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技術文章

淺談電氣火災監控系統在民用建筑中的應用

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淮亞利

安科瑞電氣股份有限公司,上海 ,201801

 

【摘要】2005年開始,國家 2005年開始,國家吸取*經驗,逐步推廣建筑電氣火災預報警技術。目前,市場上的建筑電氣火 災監控系統產品眾多,但是技術性能上參差不齊。系統屬于建筑智能化產品,一般施工人員對基礎技術細節 不太了解。而且,系統在國內還未普及,相應的規范、標準配套不足,產品進入市場的門檻較低,造成施工人員在產品選用上疑惑較多,影響到系統的推廣和應用。本文結合大型工程的實踐,研究和總結了系統設備的型。

【關鍵詞 】區預總線形式的選擇;監控探測器的選擇;監控設備的選擇;電氣火災探測器;ARCEL-6000

 

一、前言

我司承接的某超大型民用項目,建筑電氣火災監控系統的信息點多。達到732個,且布置分散。施工人員通過大量的資料收集和技術論證,進行系統的選型。有效提高性價比,節約使用、維護、升級的費用。使工程在經濟效益方面取得了良好的效果,,并總結出有效的民用建筑電氣火災監控系統選型方法。

施工技術人員在選型過程中,對系統的智能技術細節不必都去吃透。經過實踐證明,只需參考系統的一些基本特性,就可以正確的進行系統選型。

二、總線形式的選擇

總線架構和通信方式是報警響應時間重要的決定因素,建筑電氣火災監控系統常用的總線形式和性能比較如表3-1.

表3-1 系統總線形式和性能比較

 

1、建筑電氣火災監控系統總線首先應具有自檢功能,正常情況下,不間斷地對各部件進行巡檢讀取回路狀態,發現探器故障。三種總線形式均可以滿足這種使用要求。其次,就是要具有實時響應功能,當探測點監控參數超出設定值,存在火災隱患.系統需立即報警提醒管理人員清除隱患。在一般規模的工程中,三種總線形式的響應時間差別并不明顯,但是工程規模大系統監控點較多時.靠巡檢才能發現報警的總線機制,響應時間就相對較低。

2、CAN總線與RS485總線比較,在訪問機制、通訊速度、節點容量、通訊距離和可靠性上都有突出的優勢。由于CAN總線節點容量大.傳輸距離遠,整個系統的配套設備會簡單很多,使用和維護上的優勢很大。如果工程對系統實時性、可靠性要求高的情況下.應首先選用。

3、選用建議。以上比較只是針對總線特性,并不能說明不同建筑電氣火災監控產品的性能。比如許多使用RS485總線的產品,由于總線技術應用比較成熟,通過軟硬件的配置.可以增加節點數量、傳輸距離,增強數據可靠性。而且.總線的選型還需參考其他因素.例如獨立式監控探測器如果需要接入火災報警系統總線時,就需要總線形式為消防二總線的產品。因此,在系統總線形式選擇時,還要綜合考慮工程規模,設計要求,配套產品,工程成本等一系列因素,達到性價比的組合。

 

三、監控探測器的選型

建筑電氣火災監控系統是服務于常規供電網絡的系統,為確保整個的可靠性,其加入不能對原的供電方式進行改動。

在市場上出現的電氣火災監控產品中有一部分產品將漏電斷路器和探測器整合在一個模塊上.具有包括剩余電流探測、報警功能在內的多和擴展功能,有些甚至集漏電、短路、過載、過壓、欠壓、缺相、延時送電、防誤合閘甚至防雷等功能于一身。這種監控探測器雖然表面上功能多、接線少、整合度高,但是內部結構復雜、故障率偏高、產品品和不全.增加了不可??康囊蛩?施工人員應慎重選用。

為了不影響的正常工作.應首先選用監控探測器與配電系統的開關分離配置的產品,并參考下述的性能指標對監控探測器進行選型。

1、現場報警及顯示功能

在小型工程中,不設立監控主機,采用獨立式監控探測器時,按照《電氣火災監控系統》的要求:探測器應具有工作狀態指示燈和自檢功能,在報警時應發出聲、光報警信號,并予以保持,直至手動復位。這樣可以使現場人員能更直接地得到報警信息。 而非獨立式的監控探測器必須與監控設備連用,由于可以在監控主機上集中顯示和報警,部分產品就取消了現場報警及顯示的功能,這樣在使用時,現場不易及時發現是哪一路線路發生故障,使它的作用受到一定的限制。所以,非獨立式的監控探測器也應根據實際的使用情況,考慮是否應配備現場報警及顯示功能的產品,為管理人員查找故障點,查詢監測的狀態量、報警及操作過程的記錄提供方便。

2、電流互感器的設置方式

(1)內置互感器式探測器

如圖4-1,此類監控探測器直接接入電路中,內置電流互感器 (包括電流互感器和剩余電流互感器)。優點是接線少,整合度 高、使用方便;缺點:由于探測器接入到供電線路中,導致配電 線路接點增多,仍是改變了原的連續性,探測器若發生故障會影響正常供電。而且,由于電源線必須通過探測器進出, 要改動配電箱線路,改造工程中難以應用。

圖4-1 接線式探測器

(2)外置互感器式探測器

如圖4-2,電流互感器與探測器本體分離,互感器通過信號線 與探測器連接。優點:不串入配電系統,為安裝提供了很好的靈活性,只要配用不同窗口尺寸的互感器,就可以使用在各種電流等級的線路上,互感器與探測器本體可以相距數米至數十米,新工程和改造工程中都可以應用。缺點:監控探測器與互感器之間需要敷設信號線。

接線示意圖                                   實物圖

圖4-2 外置互感器式探測

3、多通道式探測器

在一個探測器上可接入2個及以上的電流互感器、溫度傳感 器,同時監控多個供電回路。每個通道有獨立的地址、設置、報 警和輸出,適用于多個需要監控的回路較為集中的地方,可以大幅節省投資。特別是當工程不需要過電流探測功能時,每個監測回路可以減少三個電流互感器的信號輸入端口,系統的集成度就可以提高,選用多通道式探測器。

4、選用建議

監控探測器的選型需根據工程情況綜合考慮以上性能,例如內置互感器式探測器,由于配電箱內的安裝位置受限,很難再集 合數據顯示和多通道輸入的功能。又如工程要求監測過電流時, 由于每個監控點的信號輸入端口多,就難以配置多通道式探測器,所以應根據工程實際情況選擇。

四、監控設備的選擇

建筑電氣火災監控產品的可靠性是系統的選型關鍵,系統的漏報率、誤報率是衡量產品可靠性重要的指標之一。施工單位在產品報審時,可以在以下方面對監控設備進行選型:

1、系統形式

(1)市場上一些品牌的監控主機采用上位機工作站(普通 的臺式電腦)+管理軟件的形式,優點是:配置方便,硬件成 本低,軟件升級容易。但會受到普通計算機病毒的威脅(U盤病 毒、蠕蟲病毒等),從而需要加裝殺毒軟件與防火墻,在計算機 處理病毒時會占用CPU、內存等資源,使用不當還會引發系統崩 潰,也有可能造成監控數據的遺失。

(2)另一種形式就是采用嵌入式系統,嵌入式的監控系統為系統,系統硬件為實現該功 能專門開發,針對性強;監控軟件固化在主機ROM芯片中,具有穩 定性好、處理速度快、無操作系統漏洞風險、不受計算機病毒影 響等特性。與一般監控設備中所采用單片機技術和工控機等方式 比較,其安全性可靠性更高。

2、軟件功能和兼容性

軟件在建筑電氣火災監控系統使用中居中心地位,它負責整個系統的完全高效運行。軟件功能也是區分市場高底端產品的重 要標準之一。建筑電氣火災監控系統可獨立設置,也可與火災自動報警系統或BA系統集成,如果工程設計有相關要求,施工單位還需與其他協調,考察系統軟件的通訊協議、兼容性方面的性能。

3、選用建議

施工單位在監控設備選型中,主要需考慮工程的使用要求, 以及與其他系統的聯系。一般建筑,在監測點不多,建筑電氣火災危險性不高的場所,與火災自動報警系統或BA系統集成,可充分利用設備和人力資源,便于集中統一管理,節省大量投資;在工程規模大,建筑電氣火災危險性高的場所,為了保證系統的可靠性,還需考慮選用獨立設置的嵌入式系統。

五、安科瑞電氣火災監控系統

1.電氣火災監控系統

Acrel-6000電氣火災監控系統是用于接收剩余電流式電氣火災監控探測器等現場設備信號,以實現對被保護電氣線路的報警、監視、控制、管理的運行于計算機的工業級硬件/軟件系統。本系統適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業、國家重點消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領域,對分散在建筑內的探測器進行遙測、遙調、遙控、遙信,方便實現監控與管理。

Acrel-6000電氣火災監控系統由Acrel-6000系列監控設備、ARCM系列監控探測器和配套附件組成。系統各設備之間均采用總線(阻燃雙絞屏蔽線)進行連接,施工布線簡單方便。

Acrel-6000電氣火災監控系統的監控設備主要是壁掛式,其主要功能及組成部件如下表所示。

 

2.電氣火災監控裝置

ARCM系列組合式電氣火災監控裝置安裝在0.4kV低壓配電系統中,用于檢測TN-C-S、TN-S及局部TT系統中的聲譽電流、溫度等電 氣參數,從而預防電氣火災的發生。當被保護線路中監控裝置參數超過報警設定值時,能產生報警和控制信號,以便消除剩余電流 引起的電氣火災隱患。產品采用RS485或二總線進行通訊,可以與其它監控報警器、監控單元或監控主機聯合組成火災監控系統,可 根據用戶需要選擇集中總線型的信息管理模式或功能分區型的信息管理模式。

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業、國家重點消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領域, 符合GB14287-2014《電氣火災監控系統》的標準。

 

2.1 電氣火災監控探測器功能闡述

智慧用電在線監控裝置是針對 0.4kV 以下的 TT、TN 系統設計的智能電力裝置,具有全面的單、三相交流電測量、四象限電能計量、諧波分析、遙信輸入、遙信輸出功能,以及 RS485 通訊或 GPRS 無線通訊功能,通過對配電回路的剩余電流、導線溫度等火災危險參數實施監控和管理。

2.2產品選型

 

 

                型號                                                      

 

功能特性

ARCM200BL-

ARCM

300

ARCM200L

ARCM

AF

FD

J1

J4

J1

J4

Z2

Z

UI

J4T4

J4T12

J8

J8T8

J12T4

J16

T16

L45

L80

L100

L18030

40

安裝

方式

嵌入式

 

 

 

 

 

 

 

導軌式

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

實時測量

電流/電壓/頻率/功率因素

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

有功功率/無功功率

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

四象限電能計量

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

在線

監測

剩余電流(1路)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

剩余電流(4路)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

剩余電流(8路)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

剩余電流(12路)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

剩余電流(16路)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

溫度(1路)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

溫度(4路)

 

 

 

 

 

 

 

 

溫度(8路)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

溫度(12路)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

溫度(16路)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

故障電弧

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I/O

開關量輸入(di)

 

 

 

 

4DI

4DI

4DI

4DI

4DI

4DI

4DI

4DI

4DI

4DI

 

 

 

 

 

繼電器輸出(do)

1DO

4DO

1DO

4DO

2DO

2DO

2DO

2DO

2DO

2DO

2DO

2DO

2DO

2DO

 

 

 

 

1DO

保護

功能

剩余電流

 

 

溫度

 

 

 

過壓

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

欠壓

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

過流

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

故障電流

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

數據

記錄

事件記錄(20條)

 

 

 

 

內置時鐘

 

 

 

 

通訊

modbus485通訊

2路

 

 

 

 

二總線通訊

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

應用場合

0.4kv電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統

 

 

 

3 主要防火設備—AAFD系列故障電弧探測器

3.1 功能闡述:

故障電弧探測器(以下簡稱探測器)對接入線路中的故障電?。òü收喜⒙撾娀?、故障串聯電?。┻M行有效的檢測,當檢測到線路中存在引起火災的故障電弧時,可以進行現場的聲光報警,并將報警信息傳輸給上端監控設備,以實現預警火災發生的目的。

3.2 產品選型

項目

指標

型號

AAFD-40

輔助電源

額定電壓

AC 220V

功耗

正常監視狀態≤5VA

監控報警

故障電弧報警,AC 40A以下的負載

輸入電壓

額定值:AC 400V

輸入電流

額定值:AC 40A及以下

開關量輸出

一路無源常開觸點,觸點容量AC220V/1A,DC30V/1A

通訊

485通訊:Modbus-RTU協議

事件記錄

20條報警和開關記錄

安裝方式

35mm導軌式安裝

使用環境

工作溫度:-10℃~+55℃;相對濕度:≤95%不結露

儲存溫度范圍

-20℃~+70℃

顯示

LCD液晶顯示

產品符合國標

GB 14287.4-2014

 

 

 

參考文獻:

1.孫健樺.民用建筑電氣火災監控系設備的選型.建設科技.2013.101期

2.安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2019.11版

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