淺談電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在民用建筑中的應(yīng)用

淮亞利

安科瑞電氣股份有限公司，上海 ，201801

【摘要】2005年開始,國家 2005年開始,國家吸取*經(jīng)驗(yàn),逐步推廣建筑電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警技術(shù)。目前,市場上的建筑電氣火 災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品眾多,但是技術(shù)性能上參差不齊。系統(tǒng)屬于建筑智能化產(chǎn)品,一般施工人員對(duì)基礎(chǔ)技術(shù)細(xì)節(jié) 不太了解。而且,系統(tǒng)在國內(nèi)還未普及,相應(yīng)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)配套不足,產(chǎn)品進(jìn)入市場的門檻較低,造成施工人員在產(chǎn)品選用上疑惑較多,影響到系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用。本文結(jié)合大型工程的實(shí)踐,研究和總結(jié)了系統(tǒng)設(shè)備的型。

【關(guān)鍵詞 】：區(qū)預(yù)總線形式的選擇；監(jiān)控探測器的選擇；監(jiān)控設(shè)備的選擇；電氣火災(zāi)探測器；ARCEL-6000

一、前言

我司承接的某超大型民用項(xiàng)目,建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的信息點(diǎn)多。達(dá)到732個(gè),且布置分散。施工人員通過大量的資料收集和技術(shù)論證,進(jìn)行系統(tǒng)的選型。有效提高性價(jià)比，節(jié)約使用、維護(hù)、升級(jí)的費(fèi)用。使工程在經(jīng)濟(jì)效益方面取得了良好的效果,，并總結(jié)出有效的民用建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)選型方法。

施工技術(shù)人員在選型過程中,對(duì)系統(tǒng)的智能技術(shù)細(xì)節(jié)不必都去吃透。經(jīng)過實(shí)踐證明,只需參考系統(tǒng)的一些基本特性,就可以正確的進(jìn)行系統(tǒng)選型。

二、總線形式的選擇

總線架構(gòu)和通信方式是報(bào)警響應(yīng)時(shí)間重要的決定因素,建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)常用的總線形式和性能比較如表3-1.

表3-1 系統(tǒng)總線形式和性能比較

1、建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)總線首先應(yīng)具有自檢功能,正常情況下,不間斷地對(duì)各部件進(jìn)行巡檢讀取回路狀態(tài),發(fā)現(xiàn)探器故障。三種總線形式均可以滿足這種使用要求。其次,就是要具有實(shí)時(shí)響應(yīng)功能,當(dāng)探測點(diǎn)監(jiān)控參數(shù)超出設(shè)定值,存在火災(zāi)隱患．系統(tǒng)需立即報(bào)警提醒管理人員清除隱患。在一般規(guī)模的工程中,三種總線形式的響應(yīng)時(shí)間差別并不明顯,但是工程規(guī)模大系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)較多時(shí).靠巡檢才能發(fā)現(xiàn)報(bào)警的總線機(jī)制,響應(yīng)時(shí)間就相對(duì)較低。

2、CAN總線與RS485總線比較,在訪問機(jī)制、通訊速度、節(jié)點(diǎn)容量、通訊距離和可靠性上都有突出的優(yōu)勢(shì)。由于CAN總線節(jié)點(diǎn)容量大.傳輸距離遠(yuǎn),整個(gè)系統(tǒng)的配套設(shè)備會(huì)簡單很多,使用和維護(hù)上的優(yōu)勢(shì)很大。如果工程對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、可靠性要求高的情況下.應(yīng)首先選用。

3、選用建議。以上比較只是針對(duì)總線特性,并不能說明不同建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控產(chǎn)品的性能。比如許多使用RS485總線的產(chǎn)品,由于總線技術(shù)應(yīng)用比較成熟,通過軟硬件的配置.可以增加節(jié)點(diǎn)數(shù)量、傳輸距離,增強(qiáng)數(shù)據(jù)可靠性。而且.總線的選型還需參考其他因素．例如獨(dú)立式監(jiān)控探測器如果需要接入火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)總線時(shí),就需要總線形式為消防二總線的產(chǎn)品。因此,在系統(tǒng)總線形式選擇時(shí),還要綜合考慮工程規(guī)模,設(shè)計(jì)要求,配套產(chǎn)品，工程成本等一系列因素,達(dá)到性價(jià)比的組合。

三、監(jiān)控探測器的選型

建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是服務(wù)于常規(guī)供電網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng),為確保整個(gè)的可靠性,其加入不能對(duì)原的供電方式進(jìn)行改動(dòng)。

在市場上出現(xiàn)的電氣火災(zāi)監(jiān)控產(chǎn)品中有一部分產(chǎn)品將漏電斷路器和探測器整合在一個(gè)模塊上.具有包括剩余電流探測、報(bào)警功能在內(nèi)的多和擴(kuò)展功能,有些甚至集漏電、短路、過載、過壓、欠壓、缺相、延時(shí)送電、防誤合閘甚至防雷等功能于一身。這種監(jiān)控探測器雖然表面上功能多、接線少、整合度高,但是內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率偏高、產(chǎn)品品和不全.增加了不可?？康囊蛩?施工人員應(yīng)慎重選用。

為了不影響的正常工作.應(yīng)首先選用監(jiān)控探測器與配電系統(tǒng)的開關(guān)分離配置的產(chǎn)品,并參考下述的性能指標(biāo)對(duì)監(jiān)控探測器進(jìn)行選型。

1、現(xiàn)場報(bào)警及顯示功能

在小型工程中，不設(shè)立監(jiān)控主機(jī)，采用獨(dú)立式監(jiān)控探測器時(shí),按照《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》的要求:探測器應(yīng)具有工作狀態(tài)指示燈和自檢功能，在報(bào)警時(shí)應(yīng)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào),并予以保持，直至手動(dòng)復(fù)位。這樣可以使現(xiàn)場人員能更直接地得到報(bào)警信息。 而非獨(dú)立式的監(jiān)控探測器必須與監(jiān)控設(shè)備連用，由于可以在監(jiān)控主機(jī)上集中顯示和報(bào)警，部分產(chǎn)品就取消了現(xiàn)場報(bào)警及顯示的功能，這樣在使用時(shí)，現(xiàn)場不易及時(shí)發(fā)現(xiàn)是哪一路線路發(fā)生故障，使它的作用受到一定的限制。所以，非獨(dú)立式的監(jiān)控探測器也應(yīng)根據(jù)實(shí)際的使用情況，考慮是否應(yīng)配備現(xiàn)場報(bào)警及顯示功能的產(chǎn)品，為管理人員查找故障點(diǎn)，查詢監(jiān)測的狀態(tài)量、報(bào)警及操作過程的記錄提供方便。

2、電流互感器的設(shè)置方式

（1）內(nèi)置互感器式探測器

如圖4-1，此類監(jiān)控探測器直接接入電路中，內(nèi)置電流互感器 （包括電流互感器和剩余電流互感器）。優(yōu)點(diǎn)是接線少，整合度 高、使用方便；缺點(diǎn)：由于探測器接入到供電線路中，導(dǎo)致配電 線路接點(diǎn)增多，仍是改變了原的連續(xù)性，探測器若發(fā)生故障會(huì)影響正常供電。而且，由于電源線必須通過探測器進(jìn)出， 要改動(dòng)配電箱線路，改造工程中難以應(yīng)用。

圖4-1 接線式探測器

（2）外置互感器式探測器

如圖4-2，電流互感器與探測器本體分離，互感器通過信號(hào)線 與探測器連接。優(yōu)點(diǎn)：不串入配電系統(tǒng)，為安裝提供了很好的靈活性，只要配用不同窗口尺寸的互感器，就可以使用在各種電流等級(jí)的線路上，互感器與探測器本體可以相距數(shù)米至數(shù)十米，新工程和改造工程中都可以應(yīng)用。缺點(diǎn)：監(jiān)控探測器與互感器之間需要敷設(shè)信號(hào)線。

接線示意圖                                   實(shí)物圖

圖4-2 外置互感器式探測

3、多通道式探測器

在一個(gè)探測器上可接入2個(gè)及以上的電流互感器、溫度傳感 器，同時(shí)監(jiān)控多個(gè)供電回路。每個(gè)通道有獨(dú)立的地址、設(shè)置、報(bào) 警和輸出，適用于多個(gè)需要監(jiān)控的回路較為集中的地方，可以大幅節(jié)省投資。特別是當(dāng)工程不需要過電流探測功能時(shí)，每個(gè)監(jiān)測回路可以減少三個(gè)電流互感器的信號(hào)輸入端口，系統(tǒng)的集成度就可以提高，選用多通道式探測器。

4、選用建議

監(jiān)控探測器的選型需根據(jù)工程情況綜合考慮以上性能，例如內(nèi)置互感器式探測器，由于配電箱內(nèi)的安裝位置受限，很難再集 合數(shù)據(jù)顯示和多通道輸入的功能。又如工程要求監(jiān)測過電流時(shí)， 由于每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的信號(hào)輸入端口多，就難以配置多通道式探測器，所以應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況選擇。

四、監(jiān)控設(shè)備的選擇

建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控產(chǎn)品的可靠性是系統(tǒng)的選型關(guān)鍵，系統(tǒng)的漏報(bào)率、誤報(bào)率是衡量產(chǎn)品可靠性重要的指標(biāo)之一。施工單位在產(chǎn)品報(bào)審時(shí)，可以在以下方面對(duì)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行選型：

1、系統(tǒng)形式

（1）市場上一些品牌的監(jiān)控主機(jī)采用上位機(jī)工作站（普通 的臺(tái)式電腦）+管理軟件的形式，優(yōu)點(diǎn)是：配置方便，硬件成 本低，軟件升級(jí)容易。但會(huì)受到普通計(jì)算機(jī)病毒的威脅（U盤病 毒、蠕蟲病毒等），從而需要加裝殺毒軟件與防火墻，在計(jì)算機(jī) 處理病毒時(shí)會(huì)占用CPU、內(nèi)存等資源，使用不當(dāng)還會(huì)引發(fā)系統(tǒng)崩 潰，也有可能造成監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的遺失。

（2）另一種形式就是采用嵌入式系統(tǒng)，嵌入式的監(jiān)控系統(tǒng)為系統(tǒng)，系統(tǒng)硬件為實(shí)現(xiàn)該功 能專門開發(fā)，針對(duì)性強(qiáng)；監(jiān)控軟件固化在主機(jī)ROM芯片中,具有穩(wěn) 定性好、處理速度快、無操作系統(tǒng)漏洞風(fēng)險(xiǎn)、不受計(jì)算機(jī)病毒影 響等特性。與一般監(jiān)控設(shè)備中所采用單片機(jī)技術(shù)和工控機(jī)等方式 比較，其安全性可靠性更高。

2、軟件功能和兼容性

軟件在建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)使用中居中心地位，它負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的*高效運(yùn)行。軟件功能也是區(qū)分市場高底端產(chǎn)品的重 要標(biāo)準(zhǔn)之一。建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可獨(dú)立設(shè)置，也可與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)或BA系統(tǒng)集成，如果工程設(shè)計(jì)有相關(guān)要求，施工單位還需與其他協(xié)調(diào)，考察系統(tǒng)軟件的通訊協(xié)議、兼容性方面的性能。

3、選用建議

施工單位在監(jiān)控設(shè)備選型中，主要需考慮工程的使用要求， 以及與其他系統(tǒng)的聯(lián)系。一般建筑，在監(jiān)測點(diǎn)不多，建筑電氣火災(zāi)危險(xiǎn)性不高的場所，與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)或BA系統(tǒng)集成，可充分利用設(shè)備和人力資源，便于集中統(tǒng)一管理，節(jié)省大量投資；在工程規(guī)模大，建筑電氣火災(zāi)危險(xiǎn)性高的場所，為了保證系統(tǒng)的可靠性，還需考慮選用獨(dú)立設(shè)置的嵌入式系統(tǒng)。

五、安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

1.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是用于接收剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器等現(xiàn)場設(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)適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家重點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域，對(duì)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(shí)現(xiàn)監(jiān)控與管理。

Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由Acrel-6000系列監(jiān)控設(shè)備、ARCM系列監(jiān)控探測器和配套附件組成。系統(tǒng)各設(shè)備之間均采用總線（阻燃雙絞屏蔽線）進(jìn)行連接，施工布線簡單方便。

Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備主要是壁掛式，其主要功能及組成部件如下表所示。

2.電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置

ARCM系列組合式電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置安裝在0.4kV低壓配電系統(tǒng)中，用于檢測TN-C-S、TN-S及局部TT系統(tǒng)中的聲譽(yù)電流、溫度等電 氣參數(shù)，從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。當(dāng)被保護(hù)線路中監(jiān)控裝置參數(shù)超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，能產(chǎn)生報(bào)警和控制信號(hào)，以便消除剩余電流 引起的電氣火災(zāi)隱患。產(chǎn)品采用RS485或二總線進(jìn)行通訊，可以與其它監(jiān)控報(bào)警器、監(jiān)控單元或監(jiān)控主機(jī)聯(lián)合組成火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，可 根據(jù)用戶需要選擇集中總線型的信息管理模式或功能分區(qū)型的信息管理模式。

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家重點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域， 符合GB14287-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》的標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器功能闡述

智慧用電在線監(jiān)控裝置是針對(duì) 0.4kV 以下的 TT、TN 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能電力裝置，具有全面的單、三相交流電測量、四象限電能計(jì)量、諧波分析、遙信輸入、遙信輸出功能，以及 RS485 通訊或 GPRS 無線通訊功能，通過對(duì)配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度等火災(zāi)危險(xiǎn)參數(shù)實(shí)施監(jiān)控和管理。

2.2產(chǎn)品選型

3 主要防火設(shè)備—AAFD系列故障電弧探測器

3.1 功能闡述：

故障電弧探測器（以下簡稱探測器）對(duì)接入線路中的故障電?。òü收喜⒙?lián)電弧、故障串聯(lián)電?。┻M(jìn)行有效的檢測，當(dāng)檢測到線路中存在引起火災(zāi)的故障電弧時(shí)，可以進(jìn)行現(xiàn)場的聲光報(bào)警，并將報(bào)警信息傳輸給上端監(jiān)控設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)預(yù)警火災(zāi)發(fā)生的目的。

3.2 產(chǎn)品選型

參考文獻(xiàn):

1.孫健樺．民用建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系設(shè)備的選型．建設(shè)科技.2013.101期

2.安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2019.11版