Acrel-6000电气火灾监控系统在京津城际延伸线天津于家堡工程项目中的应用
徐霜
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定
摘要：电气火灾作为一种灾害，在经济迅速发展的形势下，给国家财产和人民的生命安全造成的损失也与日俱增。据统计，80 %以上的火灾为建筑火灾，而电气则是引发建筑火灾的首要因素。为预防接地故障引起的电气火灾，国家和各地区已经制定了相关电气火灾防范的强制规定。在各种人员密集型场所安装电气火灾监控系统可以有效的预防电气火灾的发生。本文通过介绍安科瑞Acrel-6000/B电气火灾监控系统在京津城际延伸线天津于家堡项目中的应用，简析相关国家标准和设计规范，概述电气火灾监测系统在电气火灾预防方面的具体架构以及其优越性。
0 前言
公安部消防局《中国火灾统计年鉴》显示：近十年的火灾事故中，电气火灾居首位，且所占比例在30%，且逐年呈上升趋势，造成的损失十分惨重。事实上，电气火灾已成为消防安全的主要致灾因素，不仅次数多、损失大，而且多年来一直居高不下。
土建类电气火灾预防主要难点有以下几个方面：
0.1 配电系统的电缆一般都在桥架或地沟内，当线缆老化并发生漏电时，若没有系统的预警，现场管理人员无从查找故障点。
0.2 电气火灾隐患产生非常隐蔽，无论在时间上还是在空间上都无迹可寻。
0.3 本建筑性质为土建类，对配电系统的稳定可靠性、配电系统安全性要求都很高，电气火灾隐患的预防就显得十分重要。
针对以上几个方面，安科瑞电气股份有限公司以其自主研发的ARCM系列电气火灾监控探测器为基础，通过对RS485总线技术、终端微机软件显示技术的集成，研发了安科瑞Acrel-6000/B电气火灾监控系统。本系统后台在显示各个探测点位数据的同时，还提供越限声光报警、人性化的界面等功能。本系统实现了配电系统的24小时无人实时监控，减少了人力成本，提高了电气火灾隐患的排除效率。
本文就电气火灾系统在京津城际延伸线天津于家堡项目中的应用，简单介绍安科瑞Acrel-6000/B电气火灾系统的实际应用和其实际意义。
1 项目概况
为了监控整个配电系统是否存在电气火灾隐患，现须根据本项目的情况设计一套电气火灾监控系统。
针对本项目的特性，为预防接地故障引起的电气火灾，结合本工程的重要性，本工程变配电室出线柜均配置漏电火灾报警系统。该系统主要包括系统主机、现场监控器以及数据集中控制器。漏电火灾报警主机设置在于家堡消防控制室。系统在始发井和到达井变配电室的低压出线柜处设置漏电火灾探测器，对该处的漏电电流进行监控，当探测到配电回路漏电电流大于300mA、工作电流超过时限设定的报警值时，即发出声光报警信号，准确报出故障点地址，监视故障点变化，显示其状态，对设备用电回路仅给出报警信号，不切断其电源。
2 参照标准
鉴于公共交通土建类项目发生火灾容易造成人员生命财产损失。为了加大电气火灾监控防范的力度，近年来，国家相继制订或修改了一批相关标准规范。相关的标准规范已经对电气火灾监控系统提出了具体的要求，本项目中选用的安科瑞Acrel-6000/B电气火灾系统的设计参照的标准主要有：
2.1 国家标准《建筑电气火灾预防要求和检测方法》有关条文也明确要求“应在电源进线端设置自动切断电源或报警的剩余电流动作保护器。
2.2 电气火灾监控系统的产品应满足:GB14287.1-2005《电气火灾监控设备》、 GB14287.2-2005《剩余电流式电气火灾监控探测器》、GB14287.3-2005《测温式电气火灾监控探测器》
2.3 电气火灾监控系统的安装和运行应满足GB13955-2005《剩余电流动作保护装置安装和运行》
2.4 电气火灾监控系统的供电应满足GB50052《供配电系统设计规范》的要求
2.5 电气火灾监控系统的设计应满足《电气火灾监控系统的设计方法》的要求(暂行规定)
3 系统架构及设计
电气火灾监控系统拓扑图
3.1 站控管理层
站控管理层针对电气火灾监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口，也是系统的最上层部分。安科瑞电气火灾监控系统主机充分考虑到用户的操作习惯，和持续稳定运行，参照的相应的国家标准和规范。主机主要由监控软件、触摸屏、UPS电源、打印机等设备组成。将现场的各类数据信息进行计算、分析、处理，并以图形、数显、声音、指示灯等方式反应给终端管理人员。使管理人员能够实时掌握系统动态，且实现故障信息可追循，信息可导出等功能。
鉴于本项目中仪表点位以及数据量的规模，现为项目配置安科瑞Acrel-6000/B主机，本主机的具体参数见下文介绍。
3.2 网络通讯层
本项目中的所有仪表须严格按照手拉手的形式连接，且所有的通讯总线须沿着弱电桥架铺设。本项目的仪表分布在始发井及到达井变配电室配电柜。
本项目的数据总线设计为一根总线，独立的总线便于后期系统的维护，发生漏电流报警时也可以根据后期我方提供的点检表快速定位故障回路，快速排除故障。
现场始发井配电室出线柜上安装的40块电气火灾探测器通过双绞线（ZR-RVSP2*1.0）以手拉手方式进行通讯连接然后经过光猫将电信号转为光信号经光纤传输到到达井配电室，再经光猫将光信号转换为电信号，然后这根总线再接入到达井配电室出线柜上的23块电气火灾探测器，最终这根总线接入到于家堡消防控制室的电气火灾监控主机上。
3.3 现场设备层
本项目中主要是针对变配电室出线回路安装安科瑞嵌入式电气火灾探测器，通过嵌入式电气火灾探测器实时监控配电回路的漏电流大小来显示整个配电系统的工作状态。
ARCM系列剩余电流式电气火灾监控探测器，是针对 0.4kV 以下的TT、TN 系统设计的，通过对配电回路的剩余电流、导线温度、过电流、过电压等火灾危险参数实施监控和管理，从而预防电气火灾的发生，并实现了对多种电力参数的实时监测,为能耗管理提供精确的数据。产品采用先进的微控制器技术，集成度高，体积小巧，安装方便，集智能化，数字化，网络化于一身，是建筑电气火灾预防监控、系统绝缘老化预估等的理想选择。产品符合 GB14287.2-2005《电气火灾监控系统 第2部分：剩余电流式电气火灾监控探测器》的标准要求。
4 系统特点和工作原理
鉴于本项目的规模，项目电气火灾检测点位的实际情况。无论在终端剩余电流探测器还是后台主机都是根据本项目的实际情况来进行设计的。
4.1 本项目的系统特点可总结为一下3点：
4.1.1 终端探测器选用嵌入式电气火灾探测器，方便安装、节省成本、便于后期维护。
4.1.2 RS485总线连接方便，可操作性强。总线布线时走的是弱电桥架，不会受到强电的影响，确保的整个系统的通讯稳定。
4.1.3 考虑到本项目中仪表数据量，客户要求。本项目的主机选用壁挂式。壁挂式主机界面简洁，系统操作方便，适合本项目中的配电间环境和客户的相关操作要求。
4.2 电气火灾系统工作原理
4.2.1 剩余电流测量是根据基尔霍夫电流定律：在同一时刻，电路中流入和流出一个节点的电流矢量和为零。以TN-S系统为例，将A/B/C/N同时穿过剩余电流互感器，当系统未发生漏电时，流入和流出剩余电流互感器的电流矢量和为零，此时，剩余电流互感器感应出的二次电流也为0;当某相对大地发生漏电，此时流入和流出剩余电流互感器的电流矢量和不再为零，其大小等于从大地流走的电流即漏电流。此漏电信号通过剩余电流互感器的二次接线传输至电气火灾探测器，经运算放大、A/D转换后送入CPU，经过一系列算法后，对变化的幅值进行分析、判断，并与报警设定值进行比较，若超出定值则发出声光报警信号并上送至后台电气火灾监控设备。
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