艾優(yōu)花 
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘要：本文簡(jiǎn)述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的組成原理，分析了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)用中的設(shè)計(jì)依據(jù)和相關(guān)規(guī)范。后通過(guò)安科瑞剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在中國(guó)金融信息大廈項(xiàng)目的實(shí)例介紹，闡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)及其重要意義。

關(guān)鍵詞： 電氣火災(zāi)；監(jiān)控系統(tǒng)；Acrel-6000；金融信息大廈； 

0 概述

中國(guó)金融信息大廈位于黃浦江畔，規(guī)劃建筑面積6．5萬(wàn)平方米，集金融資訊采集、發(fā)布、數(shù)據(jù)挖掘、指數(shù)產(chǎn)品研發(fā)、金融家俱樂(lè)部等多重功能于一身，實(shí)時(shí)滾動(dòng)向發(fā)布金融、證券等信息和數(shù)據(jù)，舉辦金融、航運(yùn)領(lǐng)域的重要活動(dòng)。

    現(xiàn)場(chǎng)有152臺(tái)ARCM200L剩余電流式儀表，安裝于該大廈樓層配電箱內(nèi)。現(xiàn)場(chǎng)儀表采用總線方式接入，將數(shù)據(jù)上傳至消控中心的Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

1 參考標(biāo)準(zhǔn)

近年來(lái)，國(guó)家為了加大電氣火災(zāi)監(jiān)控防范的力度，相繼制訂或修改了一批相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，加強(qiáng)對(duì)電氣火災(zāi)的預(yù)防。主要有：

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016-2014

《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50045-2011

《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ 16-2008

《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的安裝和運(yùn)行》GB 13955-2005

《通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50055-2011

《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50217-2007

《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50116-2013

《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備總則》GB 14048.1-2006

《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第1部分：電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》GB 14287.1-2014

《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第2部分：剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》GB 14287.2-2014

《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第3部分：測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》GB 14287.3-2014

2 系統(tǒng)組成

中國(guó)金融信息大廈電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目由電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)后臺(tái)，電氣火災(zāi)探測(cè)器以及漏電流互感器組成。

中國(guó)金融信息大廈有限公司地下4層，地上22層。

地下部分長(zhǎng)100米，寬50米；

地上部分長(zhǎng)80米，寬40米；地上部分的電氣火災(zāi)表計(jì)均在同一配電間內(nèi)，地下部分比較分散。

地上部分有117臺(tái)電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置，地下室有35臺(tái)電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置,共152臺(tái)。

計(jì)劃地上部分采用4根總線連接（1F-4F共30個(gè)表計(jì)/5F-11F共30個(gè)表計(jì)/12F-18F共29個(gè)表計(jì)/19F-22F及機(jī)房層共28臺(tái)表計(jì)），地下部分采用2根總線（B1F-B3F共23臺(tái)表計(jì)/B4F共12臺(tái)表計(jì))

消控室位于1F，總線在樓層配電箱手拉手串接后將數(shù)據(jù)上傳到后臺(tái)，組成電氣火災(zāi)系統(tǒng)的大動(dòng)脈。箱體中漏電流互感器通過(guò)電流線接入漏電探測(cè)器，漏電探測(cè)器實(shí)時(shí)顯示漏電情況。以上所述組成一套信號(hào)穩(wěn)定，精度可靠的電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本系統(tǒng)組網(wǎng)共分為三層：

1）站控管理層

站控管理層針對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如觸摸屏、UPS電源等組成。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各類數(shù)據(jù)信息計(jì)算、分析、處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)情況。

監(jiān)控主機(jī)：用于數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。為系統(tǒng)內(nèi)或外部提供數(shù)據(jù)接口，進(jìn)行系統(tǒng)管理、維護(hù)和分析工作。

UPS：保證計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常供電，在整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生供電問(wèn)題時(shí)，保證站控管理層設(shè)備的正常運(yùn)行。

后臺(tái)監(jiān)控設(shè)備設(shè)置在消控室中。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

通訊介質(zhì)：系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與上位機(jī)的實(shí)時(shí)通訊。

3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要為ARCM200系列剩余式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下所示：   

3 電氣火災(zāi)設(shè)備

3.1、 Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控后臺(tái)：

主要技術(shù)參數(shù)

電源：

① 額定工作電壓AC220V（-15% ～ +10%）

② 備用電源：主電源欠壓或停電時(shí)，維持監(jiān)控設(shè)備工作時(shí)間 ≥4小時(shí)

工作制：

24小時(shí)工作制

通訊方式：

RS485總線通訊，Modbus-RTU通信協(xié)議，傳輸距離1km，可通過(guò)中繼器延長(zhǎng)通訊傳輸距離

監(jiān)控容量：

① 監(jiān)控設(shè)備高可監(jiān)控200個(gè)監(jiān)控單元（探測(cè)器）

② 可配接ARCM系列監(jiān)控探測(cè)器

監(jiān)控報(bào)警項(xiàng)目：

① 剩余電流故障（漏電）：故障單元屬性（部位、類型）

② 溫度報(bào)警（超溫）： 故障單元屬性（部位、類型）

③ 電流故障（過(guò)流）： 故障單元屬性（部位、類型）

監(jiān)控報(bào)警響應(yīng)時(shí)間： ≤30s

監(jiān)控報(bào)警聲壓級(jí)（A計(jì)權(quán)）：≥70dB／1m

監(jiān)控報(bào)警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報(bào)警信號(hào)應(yīng)保持，直至手動(dòng)復(fù)位

監(jiān)控報(bào)警聲信號(hào)：可手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)

故障報(bào)警項(xiàng)目：

① 監(jiān)控設(shè)備與探測(cè)器之間的通訊連接線發(fā)生斷路或短路

② 監(jiān)控設(shè)備主電源欠壓或斷電

③ 給電池充電的充電器與電池之間的連接線發(fā)生斷路或短路

故障報(bào)警響應(yīng)時(shí)間：≤100s

監(jiān)控報(bào)警聲壓級(jí)（A計(jì)權(quán)）：≥70dB／1m

監(jiān)控報(bào)警光顯示：黃色LED指示燈，黃色光報(bào)警信號(hào)應(yīng)保持至故障排除

故障報(bào)警聲信號(hào)：可手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)

故障期間，非故障回路的正常工作不受影響

控制輸出：

報(bào)警控制輸出：1組常開(kāi)無(wú)源觸點(diǎn)，容量：AC250V 3A或DC30V 3A

自檢項(xiàng)目：

① 指示燈檢查：報(bào)警、故障、運(yùn)行、主電源、備用電源指示燈

② 顯示屏檢查

③ 音響器件檢查

自檢耗時(shí) ≤60s

事件記錄：

① 記錄內(nèi)容：記錄類型、發(fā)生時(shí)間、探測(cè)器編號(hào)、區(qū)域、故障描述，可存儲(chǔ)記錄不少于2萬(wàn)條

② 記錄查詢：根據(jù)記錄的日期、類型等條件查詢

操作分級(jí)：

① 日常值班級(jí)：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢

② 監(jiān)控操作級(jí)：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測(cè)器遠(yuǎn)程復(fù)位、設(shè)備自檢

③ 系統(tǒng)管理級(jí)：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測(cè)器遠(yuǎn)程復(fù)位、設(shè)備自檢，監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)查詢、監(jiān)控設(shè)備各模塊單獨(dú)檢測(cè)、操作員添加與刪除

使用環(huán)境條件：

① 工作場(chǎng)所：消防控制室內(nèi)、有人值班的變配電所（配電室）、有人值班的房間內(nèi)墻壁上

② 工作環(huán)境溫度：0℃～40℃

③ 工作環(huán)境相對(duì)濕度：5%～95%RH

④ 海拔高度：≤2500m

3.2、ARCM200系列儀表

ARCM200型剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，是針對(duì) 0.4kV 以下的TT、TN 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，通過(guò)對(duì)配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度、過(guò)電流、過(guò)電壓等火災(zāi)危險(xiǎn)參數(shù)實(shí)施監(jiān)控和管理，從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種電力參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),為能耗管理提供的數(shù)據(jù)。產(chǎn)品采用的微控制器技術(shù)，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化于一身，是建筑電氣火災(zāi)預(yù)防監(jiān)控、系統(tǒng)絕緣老化預(yù)估等的理想選擇。產(chǎn)品符合 GB14287.2-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第2部分：剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》的標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 系統(tǒng)功能

4.1設(shè)備自檢

以鼠標(biāo)雙擊“     ”圖標(biāo)啟動(dòng)Acrel-6000系統(tǒng)應(yīng)用程序，進(jìn)入設(shè)備自檢界面（如下圖所示），此時(shí)軟件將加載所需參數(shù)，并對(duì)各模塊進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。

系統(tǒng)自檢界面

4.2軟件運(yùn)行主界面

設(shè)備自檢完成后，即進(jìn)入系統(tǒng)主界面（如下圖所示）：

系統(tǒng)主界面主要分為快捷鍵區(qū)、功能列表顯示區(qū)、設(shè)備狀態(tài)顯示區(qū)、操作顯示區(qū)、實(shí)時(shí)信息顯示區(qū)和探測(cè)器操作面板六個(gè)區(qū)域。

系統(tǒng)主界面

在操作顯示區(qū)中，根據(jù)操作員選擇的功能而顯示不同的內(nèi)容，主要有監(jiān)控列表、狀態(tài)圖、寄存器數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)查詢、探測(cè)器管理等。

在設(shè)備狀態(tài)顯示區(qū)中，顯示“操作員”、“操作權(quán)限”，“輸入電源”、“備用電源”、“UPS通訊”、“輸入模塊”、“輸出模塊”的狀態(tài)信息。當(dāng)設(shè)備的主要模塊發(fā)生故障時(shí)，對(duì)應(yīng)模塊的狀態(tài)信息將由“正常”變?yōu)?ldquo;故障”，同時(shí)以紅色顯示。

在實(shí)時(shí)信息顯示區(qū)中，顯示設(shè)備實(shí)時(shí)的故障及報(bào)警信息。當(dāng)有故障或報(bào)警發(fā)生時(shí)，對(duì)應(yīng)的“故障信息”和“報(bào)警信息”選擇框?qū)@示紅色。

4.3設(shè)備故障、探測(cè)器通訊故障信息提示

當(dāng)監(jiān)控設(shè)備檢測(cè)到設(shè)備故障或探測(cè)器通訊故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備將發(fā)出以下報(bào)警提示：

• 對(duì)于設(shè)備故障，在設(shè)備狀態(tài)顯示區(qū)中，對(duì)應(yīng)故障模塊以紅色顯示“故障”進(jìn)行提示；
• 對(duì)于探測(cè)器通訊故障，在[探測(cè)器->監(jiān)控列表]中，對(duì)應(yīng)探測(cè)器的“通訊”列，以黃色顯示“故障”進(jìn)行提示；
• 在實(shí)時(shí)信息顯示區(qū)中，“故障信息”顯示紅色，提示信息包括：“時(shí)間”、“區(qū)域”、“監(jiān)控地點(diǎn)”、“類型”、“探測(cè)器”和“故障信息”；
• 監(jiān)控設(shè)備黃色故障指示燈點(diǎn)亮、發(fā)出故障提示音；
• 故障報(bào)警聲信號(hào)可以手動(dòng)消除，當(dāng)再次有故障信號(hào)輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)；
• 當(dāng)設(shè)備的所有故障排除后，監(jiān)控設(shè)備的黃色故障指示燈熄滅，故障提示音關(guān)閉。

設(shè)備故障、探測(cè)器通訊故障信息提示界面

報(bào)警信息提示

當(dāng)監(jiān)控設(shè)備監(jiān)測(cè)到探測(cè)器報(bào)警時(shí)，監(jiān)控設(shè)備將發(fā)出以下報(bào)警提示：

• 在[探測(cè)器->監(jiān)控列表]中，對(duì)應(yīng)探測(cè)器的“狀態(tài)”列，以紅色顯示“報(bào)警”進(jìn)行提示；
• 在實(shí)時(shí)信息顯示區(qū)中，“報(bào)警信息”顯示紅色，提示信息包括：“時(shí)間”、“區(qū)域”、“監(jiān)控地點(diǎn)”、“類型”、“探測(cè)器”和“報(bào)警信息”；
• 控制輸出端子輸出報(bào)警信號(hào)；
• 監(jiān)控設(shè)備紅色報(bào)警指示燈點(diǎn)亮、發(fā)出報(bào)警提示音；
• 監(jiān)控報(bào)警聲信號(hào)可以手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)；
• 當(dāng)報(bào)警的探測(cè)器檢測(cè)到漏電流、溫度等信號(hào)恢復(fù)正常后，需要操作員進(jìn)行確認(rèn)、復(fù)位，復(fù)位后監(jiān)控設(shè)備的紅色報(bào)警指示燈才會(huì)熄滅，同時(shí)報(bào)警提示音關(guān)閉。

報(bào)警信息界面

復(fù)位

當(dāng)探測(cè)器監(jiān)測(cè)到漏電流、溫度等超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，監(jiān)控設(shè)備在接收到探測(cè)器的報(bào)警信號(hào)后，同時(shí)在監(jiān)控設(shè)備端發(fā)出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)報(bào)警的探測(cè)器監(jiān)測(cè)到漏電流、溫度等信號(hào)恢復(fù)正常后，需要操作員進(jìn)行確認(rèn)、復(fù)位，復(fù)位后監(jiān)控設(shè)備的紅色報(bào)警指示燈才會(huì)熄滅，同時(shí)報(bào)警提示音關(guān)閉。

消聲

故障、報(bào)警的提示音信號(hào)可以手動(dòng)消除，當(dāng)再次有故障、報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)，將再次啟動(dòng)。

參數(shù)遠(yuǎn)程修改

具有系統(tǒng)管理員權(quán)限的操作員可以對(duì)探測(cè)器的參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程修改。

4.4歷史記錄

各級(jí)操作權(quán)限均可查看該界面的信息（如下圖所示）。用戶于該界面內(nèi)可查詢?nèi)我鈺r(shí)段內(nèi)相應(yīng)報(bào)警、故障、事件類型的記錄，操作方式為選擇起始日期、結(jié)束日期、查詢類型后點(diǎn)擊查詢按鈕即可。

歷史記錄查詢界面

4.5維護(hù)

維護(hù)功能主要包括：設(shè)備自檢、軟件復(fù)位、通道管理、探測(cè)器管理、用戶管理等。

5 結(jié)束語(yǔ)

中國(guó)金融信息大廈電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置Acrel-6000、漏電火災(zāi)探測(cè)器ARCM200L組成。Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是本公司自主研發(fā)的，是用于接收剩余電流式電氣火災(zāi)探測(cè)器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信號(hào)、以實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電氣線路的報(bào)警、監(jiān)視、控制、管理的運(yùn)行于計(jì)算機(jī)的工業(yè)級(jí)硬件/軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)應(yīng)用于大型商場(chǎng)、生活小區(qū)、生產(chǎn)基礎(chǔ)、辦公大樓、商場(chǎng)酒店、醫(yī)院等區(qū)域的消防控制中心，對(duì)分散在建筑內(nèi)的探測(cè)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，方便實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與管理。本系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus總線將具有通信功能的探測(cè)器相互連接起來(lái)，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)線路中的被探測(cè)參數(shù)超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號(hào)、控制信號(hào)，能指示報(bào)警部位并保存報(bào)警信息。現(xiàn)場(chǎng)儀表采用總線方式接到消控中心的Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有安裝運(yùn)輸方便、性價(jià)比高、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1].任致程 周中. 電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國(guó)電力出版社. 2007. 4

[2].周中.電力儀表在大型公共建筑電能分項(xiàng)計(jì)量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6

作者簡(jiǎn)介

艾優(yōu)花   任職單位：現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司