的最顶端，可连接多台ARCM系列探测器，组成一套功能齐全的电气火灾监控系统，具有声光报警功能，并同步显示报警回路，其报警信息可以保存12个月以上，后备不间断电源可以保证市电失电后连续运行4小时以上，监控系统分为壁挂式、琴台式和柜体式3种，有效通讯距离可达1200多米，多台设备之间或者设备和其他系统如报警与消防联动系统、电力监控系统等可进行数据交换。并且该系列监控设备具备自检功能，从硬件、软件、通讯线路、电源各个方面进行系统自检，以随时掌握系统产品运行状态，保证系统运行的可靠性。

3．5 软件界面

    本套上位机软件Acrel-6000电气火灾系统。主要有以下功能特点：友好的人机界面，可实时和定时采集现场设备的剩余电流数据和温度、并有报警提示声光报警等功能。客户可根据实际需要对报警温度值、漏电流值进行设置，报警故障解除时，可远方进行复位。系统可对报警事件、日期、报警值、越线值进行记录，并生成报表。

    1）数据采集和显示

    现场漏电火灾监控探测器将所采集数据上传到本界面，用户可根据需要对回路名称、监控地点、监控区域进行权限修改。当剩余电流实测值大于报警设置时，系统报警状态指示灯会自动闪烁，对应界面中的报警单元状态颜色变化，方便运行人员检查处理报警。

    2）故障显示

    当监控设备检测到设备故障时，运行监视主界面的故障单元状态颜色变化，显示故障单元的具体信息，并发出故障报警声。支持故障报警声手动消除。

   3）故障及报警记录

   具有事件存储功能，报警器能够记录故障及报警发生的时间、类型、参数、报警值，根据报警记录可分析故障原因，为消除故障提供依据。

4结束语

    随着智能建筑的发展及电力的广泛应用，人们对安全的意识认识越来越高。公共建筑安装漏电火灾系统是智能化建设的必然趋势。电气火灾系统有利于发现安全隐患，及时处理安全隐患，将火灾防患与未然有着重要的意义。本系统自南阳新闻赛事中心投入运行以来，发现和整改了多出隐患，大大提高了工作人员的工作效率，保证了新闻中心日常工作的稳定有序的进行，保证了企业的安全生产，并为公共建筑的消防管理提供了科学的依据。