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(jiān)控問題，本文結合某建筑實際情況，對其電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)進行深入分析，提出設備選型、系統(tǒng)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(jiān)控
0引言
如今，建筑電氣設備種類和數(shù)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(fā)生后立即通過監(jiān)控和自動控制切斷設備，能有效控制火災的發(fā)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(tǒng)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(xiàn)以該建筑為例，對其電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)做如下深入分析。
2設備選型
在建筑中，一旦發(fā)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(jiān)控而言，需要將集中監(jiān)控設備與現(xiàn)場處理設備充分結合到一起，形成集散式系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)勢在于通過對剩余電流的實時檢測，確定各監(jiān)控點實際剩余電流，基本不會對原配電系統(tǒng)造成任何影響，且系統(tǒng)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(tǒng)還能結合實際需要，有針對性地增減監(jiān)控點，保證靈活性。
在設備選型過程中，應優(yōu)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?shù)絎EFP-J；現(xiàn)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?shù)絎EFP-S；集中監(jiān)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(tǒng)設計及安裝
3.1剩余電流探測裝置及現(xiàn)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?shù)男盘?，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(xiàn)場顯示和報警的同時，將其傳輸?shù)絎EFP-S。
3.2集中監(jiān)控設備
整個監(jiān)控系統(tǒng)與系統(tǒng)的WEFP-S都需要依靠專門的管理軟件來實現(xiàn)集中管理目標。系統(tǒng)的集中監(jiān)控設備需要在消防控制室中進行安裝，能對各監(jiān)控點的主要參數(shù)進行顯示，包括三相電流、電壓和溫度等；在顯示參數(shù)的同時，還能實現(xiàn)報警，包括過流過壓、欠壓、超溫、剩余電流，當然也能根據(jù)需求增加其他報警。
3.3監(jiān)控系統(tǒng)
按照現(xiàn)行建筑防火規(guī)范提出的要求，建筑應做好電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的合理設置，同時該系統(tǒng)要滿足以下幾個方面要求：其一，監(jiān)控主機以PC計算機為主，并采用組態(tài)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(tǒng)的通信線路實現(xiàn)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(tǒng)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(jiān)控時將其排除在外?；诖?，需在探測裝置中通過適當?shù)脑O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(tǒng)重點監(jiān)控對象。要將固有剩余電流準確寫入到監(jiān)控系統(tǒng)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(tǒng)所包含的用電設備數(shù)量及空氣濕度等很多因素都有關聯(lián)，這會給系統(tǒng)報警值的設定造成很大不便。通過連續(xù)觀察與測量，固有剩余電流和線路長度及系統(tǒng)接入的用電設備總數(shù)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(xiàn)象?；诖?，在對固定剩余電流進行設定的過程中，可直接根據(jù)系統(tǒng)投入，使用時對應的實測值確定，也可通過參數(shù)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(tǒng)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(jiān)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(shù)據(jù)、透傳指令，并時間顯示實時狀態(tài)。通過對上傳至云端的數(shù)據(jù)進行分析，為用戶提供火災隱患的相關數(shù)據(jù)，能夠及早的發(fā)現(xiàn)問題并實施排查，避免火災的發(fā)生。另一方面，云平臺提供超大容量的信息儲存及穩(wěn)定的服務，提升了服務質量，對用戶的長遠發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。此外，該系統(tǒng)通過集中監(jiān)控，使得數(shù)據(jù)通過每個節(jié)點的4G網絡傳輸至云端集中式管理和監(jiān)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(tǒng)一的監(jiān)控和管理。
具體功能如下：
(1)安全用電監(jiān)管服務系統(tǒng)包含安全用電管理云平臺、電腦終端顯示系統(tǒng)、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(jiān)管服務系統(tǒng)平臺能展示剩余電流、溫度、電流等電氣安全參數(shù)的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線、歷史數(shù)據(jù)與變化曲線、實時報警數(shù)據(jù)等，能實時顯示現(xiàn)場服務次數(shù)、排除隱患數(shù)、未排除隱患數(shù)、報警未處理數(shù)、常規(guī)巡檢及產品維護等數(shù)據(jù)，監(jiān)管數(shù)據(jù)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(tǒng)計和分析評估，并隨時展示電氣安全運行分析報告。
(5)監(jiān)控探測終端產品滿足國家法律法規(guī)和有關技術標準(GB14287.2《剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器》和GB14287.3《測溫式電氣火災監(jiān)控探測器》)的要求，并通過國家消防產品質量監(jiān)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(shù)值，并能通過無線以移動通訊網絡接入安全用電監(jiān)管系統(tǒng)平臺。
4.2產品選型
4.2.1漏電火災監(jiān)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(jiān)測回路故障電弧的發(fā)生，并及時預警，提醒用戶處理，防止電弧導致的火災的發(fā)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(jiān)測回路短路過載等故障信息，發(fā)生故障時預警和產生滅弧效果，防止電弧導致的火災的發(fā)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(jiān)測用電線路電流，當線路發(fā)生短路故障時，能在150微秒內實現(xiàn)快速限流保護，并發(fā)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(xù)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(fā)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(fā)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(fā)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(jiān)測功能。當被監(jiān)測線纜溫度超過報警設定值時，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。
漏電流監(jiān)測功能。當被監(jiān)測的線路漏電超過報警設定值時，保護器發(fā)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(shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)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(fā)生報警，會實時上傳數(shù)據(jù)。
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(jiān)控基準，可以用來監(jiān)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(jiān)控系統(tǒng)大多在建筑中容易發(fā)生電氣火災且火災發(fā)生后危險性相對較大的地方設置；監(jiān)控系統(tǒng)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(jiān)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(jiān)控在建筑防火中的應用研究.
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作者簡介：淮亞利，現(xiàn)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(fā)與應用。
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