師晴晴
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇 江陰 214405
摘要：本文簡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)及消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的組成原理，分析了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)及消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)用中的設(shè)計依據(jù)和相關(guān)規(guī)范。后通過安科瑞剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)及消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)在南禪寺地鐵上蓋物業(yè)項目的實例介紹，闡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)及消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)功能的實現(xiàn)及其重要意義。
關(guān)鍵詞： 電氣火災(zāi)；消防設(shè)備電源；監(jiān)控系統(tǒng)；Acrel-6000/B；AFPM100;南禪寺地鐵；
0 概述
本項目為南禪寺站1號出入口上蓋配套設(shè)施，面積1329.65平方，高度17.6米。本工程屬多層建筑，消防及地下二層用電負(fù)荷等級為一級，其余用電負(fù)荷等級為三級，采用380V低壓供電。
本項目電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控范圍為南禪寺地鐵上蓋物業(yè)樓層配電箱內(nèi)的6只ARCM200系列儀表。本項目主要負(fù)責(zé)監(jiān)控現(xiàn)場分布于配電箱中低壓出線的漏電狀況，及時提醒消控室值班人員，以防止電氣火災(zāi)的發(fā)生?，F(xiàn)場儀表采用總線方式連接至消控中心Acrel-6000/B壁掛式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。
本項目消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計范圍為南禪寺地鐵上蓋物業(yè)消防設(shè)備電源回路，共9臺三相雙電源配電箱。本項目在消防負(fù)荷配電箱內(nèi)安裝消防設(shè)備電源電壓信號傳感器，消防設(shè)備電源狀態(tài)監(jiān)控器設(shè)置于消防控制室內(nèi)，系統(tǒng)采用總線形式組網(wǎng)。
1 參考標(biāo)準(zhǔn)
1.1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)滿足以下所列制造和試驗標(biāo)準(zhǔn)：
1) GB50045-95(2005版)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》
2) GB50016-2006《建筑設(shè)計防火規(guī)范》
3) GB14287.1-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》
4) GB14287.2-2005《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》
5) GB14287.3-2005《測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》
6) GB13955-2005《剩余電流動作保護(hù)裝置安裝和運行》
7) GB50052《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》
1.2消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)滿足以下所列制造和試驗標(biāo)準(zhǔn)：
1) GB/50198《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
2) GB28184-2011《消防設(shè)備電源監(jiān)控系》
3) GB25506-2010《消防控制室通用技術(shù)要求》
4) GB50016-2006《建筑設(shè)計防火規(guī)范》
5) GB50303-2002《建筑電氣裝置工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》
6) JGJ 16-2008 《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》
2 系統(tǒng)組成
2.1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)組成
南禪寺地鐵上蓋物業(yè)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)項目由電氣火災(zāi)監(jiān)測后臺，電氣火災(zāi)探測器以及漏電流互感器組成。本項目通訊采用1條RS485通訊總線接入壁掛式后臺。箱體中漏電流互感器通過電流線接入漏電探測器，漏電探測器實時顯示漏電情況。以上所述組成一套信號穩(wěn)定，精度可靠的電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)組網(wǎng)共分為三層：
1）站控管理層
站控管理層針對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口，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)測系統(tǒng)軟件對現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析、處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應(yīng)現(xiàn)場運情況。
監(jiān)控主機：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：保證計算機監(jiān)測系統(tǒng)的正常供電，在整個系統(tǒng)發(fā)生供電問題時，保證站控管理層設(shè)備的正常運行。
后臺監(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)議實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與上位機的實時通訊。
3）現(xiàn)場設(shè)備層
現(xiàn)場設(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)控探測器。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D如下：
2.2消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)組成
南禪寺地鐵上蓋物業(yè)項目消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)采用消防設(shè)備電源狀態(tài)監(jiān)控器+電壓傳感器的二層結(jié)構(gòu)組網(wǎng)模式。根據(jù)項目實際要求，為該項目配置消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的電壓傳感器型號為：AFPM3-2AV，消防設(shè)備電源狀態(tài)監(jiān)控器型號為：AFPM100/B；AFPM100/B設(shè)置在消防控制室內(nèi)，引出1根RS485總線及DC24V電源線與現(xiàn)場配電箱內(nèi)的傳感器相連。系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖：
3 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備
3.1、 Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控后臺：
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，維持監(jiān)控設(shè)備工作時間 ≥4小時
♦ 工作制：
24小時工作制
♦ 通訊方式：
RS485總線通訊，Modbus-RTU通信協(xié)議，傳輸距離1km，可通過中繼器延長通訊傳輸距離
♦ 監(jiān)控容量：
① 監(jiān)控設(shè)備高可監(jiān)控200個監(jiān)控單元（探測器）
② 可配接ARCM系列監(jiān)控探測器
♦ 監(jiān)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）
♦ 監(jiān)控報警響應(yīng)時間： ≤30s
♦ 監(jiān)控報警聲壓級（A計權(quán)）：≥70dB／1m
♦ 監(jiān)控報警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報警信號應(yīng)保持，直至手動復(fù)位
♦ 監(jiān)控報警聲信號：可手動，當(dāng)再次有報警信號輸入時，能再次啟動
♦ 故障報警項目：
① 監(jiān)控設(shè)備與探測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
♦ 故障報警響應(yīng)時間：≤100s
♦ 監(jiān)控報警聲壓級（A計權(quán)）：≥70dB／1m
♦ 監(jiān)控報警光顯示：黃色LED指示燈，黃色光報警信號應(yīng)保持至故障排除
♦ 故障報警聲信號：可手動，當(dāng)再次有報警信號輸入時，能再次啟動
♦ 故障期間，非故障回路的正常工作不受影響
♦ 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
♦ 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
♦ 自檢耗時 ≤60s
♦ 事件記錄：
① 記錄內(nèi)容：記錄類型、發(fā)生時間、探測器編號、區(qū)域、故障描述，可存儲記錄不少于2萬條
② 記錄查詢：根據(jù)記錄的日期、類型等條件查詢
♦ 操作分級：
① 日常值班級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢
② 監(jiān)控操作級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠(yuǎn)程復(fù)位、設(shè)備自檢
③ 系統(tǒng)管理級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠(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)備各模塊單獨檢測、操作員添加與刪除
♦ 使用環(huán)境條件：
① 工作場所：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)控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT、TN 系統(tǒng)設(shè)計的，通過對配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度、過電流、過電壓等火災(zāi)危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理，從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生，并實現(xiàn)了對多種電力參數(shù)的實時監(jiān)測,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 GB14287.2-2005《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)控探測器》的標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.3、 Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控后臺：
主要技術(shù)參數(shù)
♦ 電源：
①主電源：AC220V 50Hz（允許85%－110%范圍內(nèi)變化）
②備用電源：主電源低電壓或停電時，維持監(jiān)控設(shè)備工作時間≥8h
③監(jiān)控器為連接的模塊（電壓/電流信號傳感器）提供DC24V電源
♦ 工作制：24小時工作制
♦ 通訊方式：Modbus-RTU通信協(xié)議，RS485半雙工總線方式，傳輸距離500m（若超過可通過中繼器延長通訊傳輸距離）。
♦ 監(jiān)控容量：≤128點
♦ 操作分級
① 日常值班級：實時狀態(tài)監(jiān)視、歷史記錄查詢。
② 監(jiān)控操作級：實時狀態(tài)監(jiān)視、歷史記錄查詢、探測器遠(yuǎn)程復(fù)位。
③ 系統(tǒng)管理級：實時狀態(tài)監(jiān)視、歷史記錄查詢、探測器遠(yuǎn)程復(fù)位、探測器參數(shù)遠(yuǎn)程修改、監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定與修改、操作員添加與刪除。
♦ 使用環(huán)境條件
① 工作場所：消防控制室內(nèi)，或與消防控制臺并列安裝
② 工作環(huán)境溫度：-10℃～+55℃
③ 工作環(huán)境相對濕度：≤95%不結(jié)露
④ 海拔高度：≤2500m
⑤ 污染等級：Ⅲ級，安裝類別：Ⅲ級
♦ 主要組成部件
① 顯示方式：320*240點陣液晶；
② 輸入輸出模塊：內(nèi)置遠(yuǎn)程智能I/O模塊；
③ 聲光報警模塊：內(nèi)置喇叭、蜂鳴器和LED指示燈；
④ 備用電源：DC24V，10Ah(可選配你更大容量電池)
3.4、AFPM3系列儀表
實時監(jiān)測一路三相交流電壓/電流、或兩路三相電壓；具有過壓、欠壓、缺相、錯相、過流（具有電流檢測產(chǎn)品）報警；提供一路或兩路（監(jiān)控兩路三相交流電壓產(chǎn)品）開關(guān)量輸入功能，可監(jiān)測開關(guān)狀態(tài)；提供一路繼電器輸出，可連接報警控制回路；具有事件存儲功能，報警器能夠記錄報警發(fā)生的時間、類型、參數(shù)，根據(jù)報警記錄可以分析現(xiàn)場情況，為故障提供依據(jù)；采用現(xiàn)場總線通信技術(shù)，上位機管理軟件可以時刻監(jiān)控現(xiàn)場的運行情況，及時發(fā)現(xiàn)報警信息。通過RS485接口，標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議可以與各種標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)相連；集成度高，網(wǎng)絡(luò)化，智能化程度高，動作特性合理；
4 系統(tǒng)功能
4.1.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)功能
4.1.1.監(jiān)控報警功能：
監(jiān)控設(shè)備能接收多臺探測器的漏電、溫度信息，報警時發(fā)出聲光報警信號，同時設(shè)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，直至按顯示屏“復(fù)位”按鈕遠(yuǎn)程對探測器實現(xiàn)復(fù)位。對于聲音報警信號也可以使用顯示屏“消聲”按鈕手動。
4.1.2.故障報警功能
通訊故障報警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障時，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示，同時設(shè)備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。
電源故障報警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報警聲響。
4.1.3.自檢功能
檢查設(shè)備中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭是否正常。
4.1.4.報警記錄存儲查詢功能
當(dāng)發(fā)生漏電、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(shù)據(jù)庫中，當(dāng)報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。
4.1.5.電源功能
當(dāng)主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時，監(jiān)控設(shè)備可自動切換到備用電源工作，當(dāng)主電源恢復(fù)正常供電時，自動切回到主電源，切換過程中保證監(jiān)控設(shè)備連續(xù)平穩(wěn)運行。
4.1.6.對探測器控制功能
通過監(jiān)控軟件操作，可對連接到本設(shè)備的所有探測器進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位控制。
4.1.7.權(quán)限控制功能
為確保監(jiān)控系統(tǒng)的運行，監(jiān)控設(shè)備軟件操作權(quán)限分為三級，不同級別的操作員具有不同的操作權(quán)限。
4.2.消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)功能
4.2.1.監(jiān)控報警功能
被監(jiān)控設(shè)備電源回路開關(guān)狀態(tài)
被監(jiān)控設(shè)備電源的工作狀態(tài)（電壓、電流及報警狀態(tài)信息）
報警響應(yīng)時間：≤100s
報警聲信號：可手動，當(dāng)再次有報警信號輸入時，能再次啟動
報警光信號：紅色LED指示燈常亮
4.2.2控制輸出功能
對個別或全部被監(jiān)控設(shè)備的報警繼電器進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作
監(jiān)控器控制輸出：常開無源觸點，容量：AC250V 3A或DC30V 3A
4.2.3.故障報警功能
監(jiān)控器與模塊（電壓/電流信號傳感器）之間的連接線斷路、短路
監(jiān)控器主電源欠壓（≤80%主電源電壓）或過壓（≥110%主電源電壓）
監(jiān)控器與其分體電源間連接線斷路、短路
當(dāng)監(jiān)控器出現(xiàn)以上故障時，能發(fā)出與監(jiān)控報警信號有明顯區(qū)別的聲光故障報警信號
故障報警響應(yīng)時間：≤100s
故障報警聲信號：手動，當(dāng)再次有報警信號輸入時，能再次啟動
故障報警光信號：黃色LED指示燈常亮
故障期間，非故障回路的正常工作不受影響
4.2.4.自檢功能
連接檢查：通信線路及分體電源線路的斷路、短路
設(shè)備自檢：手動檢查或系統(tǒng)自檢
自檢耗時：≤60s
4.2.5.報警記錄功能
記錄10000條相關(guān)故障報警信息
報警類型：故障類型、發(fā)生時間、故障描述
報警事件查詢
報警記錄打印
4.2.6.打印功能
監(jiān)控系統(tǒng)可漢字打印，可打印報警事件及時間、故障事件及時間。
4.2.7.消音
在發(fā)生報警或故障等警報情況下，監(jiān)控設(shè)備的揚聲器會發(fā)出相應(yīng)的報警聲加以提示，按“消音”鍵揚聲器終止發(fā)出警報，報警燈綠燈亮。期間工作人員可以對有關(guān)故障進(jìn)行處理。一切回歸正常，報警燈滅。如有新的故障發(fā)生時，消音指示燈滅，揚聲器將再次發(fā)出警報聲。
5 結(jié)束語
南禪寺地鐵上蓋物業(yè)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置Acrel-6000/B、漏電火災(zāi)探測器漏電火災(zāi)探測器ARCM200組成。Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是本公司自主研發(fā)的用于接收剩余電流式電氣火災(zāi)探測器等現(xiàn)場設(shè)備信號，以實現(xiàn)對被保護(hù)電氣線路的報警、監(jiān)視、控制、管理的運行于計算機的工業(yè)級硬件/軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)應(yīng)用于大型商場、生活小區(qū)、生產(chǎn)基礎(chǔ)、辦公大樓、商場飯店、醫(yī)院等區(qū)域的消防控制中心，對分散在建筑內(nèi)的探測器進(jìn)行遙測、遙調(diào)、遙控、遙信，方便實現(xiàn)監(jiān)控與管理。本系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus現(xiàn)場總線將具有通信功能的探測器相互連接起來，當(dāng)現(xiàn)場保護(hù)線路中的被探測參數(shù)超過報警設(shè)定值時，能發(fā)出報警信號、控制信號，能指示報警部位并保存報警信息。現(xiàn)場儀表采用總線方式接至消控中心的Acrel-6000/B壁掛式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有安裝運輸方便、性價比高、維護(hù)方便等優(yōu)點。
南禪寺地鐵上蓋物業(yè)項目消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)ο涝O(shè)備的電源進(jìn)行實時的監(jiān)控，通過檢測消防設(shè)備電源的電壓、電流、開關(guān)狀態(tài)等有關(guān)設(shè)備電源信息，從而判斷電源設(shè)備是否有斷路、短路、過壓、欠壓、缺相、錯相以及過流（過載）等故障信息并報警、記錄。此系統(tǒng)具有可靠性、實時性并具有數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化和連續(xù)監(jiān)控的特性。實時反映出被監(jiān)控設(shè)備電源的狀況，并集中顯示，從而可以有效避免在火災(zāi)發(fā)生時，消防設(shè)備由于電源故障而無法正常工作的危急情況，大限度的保障消防聯(lián)動系統(tǒng)的可靠性。
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