淺談高層建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

張穎姣

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定201801

摘要：隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，高層建筑增加，電氣火災(zāi)安全事故頻率增加，為了保障用戶(hù)的居住和使用安全，加強(qiáng)高層建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究具有十分重要的意義。論文圍繞高層建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞:高層建筑；電氣；火災(zāi)；監(jiān)控系統(tǒng)

引言

隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，各類(lèi)商業(yè)用電和民用電的使用量不斷增加，由于用電管理和維護(hù)不到位，電氣火災(zāi)事件呈現(xiàn)每年上升的趨勢(shì)，給企業(yè)和個(gè)人造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，在高層建筑火災(zāi)事故中電氣火災(zāi)發(fā)生的概率很高，對(duì)此，有關(guān)部門(mén)制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，為電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是預(yù)防高層建筑電氣火災(zāi)的有效手段，當(dāng)監(jiān)控范圍內(nèi)的電氣線路或者電氣設(shè)備的相關(guān)參數(shù)超出報(bào)警閡值時(shí)，該系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)出聲、光等報(bào)警信號(hào)，讓監(jiān)控人員掌握電氣系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，采取有效措施進(jìn)行有效的控制，避免電氣火災(zāi)事故的發(fā)生，進(jìn)而減少不必要的損失【l】。因此，研究和應(yīng)用高層建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

高層建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)工作原理

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成

通常而言，高層建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要包括電氣火災(zāi)探測(cè)器、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備和集中監(jiān)控設(shè)備等幾部分。電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器主要用于探測(cè)被保護(hù)電氣線路中的剩余電

流、溫度等與火災(zāi)相關(guān)的電氣參數(shù)。電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備則主要是采集電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的相關(guān)信息，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，如聲、光等，明確故障部位之后發(fā)出控制信號(hào)。高層建筑電氣火

災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程，如圖1所示：探測(cè)器采集線路中的電流信息，并傳送到現(xiàn)場(chǎng)處理設(shè)備，通過(guò)分析和運(yùn)算對(duì)電流信息進(jìn)行綜合判斷，如果存在電氣火災(zāi)危險(xiǎn)，則通過(guò)二總線將報(bào)警信息傳送到集中監(jiān)控設(shè)備，由集中監(jiān)控設(shè)備發(fā)出相應(yīng)的控制指令，及時(shí)、有效地解決故障問(wèn)題。

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的分級(jí)保護(hù)

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的核心內(nèi)容就是剩余電流火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝運(yùn)行》(GB13955-2005)中規(guī)定：電流保護(hù)設(shè)備需要應(yīng)用分級(jí)保護(hù)機(jī)制，減少電擊現(xiàn)象和接地故障引起的停電問(wèn)題，從而保障電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。高層建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)需要參考自身的用電符合、配電系統(tǒng)設(shè)置等情況，選擇合適的保護(hù)方式，一般采用二級(jí)和三級(jí)保護(hù)等，將剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置分別裝設(shè)在總電源端、分支線首端、線路末端等部位。此外，在分級(jí)保護(hù)方式中，上下級(jí)剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間間隔要在0.2s以上。

高層建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安裝

電氣火災(zāi)探測(cè)器設(shè)計(jì)及安裝

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用較多的探測(cè)器包括剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器和測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝中，可以根據(jù)以下3種方式設(shè)計(jì)探測(cè)器的應(yīng)用位置：(1)安裝在配電柜外部，這是電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中*常用的安裝設(shè)計(jì)形式，一般而言需要配備專(zhuān)用防火監(jiān)控箱，使得探測(cè)器安裝更加方便，同時(shí)在電源母線安裝剩余電流互感器，選擇可設(shè)置范圍屏蔽的導(dǎo)線連接互感器和探測(cè)器；(2)安裝在配電柜內(nèi)部，對(duì)于新建的高層建筑較為合適，在設(shè)計(jì)安裝中，探測(cè)器和電源母線要保留一定距離，并且需安裝互感器和屏蔽導(dǎo)線；(3)嵌入式設(shè)計(jì)，在配電柜板面嵌入安裝探測(cè)器，避免了對(duì)配電柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響，互感器的安裝和前2種方式一樣[2]。

電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備設(shè)計(jì)及安裝

電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備在選型階段需要重點(diǎn)把控設(shè)備性能，例如，靈敏度、可靠性以及對(duì)惡劣氣候的適應(yīng)性，同時(shí)監(jiān)控設(shè)備還需要具有連續(xù)工作和自動(dòng)巡檢的功能。如果監(jiān)測(cè)到相關(guān)數(shù)據(jù)臨界預(yù)警范圍，需要立即做出響應(yīng)，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。從監(jiān)控設(shè)備對(duì)惡劣氣候條件的適應(yīng)性問(wèn)題分析，監(jiān)控設(shè)備需要對(duì)不同地區(qū)的氣候條件、施工現(xiàn)場(chǎng)情況等進(jìn)行分析，靈活調(diào)節(jié)報(bào)警值，從而滿(mǎn)足不同工作環(huán)境的系統(tǒng)運(yùn)行要求。監(jiān)控設(shè)備還需要具備連續(xù)工作的能力，這是因?yàn)殡姎饣馂?zāi)監(jiān)控系統(tǒng)需要全天候不間斷的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且在部分零件出現(xiàn)故障的情況下，減少停機(jī)檢修的時(shí)間。此外，監(jiān)控功能設(shè)備的自動(dòng)巡檢功能體現(xiàn)在，監(jiān)控設(shè)備需要24h不間斷地對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)線路和設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和巡回監(jiān)測(cè)，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題，并將故障位置、異常狀態(tài)等信息報(bào)告給監(jiān)控人員，及時(shí)排查和解決相關(guān)問(wèn)題。

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)布線設(shè)計(jì)

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的布線設(shè)計(jì)還需要做好防霉菌、防潮濕、防鹽霧，根據(jù)相關(guān)規(guī)范嚴(yán)格進(jìn)行線路的布設(shè)和連接施工，要注意接線端避免反接和超載的問(wèn)題。此外，在N線與PE線

的連接上，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的區(qū)分，不能夠混用，尤其是穿過(guò)互感器的N線，嚴(yán)禁作為PE線使用，同時(shí)，PE線也應(yīng)嚴(yán)禁穿過(guò)互感器。監(jiān)控探測(cè)器連接監(jiān)控設(shè)備的通信線路安裝也應(yīng)進(jìn)行有效的控制，線路選擇應(yīng)嚴(yán)格按照要求使用線徑標(biāo)準(zhǔn)的雙絞線，線徑控制在loSmm以上，并且要根據(jù)所處環(huán)境干擾因素的影響情況，對(duì)雙絞線的干擾屏蔽能力進(jìn)行設(shè)置。同時(shí)，電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備與監(jiān)控圖形顯示系統(tǒng)連線采用3芯RS232通訊電纜。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備與總線隔離器之間采用截面面積大于1.0mm2的阻燃雙絞線連接。

高層建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用要點(diǎn)

該電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用中難免出現(xiàn)問(wèn)題，這就需要在實(shí)踐中進(jìn)行調(diào)整和修復(fù)，具體包括以下幾點(diǎn)。

系統(tǒng)接地

《探測(cè)器和剩余電流互感器剛裝設(shè)完畢，施工現(xiàn)場(chǎng)會(huì)有大量的接線問(wèn)題，導(dǎo)致剩余電流誤報(bào)警問(wèn)題發(fā)生頻繁，浪費(fèi)檢查時(shí)間。這就需要嚴(yán)格按照《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》(GB13955-2005)的接線指導(dǎo)，根據(jù)不同的接線要求選擇合適的接地方式，做好系統(tǒng)的接地連接。

抗電磁干擾試驗(yàn)

該高層建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)需要具備一定的抗電磁干擾能力，如果電氣系統(tǒng)周?chē)嬖趶?fù)雜的電磁場(chǎng)，很容易導(dǎo)致電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法正常工作，電氣設(shè)備本身缺乏電磁屏蔽措

施不僅會(huì)影響設(shè)備的正常工作，還會(huì)造成設(shè)備壽命縮短。建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的工作環(huán)境多種多樣，要根據(jù)具體的應(yīng)用地點(diǎn)來(lái)選擇相應(yīng)規(guī)格的設(shè)備。

剩余電流的檢測(cè)

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)大都是通過(guò)對(duì)剩余電流檢測(cè)為主、測(cè)溫檢測(cè)為輔。剩余電流檢測(cè)一般應(yīng)該在原有基礎(chǔ)上提高不超過(guò)500mA*佳。根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)所和建筑內(nèi)的電氣設(shè)備的重要程度，在電氣線路、電動(dòng)機(jī)和配電箱等其他重要的設(shè)備都可以都安裝測(cè)溫監(jiān)控探測(cè)器。

安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

概述

Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)，已通過(guò)國(guó)家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的消防電子產(chǎn)品試驗(yàn)認(rèn)證，并且均通過(guò)嚴(yán)格的EMC電磁兼容試驗(yàn)，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運(yùn)行，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國(guó)得到廣泛地應(yīng)用。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)剩余電流、過(guò)電流、過(guò)電壓、溫度和故障電弧等信號(hào)的采集與監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報(bào)警，當(dāng)必要時(shí)還能聯(lián)動(dòng)切除被檢測(cè)到剩余電流、溫度和故障電弧等超標(biāo)的配電回路;并根據(jù)用戶(hù)的需求，還可以滿(mǎn)足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺(tái)或火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。

應(yīng)用場(chǎng)合

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國(guó)家重點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)功能

監(jiān)控設(shè)備能接收多臺(tái)探測(cè)器的剩余電流、溫度信息，報(bào)警時(shí)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)設(shè)備上紅色“報(bào)警”指示燈亮，顯示屏指示報(bào)警部位及報(bào)警類(lèi)型，記錄報(bào)警時(shí)間，聲光報(bào)警一直保持，直至按設(shè)備的“復(fù)位”按鈕或觸摸屏的“復(fù)位”按鍵遠(yuǎn)程對(duì)探測(cè)器實(shí)現(xiàn)復(fù)位。對(duì)于聲音報(bào)警信號(hào)也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動(dòng)消除。

當(dāng)被監(jiān)測(cè)回路報(bào)警時(shí)，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備，當(dāng)報(bào)警消除后，控制輸出繼電器釋放。

通訊故障報(bào)警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺(tái)探測(cè)器之間發(fā)生通訊故障或探測(cè)器本身發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控畫(huà)面中相應(yīng)的探測(cè)器顯示故障提示，同時(shí)設(shè)備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報(bào)警聲音。電源故障報(bào)警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并顯示故障信息，可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報(bào)警聲響。

當(dāng)發(fā)生剩余電流、超溫報(bào)警或通訊、電源故障時(shí)，將報(bào)警部位、故障信息、報(bào)警時(shí)間等信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)報(bào)警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢(xún)方法。

配置方案

應(yīng)用場(chǎng)合	型號(hào)	產(chǎn)品照片	功能
消防控制室	Acrel-6000/B		適用于1~4條通信總線*多可連接256個(gè)探測(cè)器，可適用于壁掛安裝的場(chǎng)所。
Acrel-6000/Q		適用于大型組網(wǎng)，壁掛式監(jiān)控主機(jī)數(shù)量較多且需集中查看的場(chǎng)所，主要監(jiān)測(cè)壁掛主機(jī)信息。
一、二級(jí) 低壓配電	ARCM200L-Z2		三相(I、U、kW、Kvar、kWh、Kvarh、Hz、cos中)，視在電能、四象限電能計(jì)量，單回路剩余電流監(jiān)測(cè)，4路溫度監(jiān)測(cè)，2路繼電器輸出，4路開(kāi)關(guān)量輸入，事件記錄，內(nèi)置時(shí)鐘，點(diǎn)陣式LCD顯示，2路獨(dú)立RS485/Modbus通訊
ARCM200L-J8	8路剩余電流監(jiān)測(cè)，2路繼電器輸出，4路開(kāi)關(guān)量輸入，事件記錄，內(nèi)置時(shí)鐘，點(diǎn)陣式LCD顯示，1路RS485/Modbus通訊
ARCM300-J1		1路剩余電流監(jiān)測(cè)，4路溫度監(jiān)測(cè)，1路繼電器輸出，事件記錄，LCD顯示，1路RS485/Modbus通訊
AAFD-□		檢測(cè)末端線路的故障電弧，485通訊，導(dǎo)軌式安裝。
ASCP200-□		短路限流保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、內(nèi)部超溫限流保護(hù)、過(guò)欠壓保護(hù)、漏電監(jiān)測(cè)、線纜溫度監(jiān)測(cè)，1路RS485通訊，1路GPRS或NB無(wú)線通訊，額定電流為0-40A可設(shè)。
	短路限流保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、內(nèi)部超溫限流保護(hù)、過(guò)欠壓保護(hù)、漏電監(jiān)測(cè)、線纜溫度監(jiān)測(cè)，1路RS485通訊，1路NB或4G無(wú)線通訊，額定電流為0-63A可設(shè)。
配套附件	AKH-0.66		測(cè)量型互感器，采集交流電流信號(hào)
AKH-0.66/L		剩余電流互感器，采集剩余電流信號(hào)
ARCM-NTC		溫度傳感器，采集線纜或配電箱體溫度

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，對(duì)于高層建筑而言，做好電氣火災(zāi)監(jiān)控十分重要，這就需要相關(guān)設(shè)計(jì)單位和施工單位結(jié)合建筑的具體情況，在掌握電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)相關(guān)設(shè)備和線路的設(shè)備和安裝，不斷完善系統(tǒng)功能，提高電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)和控制水平，保障高層建筑的使用安全，促進(jìn)建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)選型手冊(cè).2022.05版

審核編輯 黃宇