上海金都投資集團電氣火災監控系統的設計與應用

要：介紹上海金都投資集團有限公司，采用安科瑞剩余電流式電氣火災探測器，就地組網方式，通過現場總線通訊遠傳至后臺，從而實現剩余電流式電氣火災監控系統的搭建，完成對現場配電回路的實時漏電流的監測。

關鍵詞： 電氣火災；剩余電流式電氣火災監控探測器；監控系統；Acrel-6000/B；上海金都投資集團有限公司。

0 概述

　　上海金都投資集團有限公司總建筑面積80261.16平方米，地上建筑面積64240.98平方米，地下建筑面積16020.19平方米。本項目包含綜合樓（物流平臺）、車間和輔助用房三個建筑單體。綜合樓（物流平臺）和車間地下室由地下車庫連為一體。綜合樓（物流平臺）建筑層數：地下一層，地上十七層。車間建筑層數：地上五層。輔助用房建筑層數：地下一層，地上三層，多層公共建筑。

　　本項目承接其電氣火災監控系統，在消防控制室都放置兩臺Acrel-6000/B電氣火災監控系統主機，分別接入商業及酒店部分火災探測器，通過對區域所分布的ARCM200BL型火災探測器的數據采集，完成在Acrel-6000/B主機的漏電數據的實時顯示、報警。

1 應用介紹

　　Acrel-6000/B電氣火災監控系統是安科瑞自主研發的集監視、報警、管理于一體的計算機測控系統，該系統適用于大型商場、生活小區、工礦企業、辦公大樓、商場、酒店等區域電氣防火的集中監控管理。

　　Acrel-6000/B型電氣火災監控設備是Acrel-6000電氣火災監控系統的核心，監控設備通過RS485總線與多臺電氣火災監控探測器相連，構成集散式電氣火災監控系統，實時監控電氣線路的工作狀態。

　　監控設備能實時接收處理各路探測器發送的剩余電流、溫度信號，同時在液晶屏幕上顯示，當出現剩余電流、運行溫度超限及電源或通訊發生故障時，監控設備能發出聲、光報警信號，在屏幕上顯示報警類型、故障位置等信息，具有數據存儲、查詢、報警、控制輸出等功能，并支持對探測器的遠程復位控制功能。

　　本設備結構合理、體積小，可靠性高、功能強，維護方便、性價比高，系統界面友好直觀、易學易用。

2 參考標準

本設備符合標準：

GB14287.1-2014 《電氣火災監控系統 第1部分：電氣火災監控設備》

GB14287.2-2014 《電氣火災監控系統 第2部分：剩余電流式電氣火災監控探測器》

GB14287.3-2014 《電氣火災監控系統 第3部分：測溫式電氣火災監控探測器》

GB50016-2014 《建筑設計防火規范》

JGJ 16-2008 《民用建筑電氣設計規范》

GB50116-2013 《火災自動報警系統設計規范》

GB50054-2011 《低壓配電設計規范》

GB13955-2005 《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》

GB50055-2011 《通用用電設備配電設計規范》

GB50217-2007 《電力工程電纜設計規范》

3 系統組成

　　剩余電流式電氣火災監控系統采用分層分布式結構，由站控管理層、網絡通訊層和現場設備層組成。各電氣火災監控探測器通過阻燃屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接接入壁掛式主機。

系統組網結構

1）站控管理層

　　站控管理層針對電氣火災監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統的最上層部分。主要由系統軟件和必要的硬件設備，如觸摸屏、UPS電源等組成。監測系統軟件對現場各類數據信息計算、分析、處理，并以圖形、數顯、聲音、指示燈等方式反應現場運情況。

　　監控主機：用于數據采集、處理和數據轉發。為系統內或外部提供數據接口，進行系統管理、維護和分析工作。

　　UPS：保證計算機監測系統的正常供電，在整個系統發生供電問題時，保證站控管理層設備的正常運行。

后臺監控設備設置在消控中心。

2）網絡通訊層

　　通訊介質：系統主要采用阻燃屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協議實現現場設備與上位機的實時通訊。

3）現場設備層

　　現場設備層是數據采集終端，主要為ARCM200BL剩余式電氣火災監控探測器。ARCM200BL型剩余電流式電氣火災監控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT、TN 系統設計的，通過對配電回路的剩余電流、導線溫度、過電流、過電壓等火災危險參數實施監控和管理，從而預防電氣火災的發生。產品采用先進的微控制器技術，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數字化，網絡化于一身，是建筑電氣火災預防監控、系統絕緣老化預估等的理想選擇。產品符合標準GB14287.1-2014 《電氣火災監控系統 第1部分：電氣火災監控設備》 的標準要求。

　　現場總線連接的分布式I/O控制器構成數據采集終端，向數據中心上傳采集的數據。測量探測器擔負著最基層的數據采集任務，其監測的數據必須完整、準確并實時傳送至監控主機。便于運行人員監控現場設備運行狀態，故障報警等情況，有效預防火災事故發生。

4）項目組網情況

　　本項目商業部分現場分布的ARCM200BL型火災探測器48臺，酒店部分現場分布的ARCM200BL型火災探測器66臺，采用手拉手方式就地組網，上傳至消防控制中心。

4 系統功能

4.1監控報警功能

　　監控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發出聲、光報警信號，同時設備上紅色“報警”指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按設備的“復位”按鈕或觸摸屏的“復位”按鍵遠程對探測器實現復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動消除。

4.2控制輸出功能

　　當被監測回路報警時，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設備，當報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

4.3故障報警功能

　　通訊故障報警：當監控設備與所接的任一臺探測器之間發生通訊故障或探測器本身發生故障時，監控畫面中相應的探測器顯示故障提示，同時設備上的黃色“故障”指示燈亮，并發出故障報警聲音。

　　電源故障報警：當主電源或備用電源發生故障時，監控設備也發出聲光報警信號并顯示故障信息，可進入相應的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。

4.4自檢功能

　　檢查設備中所有狀態指示燈、顯示屏、喇叭是否正常。

4.5報警記錄存儲查詢功能

　　當發生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時，將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數據庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢方法。

4.6電源功能

　　當主電源發生停電、欠壓等故障時，監控設備可自動切換到備用電源工作，當主電源恢復正常供電時，自動切回到主電源，切換過程中保證監控設備連續平穩運行。

4.7對探測器控制功能

　　通過監控軟件操作，可對連接到本設備的所有探測器進行遠程復位控制。

4.8權限控制功能

　　為確保監控系統的安全運行，監控設備軟件操作權限分為三級，不同級別的操作員具有不同的操作權限。

5 主要技術參數

5.1電源

①額定工作電壓AC220V（85% ～ 110%）。

②備用電源：主電源欠壓或停電時，維持監控設備工作時間 ≥4小時。

5.2工作制

24小時工作制。

5.3通訊方式

RS485總線通訊，Modbus-RTU通信協議，傳輸距離1km，可通過中繼器延長通訊傳輸距離。

5.4監控容量

①監控設備最高可監控512個監控單元（探測器）；

②可配接ARCM系列監控探測器。

5.5監控報警項目

①剩余電流故障（漏電）：故障單元屬性（部位、類型）；

②溫度報警（超溫）： 故障單元屬性（部位、類型）；

③電流故障（過流）： 故障單元屬性（部位、類型）；

④監控報警響應時間： ≤10s；

⑤監控報警聲壓級（A計權）：≥70dB／1m；

⑥監控報警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報警信號應保持，直至手動復位；

⑦監控報警聲信號：可手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動。

5.6故障報警項目

①監控設備與探測器之間的通訊連接線發生斷路或短路；

②探測器與剩余電流傳感器、溫度傳感器之間連接線發生短路或短路；

③監控設備主電源欠壓或斷電；

④給電池充電的充電器與電池之間的連接線發生斷路或短路；

⑤故障報警響應時間：≤100s；

⑥監控報警聲壓級（A計權）：≥70dB／1m；

⑦監控報警光顯示：黃色LED指示燈，黃色光報警信號應保持至故障排除；

⑧故障報警聲信號：可手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動；

⑨故障期間，非故障回路的正常工作不受影響。

5.7控制輸出

報警控制輸出：1組常開無源觸點；容量：AC250V 3A或DC30V 3A.

5.8自檢項目

①指示燈檢查：報警、故障、運行、主電源、備用電源指示燈 ；

②顯示屏檢查；

③音響器件檢查；

④自檢耗時 ≤60s

5.9事件記錄

①記錄內容：記錄類型、發生時間、探測器編號、區域、故障描述，可存儲記錄不少于2萬條；

②記錄查詢：根據記錄的日期、類型等條件查詢。

5.10操作權限分級

①日常值班級：實時狀態監視、事件記錄查詢；

②監控操作級：實時狀態監視、事件記錄查詢、探測器遠程復位、設備自檢；

③系統管理級：實時狀態監視、事件記錄查詢、探測器遠程復位、設備自檢，監控設備系統參數查詢、

監控設備各模塊單獨檢測、操作員添加與刪除。

5.11使用環境條件

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

②工作環境溫度：-10℃～50℃；

③工作環境相對濕度：5%～95%RH；

④海拔高度：≤2500m。

6 設備組成部件

6.1主要參數及組成部件

①主控單元：工業級平板電腦，配有觸摸顯示屏，WinXP操作系統；

②輸入輸出：內置公司開發的智能DCMOD模塊，具有多路輸入輸出；

③聲光報警器：內置喇叭、LED指示燈；

④備用電源： 2節12V/7.2Ah的免維護蓄電池.

6.2面板元件布置及功能說明

Acrel-6000/B電氣火災監控設備面板布置如圖1所示：

圖1  監控設備面板示意圖

報警指示燈（紅色）：設備接收到探測器發出的報警信號時，報警指示燈常亮；

故障指示燈（黃色）：當本系統發生故障時（如通訊故障、電源故障等），故障指示燈常亮；

運行指示燈（綠色）：設備正常運行時，指示燈常亮；

消音指示燈（綠色）：軟件消音時，指示燈常亮；

復位按鈕（紅色）：對系統進行復位操作；

微型打印機：用于打印實時報警、故障、事件信息。   

該系統自投運以來，運行良好，在預防電氣火災方面發揮了重要作用，獲得了客戶對產品和公司的認可與信賴。