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技術文章

電氣火災監控云平臺在建筑防火中的研究與應用

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淮亞利

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

  摘要:為解決建筑防火中的電氣火災監控問題,本文結合某建筑實際情況,對其電氣火災監控系統進行深入分析,提出設備選型、系統設計及安裝等內容,以期為相關人員提供參考。
  關鍵詞:建筑防火;電氣火災;電氣火災監控
  0引言
  如今,建筑電氣設備種類和數量都在不斷增多,這在豐富建筑使用功能的同時,增加了火災隱患。要想有效預防建筑電氣火災,在火災發生后立即通過監控和自動控制切斷設備,能有效控制火災的發展和蔓延,并減小由此造成的損失。
  1建筑概況
  某建筑地上共14層,設1層地下室,總建筑面積1.51萬m'。對于該建筑,其消防設備屬于一級負荷;二級負荷包括電梯(非消防)、水泵與樓梯間照明;除以上一級和二級負荷外的負荷均屬于三級負荷。該建筑變電所位于地下一層,為滿足建筑用電量要求,需在低壓配電柜中對消防用電回路進行預留;低壓側電源采用交流三相四線220/380V,其配電系統為單母線分段形式;干線配電方式為樹干式,主要負荷與容量相對較大的動力負荷均為放射式配電?,F以該建筑為例,對其電氣火災監控系統做如下深入分析。
  2設備選型
  在建筑中,一旦發生電氣火災,則其隱患的分布將極為分散,基于此,對電氣火災監控而言,需要將集中監控設備與現場處理設備充分結合到一起,形成集散式系統。該系統的優勢在于通過對剩余電流的實時檢測,確定各監控點實際剩余電流,基本不會對原配電系統造成任何影響,且系統比較單一和靈活,無論是新建、改建還是擴建項目,都可以使用。除此之外,采用集散式系統還能結合實際需要,有針對性地增減監控點,保證靈活性。
  在設備選型過程中,應優先考慮技術先進且經濟合理的類型。通過對上述各因素的綜合考慮,在本次設計工作中,主要選擇由施耐德萬高公司生產的產品。其中,剩余電流探測裝置選擇WEFP-T系列產品,用于對安裝地點實際剩余電流進行檢測,檢測到的信號傳輸到WEFP-J;現場處理設備選擇WEFP-J系列產品,對安裝地點實際剩余電流實施檢測后,將得到的信號傳輸到WEFP-S;集中監控設備選擇WEFP-S系列產品,用于對所有探測裝置實施集中管理。
  3系統設計及安裝
  3.1剩余電流探測裝置及現場處理設備
  裝置的安裝主要分成以下兩種情況:
  (1)對于剩余電流探測裝置,一般在低壓柜各線路出線處進行安裝。每個WEFP-J都能同時接收多個剩余電流探測裝置傳輸的信號,同時對其進行顯示,并通過通信線為WEFP-S傳遞信號。
  (2)如果將剩余電流探測裝置安裝在進箱斷路器之后,則其作用原理和與WEFP-J之間的關系將和在低壓柜中進行的安全基本相同??紤]到各樓層中層箱之間的距離相對較遠,故WEFP-J僅對一路信號進行接收與傳送,在對這些信號予以現場顯示和報警的同時,將其傳輸到WEFP-S。
  3.2集中監控設備
  整個監控系統與系統的WEFP-S都需要依靠專門的管理軟件來實現集中管理目標。系統的集中監控設備需要在消防控制室中進行安裝,能對各監控點的主要參數進行顯示,包括三相電流、電壓和溫度等;在顯示參數的同時,還能實現報警,包括過流過壓、欠壓、超溫、剩余電流,當然也能根據需求增加其他報警。
  3.3監控系統
  按照現行建筑防火規范提出的要求,建筑應做好電氣火災監控系統的合理設置,同時該系統要滿足以下幾個方面要求:其一,監控主機以PC計算機為主,并采用組態管理軟件;其二,在樓層箱處進行測點的布置,且所有測點都能對三相電流、電壓與剩余電流等信息進行采集,同時要能在計算機上實時顯示;其三,當過流、過壓、欠壓與剩余電流超出允許范圍時,應能立即報警;其四,二總線宜選擇雙色雙絞線ZR-RVSP 2 x 1.5mm2,以便于和報警系統的通信線路實現共管敷設;其五,WEFP-S和相應的操作計算機都應在消防值班室進行設置。
  除此之外,在對剩余電流檢測結果報警值進行設定的過程中,要對固有剩余電流予以充分考慮。在配電系統當中,無論是用電設備還是長距離線路,均有一定剩余電流,即固有剩余電流。針對這部分電流,需在監控時將其排除在外?;诖?,需在探測裝置中通過適當的設施,用檢測到的電流值與固有剩余電流相減,相減后的結果才是系統重點監控對象。要將固有剩余電流準確寫入到監控系統中,但對固有剩余電流而言,并不是一個固定的值,和配電系統所包含的用電設備數量及空氣濕度等很多因素都有關聯,這會給系統報警值的設定造成很大不便。通過連續觀察與測量,固有剩余電流和線路長度及系統接入的用電設備總數有關,雖然其他因素也會造成影響,但只會引起小幅的波動現象?;诖?,在對固定剩余電流進行設定的過程中,可直接根據系統投入,使用時對應的實測值確定,也可通過參數估算的方式確定。 線路的單位長度固有剩余電流如表1所示。
  表1線路的單位長度固有剩余電流(單位:mA/km )
  熒光燈:當安裝于金屬構件時,固有剩余電流為0.1mA;當安裝于木質或者混凝土構件時,固有剩余電流為0.02mA。家用電器:對于手握式丨級設備,其固有剩余電流不超過0.75mA;
  對于固定式I級設備,其固有剩余電流不超過3.5mA;對于II級設備,其固有剩余電流不超過0.25mA;對于I級電熱設備,其固有剩余電流不超過0.75 ~ 5.0mA。對于計算機,移動式計算機的固有剩余電流為1.0mA,固定式計算機的固有剩余電流為3.5mA,組合式計算機的固有剩余電流為15.0mA。
  4安科瑞安全用電云平臺及選型
  4.1安科瑞安全用電云平臺介紹
  Acrelcloud-6000安全用電云管理系統能夠對剩余電流、設備溫度、故障電弧等電氣故障進行實時監控、報警、記錄,并且通過云端的遠程控制。設備與云端的通訊方向不受限制,能上傳數據、透傳指令,并時間顯示實時狀態。通過對上傳至云端的數據進行分析,為用戶提供火災隱患的相關數據,能夠及早的發現問題并實施排查,避免火災的發生。另一方面,云平臺提供超大容量的信息儲存及穩定的服務,提升了服務質量,對用戶的長遠發展具有戰略意義。此外,該系統通過集中監控,使得數據通過每個節點的4G網絡傳輸至云端集中式管理和監控,主控端布置于城市消防大隊,從而能夠對采集的信息進行統一的監控和管理。
  具體功能如下:
  (1)安全用電監管服務系統包含安全用電管理云平臺、電腦終端顯示系統、手機APP、漏電探測器、漏電互感器、電流互感器等。
  (2)安全用電監管服務系統平臺能展示剩余電流、溫度、電流等電氣安全參數的實時監測數據及變化曲線、歷史數據與變化曲線、實時報警數據等,能實時顯示現場服務次數、排除隱患數、未排除隱患數、報警未處理數、常規巡檢及產品維護等數據,監管數據能保存十年以上。
  (3)手機APP軟件同時具有IOS版本和安卓版本,能通過手機APP對每條報警記錄進行呼叫,便于緊急情況下能盡快通知用電單位。
  (4)能對各個單位及設備的電氣安全運行情況進行自動統計和分析評估,并隨時展示電氣安全運行分析報告。
  (5)監控探測終端產品滿足國家法律法規和有關技術標準(GB14287.2《剩余電流式電氣火災監控探測器》和GB14287.3《測溫式電氣火災監控探測器》)的要求,并通過國家消防產品質量監測檢驗中心提供的消防3C認證。
  (6)漏電探測器能同時探測剩余電流、四路溫度、三相電流等參數值,并能通過無線以移動通訊網絡接入安全用電監管系統平臺。
  4.2產品選型
  4.2.1漏電火災監控探測器
  4.2.2故障電弧探測器
  安科瑞故障電弧產品型號代碼為AAFD,共有兩種電流等級,可監測回路故障電弧的發生,并及時預警,提醒用戶處理,防止電弧導致的火災的發生。
  AAFD可配合AF-GSM400使用并接入安全用電平臺,該產品不可在同一臺AF-GSM400下與ARCM混接。如圖:
  4.2.3限流式保護器
  安科瑞限流式保護器型號代碼為ASCP200-1,有三種電流等級,可監測回路短路過載等故障信息,發生故障時預警和產生滅弧效果,防止電弧導致的火災的發生。
  ASCP200-1可配合AF-GSM400使用并接入安全用電平臺,也能夠通過插入SIM卡直接上傳到平臺。
  以下是ASCP200-1的主要功能:
  短路保護功能。保護器實時監測用電線路電流,當線路發生短路故障時,能在150微秒內實現快速限流保護,并發出聲光報警信號。
  過載保護功能。當被保護線路的電流過載且過載持續時間超過動作時間(3…60秒可設)時,保護器啟動限流保護,并發出聲光報警信號。
  表內超溫保護功能。當保護器內部器件工作溫度過高時,保護器啟動超溫限流保護,并發出聲光報警信號。
  過、欠壓保護功能。當保護器檢測到線路電壓過壓或欠壓時,保護器發出聲光報警信號,可預先設置是否啟動限流保護。
  配電線纜溫度監測功能。當被監測線纜溫度超過報警設定值時,保護器發出聲光報警信號,可預先設置是否啟動限流保護。
  漏電流監測功能。當被監測的線路漏電超過報警設定值時,保護器發出聲光報警信號,可預先設置是否啟動限流保護。
  保護器具有1路RS485接口,1路2G無線通訊,可以將數據發送到后臺監控系統,實現遠程監控。
  4.2.4剩余電流互感器
  4.2.5AF-GSM400-2G/4G無線上傳模塊
  AF-GSM400-2G/4G/CE模塊是一款2G/4G有線無線模塊,該無線模塊為安全用電云平臺模塊。
  AF-GSM400接入每塊儀表所需流量為20M/月,單個模塊可以接入30塊儀表。默認上傳間隔2分鐘,如發生報警,會實時上傳數據。
  4.2.6溫度傳感器
  溫度傳感器為一熱敏電阻NTC,它提供0-120°的溫度監控基準,可以用來監測線纜或配電箱體的溫度,提供溫度保護。
  5結語
  綜上所述,電氣火災監控系統大多在建筑中容易發生電氣火災且火災發生后危險性相對較大的地方設置;監控系統按照三級保護標準,除了要盡可能減小事故面,還應便于事故點的查找;對于建筑一級保護,只作為報警信號,如果剩余電流超過設定值,則立刻斷電,避免還沒有形成火災直接大面積斷電,導致混亂和恐慌。
  參考文獻
  [1]黃云祥.電氣火災監控在建筑防火中的應用分析[J].今日消防,2021, 6 (02 ) : 124-125.
  [2]費海新.電氣火災監控在建筑防火中的應用研究.
  [3]安科瑞安全用電管理云平臺手冊.2020.02版.
  作者簡介:淮亞利,現任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事安全用電的研發與應用。



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