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      浙江博舍新材料有限公司廠房裝修項目電氣火災監控係統的設計與應用

      摘要:大型公共建築、商場酒店以及醫院等區域,人員密集,社會關注度高,其電氣火災預防十分重要。在上述的各種人員密集型場所安裝電氣火災監控係統可以有效的預防電氣火災的發生。本文通過介紹百家樂網頁遊戲Acrel-6000/B電氣火災監控係統在浙江博舍項目中的應用,簡析相關國家標準和設計規範,概述電氣火災監測係統在電氣火災預防方麵的具體架構以及其優越性。

      關鍵詞: 浙江博舍;電氣火災;廠房;百家樂網頁遊戲;

      0 前言

      近十年的火災事故中,電氣火災居首位,且年均發生次數占火災年均總發生次數的27%,占重特大火災總發生次數的80%,且損失占火災總損失的53%,而發達國家每年電氣火災發生次數占總火災發生次數的8%~13%。事實上,電氣火災已成為消防安全的主要致災因素,不僅次數多、損失大,而且多年來一直居高不下。商業建築人員來往密集、流動性大、公共關注度高,其配電係統電氣火災的預防顯得更加重要。

      工廠建築電氣火災預防主要有以下幾個方麵:

      1) 電氣火災一般初起於電氣櫃、電纜橋架等內部,當火蔓延至設備及電纜表麵時,已形成較大火勢,此時火勢往往不容易被控製,故而預防便十分重要。

      2) 工廠建築人員密集度高,人員流動性大,易燃物品多,若是發生火災容易造成人員傷亡。

      3) 工廠建築社會關注度高,若發生火災事故容易造成不好的社會影響。

      本文就電氣火災係統在浙江博舍項目中的應用,簡單介紹百家樂網頁遊戲Acrel-6000/B電氣火災係統的實際應用和其實際意義。

      1 項目概況

      浙江博舍新材料有限公司從事采用機織及其複合工藝技術的高強、耐高溫、耐化學物質等多功能化的產業用紡織品的研發、生產。本項目設計範圍為其新建廠房,共計電氣火災監控點位16個。

      針對本項目的特性,在廠區內配電櫃的重要回路安裝百家樂網頁遊戲研發的ARCM係列剩餘電流式電氣火災監控探測器。電氣火災監控係統須實時監測重要回路的剩餘電流值、箱體回路的實時溫度,監測的數據實時傳輸至後台主機,當發生剩餘電流值越限、溫度越限時,後台能進行聲光報警,同時後台能夠和消防火災報警係統實現消防聯動。

      2 參照標準

      鑒於公共建築區域發生火災容易造成人員生命財產損失。為了加大電氣火災監控防範的力度,近年來,國家相繼製訂或修改了一批相關標準規範。相關的標準規範已經對電氣火災監控係統提出了具體的要求,本項目中選用的百家樂網頁遊戲Acrel-6000/B電氣火災係統的設計參照的標準主要有:

      1) GB50045-95(2005版)《高層民用建築設計防火規範》,其中在條文9.5.1裏規定:高層建築內火災危險性大、人員密集等場所宜設置漏電火災報警係統。

      2) 國家標準《建築電氣火災預防要求和檢測方法》有關條文也明確要求“應在電源進線端設置自動切斷電源或報警的剩餘電流動作保護器。

      3) 電氣火災監控係統的產品應滿足:GB14287.1-2014《電氣火災監控設備》、 GB14287.2-2014《剩餘電流式電氣火災監控探測器》、GB14287.3-2014《測溫式電氣火災監控探測器》

      4) 電氣火災監控係統的安裝和運行應滿足GB13955-2005《剩餘電流動作保護裝置安裝和運行》

      5) 電氣火災監控係統的供電應滿足GB50052《供配電係統設計規範》的要求

      6) 電氣火災監控係統的設計應滿足《電氣火災監控係統的設計方法》的要求(暫行規定)

      3.係統架構及設計

      商業部分係統架構圖:


      電氣火災監控係統拓撲圖

      1) 站控管理層

      站控管理層針對電氣火災監控係統的管理人員,是人機交互的直接窗口,也是係統的最上層部分。百家樂網頁遊戲電氣火災監控係統主機充分考慮到用戶的操作習慣,和持續穩定運行,參照的相應的國家標準和規範。主機主要由監控軟件、觸摸屏、ups電源、打印機等設備組成。將現場的各類數據信息進行計算、分析、處理,並以圖形、數顯、聲音、指示燈等方式反應給終端管理人員。使管理人員能夠實時掌握係統動態,且實現故障信息可追循,信息可導出等功能。

      鑒於本項目中儀表點位以及數據量的規模,現為項目配置百家樂網頁遊戲Acrel-6000/B主機,本主機的具體參數見下文介紹。

      2) 網絡通訊層

      本項目中的所有儀表須嚴格按照手拉手的形式連接,且所有的通訊總線須沿著弱電橋架鋪設。本項目的儀表分布在樓層強電間電氣火災監控探測。

      本項目的數據總線設計為兩根總線,獨立的總線便於後期係統的維護,發生漏電流報警時也可以根據後期我方提供的點檢表快速定位故障回路,快速排除故障。

      現場電氣火災探測器通過雙絞線(ZR-RVSP2*1.0)以手拉手方式進行通訊連接,每根總線的儀表數量在20隻左右。

      3) 現場設備層

      本項目中主要是針對樓層配電箱的進線回路安裝百家樂網頁遊戲嵌入式電氣火災探測器,通過嵌入式電氣火災探測器實時監控配電回路的漏電流大小來顯示整個配電係統的工作狀態。

      ARCM係列剩餘電流式電氣火災監控探測器,是針對 0.4kV 以下的TT、TN 係統設計的,通過對配電回路的剩餘電流、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,並實現了對多種電力參數的實時監測,為能耗管理提供精確的數據。產品采用先進的微控製器技術,集成度高,體積小巧,安裝方便,集智能化,數字化,網絡化於一身,是建築電氣火災預防監控、係統絕緣老化預估等的理想選擇。產品符合 GB14287.2-2005《電氣火災監控係統 第2部分:剩餘電流式電氣火災監控探測器》的標準要求。

      4係統特點和工作原理

      鑒於本項目的規模,以及本項目電氣火災檢測點位的實際情況。無論在終端剩餘電流探測器還是後台主機都是根據本項目的實際情況來進行設計的。

      本項目的係統特點可總結為一下3點:

      1) 終端探測器選用嵌入式電氣火災探測器,方便安裝、節省成本、便於後期維護。

      2) 監控樓層重要配電櫃的進線,采集重要回路的電氣安全參數。

      3) RS485總線連接方便,可操作性強。總線布線時走的是弱電橋架,不會受到強電的影響,確保的整個係統的通訊穩定。

      4) 考慮到本項目中儀表數據量,客戶要求。本項目的主機選用壁掛式。壁掛式主機界麵簡潔,係統操作方便,適合本項目中的配電間環境和客戶的相關操作要求。

      電氣火災係統工作原理

      1) 剩餘電流測量是根據基爾霍夫電流定律:在同一時刻,電路中流入和流出一個節點的電流矢量和為零。以TN-S係統為例,將A/B/C/N同時穿過剩餘電流互感器,當係統未發生漏電時,流入和流出剩餘電流互感器的電流矢量和為零,此時,剩餘電流互感器感應出的二次電流也為0;當某相對大地發生漏電,此時流入和流出剩餘電流互感器的電流矢量和不再為零,其大小等於從大地流走的電流即漏電流。此漏電信號通過剩餘電流互感器的二次接線傳輸至電氣火災探測器,經運算放大、A/D轉換後送入CPU,經過一係列算法後,對變化的幅值進行分析、判斷,並與報警設定值進行比較,若超出定值則發出聲光報警信號並上送至後台電氣火災監控設備。

      2) 終端探測器負責監測各個回路的剩餘電流值,將剩餘電流值的數據傳輸至係統主機。終端探測器還負責其監測回路剩餘電流值的實時顯示,同時能夠設置限值,當剩餘電流值越限時能夠發出聲光報警,提醒管理人員及時維護、整改。

      3) 儀表通過RS485總線將數據傳輸至係統主機,係統主機將上傳數據通過圖形、報表、事件記錄等形式反映整個係統的運行狀態。

      5 係統設計注意事項和方法

      5.1 電氣火災監控係統主要監測剩餘電流和溫度兩類對象,在設計時應注意的基本要點

      1) 關於剩餘電流

      由於剩餘電流監測的原理采用了基爾霍夫電流定律,所以,對所應用的低壓配電係統形式有一定要求。目前,可以應用剩餘電流互感器的低壓配電係統有:TT係統,IT係統,TN-S係統,不能使用在TN-C係統中。對將要設計安裝電氣火災監控係統的用戶,不管是新工程或舊工程改造項目,首先要調查核實該用戶低壓配電係統的係統接地形式是什麽,否則,設計安裝剩餘電流互感器的點位進行檢測是根本無法施行的。

      關於AC220V單相供電係統,剩餘電流互感器隻要套住L/N兩根電源線即可,但要求中性線N此後不容許再接地。對於AC380V三相供電係統,由於有三相三線製、三相四線製、三相五線製等使用狀況,則根據具體情況將剩餘電流互感器同時套住A/B/C三相電源線,或同時套住A/B/C/N線。同理,要求中性線N此後不許再接地,保護線PE不得穿過互感器。

      在係統接地的形式為TN-C型時工業自動化網,必須將其改造為TN-S型、TN-C-S型或局部TT型係統後,才可以安裝剩餘電流檢測裝置。

      2) 關於溫度

      溫度測量與係統接地的形式無關,主要考慮包括線纜在內的低壓配電裝置中關鍵部位的溫度,一般在二級保護的線路中應用。溫度探頭Pt100可采用接觸式布置法,當被檢測對象為絕緣體時,宜將探測器的溫度傳感器直接設置在被探測對象的表麵。當被檢測對象為配電櫃內部溫度變化時,可采用非接觸式布置,靠近發熱部件。

      5.2 係統設計中的點位分配

      根據國家標準GB13955-2005《剩餘電流動作保護裝置安裝和運行》4.4條中關於分級保護的規定,安裝剩餘電流火災監控裝置時,點位分配原則的步驟是:

      1) 研究分析被控低壓AC380V/220V配電線路的相關圖紙,將建築電氣的分布情況調查核實,確定配電設備(如配電櫃、箱、盤、電纜等重要設備)的位置,把每一個監控探測器分配到相應的配電設備上,以此來確定探測器的數量,避免重設浪費。

      2) 確定分級保護。為了縮小發生人身電擊事故和接地故障切斷電源時引起的停電範圍,通常在供電線路的不同地點安裝三級(或兩級)不同容量的剩餘電流保護裝置,以形成分級保護。根據用電負載及線路情況,一般分兩級或三級保護,適用於城鎮和農村第一級和第二級保護。其中,重要線路應包括安防、消防、應急電源、通道照明線路及不容許停電的重要場所。

      3) 二級保護中,所有開關處都要設置安裝剩餘電流火災監控探測器,即在線路的電源端(第一級保護)和分支首端(第二級也稱為末端保護)都要安裝剩餘電流探測器,並接入電氣火災監控係統,隻作火災監控報警用。

      4) 溫度檢測是以配電設備異常時發熱為基本原則而進行的。

      6 係統參數的配置

      6.1 報警值設置範圍

      本項目中現場儀表的剩餘電流報警值設置在300mA,關於剩餘電流值的設置在相關的國家標準都有詳細的規定。

      依據國家標準GB14287.2-2005中的規定,剩餘電流式電氣火災監控探測器的報警值設置範圍在20~1000mA之間。按此要求,一般把電源總進線處的剩餘電流動作值定為400~800mA,電源分支線路上的剩餘電流動作值定為100~400mA.一般在實際現場,設置剩餘電流式電氣火災監控探測器的報警值,具體地說應不小於被保護電氣線路和設備的正常運行時泄漏電流最大值的2倍,且不大於1000mA。電氣火災探測器的報警設定值應考慮配電係統及用電設備的正常泄漏電流。

      6.2 關於電纜溫升報警設定參考,根據《電力電纜設計規範》對電纜有關溫度的規定

      1) 60℃以上高溫場所應按經受高溫及其持續時間和絕緣類型要求,選用耐熱聚氯乙烯、交聯聚乙烯或乙丙橡皮絕緣等耐熱型電纜100℃以上高溫環境宜選用礦物絕緣電纜。高溫場所不宜選用普通聚氯乙烯絕緣電纜。

      2) 電纜持續允許載流量的環境溫度應按使用地區的氣象溫度多年平均值確定,並應符合規定。在戶內電纜溝敷設時,環境溫度為場所最熱月的日最高溫度平均值另加5℃.

      3) 電纜所承受溫升與敷設及散熱條件有關。

      7 主要設備參數


      浙江博舍項目電氣火災監控係統由電氣火災監控裝置Acrel-6000/B、漏電火災探測器ARCM200L-J1、漏電流互感器AKH-0.66L組成。

      7.1主要技術參數

      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,維持監控設備工作時間 ≥4小時

      工作製:

      24小時工作製

      通訊方式:

      RS485總線通訊,Modbus-RTU通信協議,傳輸距離1.2km,可通過中繼器延長通訊傳輸距離

      監控容量:

      1) 監控設備最高可監控1024(須定製)個監控單元(探測器)

      2) 可配接ARCM係列監控探測器

      監控報警項目:

      1) 剩餘電流故障(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)

      監控報警響應時間: ≤30s

      監控報警聲壓級(A計權):≥70dB/1m

      監控報警光顯示:紅色LED指示燈,紅色光報警信號應保持,直至手動複位

      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

      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) 監控設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生斷路或短路

      故障報警響應時間:≤100s

      監控報警聲壓級(A計權):≥70dB/1m

      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

      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

      故障期間,非故障回路的正常工作不受影響

      控製輸出:

      報警控製輸出:1組常開無源觸點,容量:AC250V 3A或DC30V 3A

      自檢項目:

      指示燈檢查:

      1) 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,可存儲記錄不少於2萬條

      2) 記錄查詢:根據記錄的日期、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、探測器遠程複位、設備自檢

      3) 係統管理級:實時狀態監視、事件記錄查詢、探測器遠程複位、設備自檢,監控設備係統參數查詢、監控設備各模塊單獨檢測、操作員添加與刪除

      使用環境條件:

      1) 工作場所:消防控製室內、有人值班的變配電所(配電室)、有人值班的房間內牆壁上

      2) 工作環境溫度:0℃~40℃

      3) 工作環境相對濕度:5%~95%RH

      4) 海拔高度:≤2500m

      7.2基本功能

      1) 監控報警功能:

      監控設備能接收多台探測器的漏電、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,直至按顯示屏“複位”按鈕遠程對探測器實現複位。對於聲音報警信號也可以使用顯示屏“消聲”按鈕手動消除。

      2) 故障報警功能

      通訊故障報警:當監控設備與所接的任一台探測器之間發生通訊故障時,監控畫麵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,並發出故障報警聲音。

      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並顯示故障信息,可進入相應的界麵查看詳細信息並可解除報警聲響。

      3) 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) 報警記錄存儲查詢功能

      當發生漏電、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據庫中,當報警解除、排除故障時,同樣予以記錄。曆史數據提供多種便捷、快速的查詢方法。

      5) 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,當主電源恢複正常供電時,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。

      6) 對探測器控製功能

      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複位控製。

      7) 權限控製功能

      為確保監控係統的安全運行,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。

      項目總結

      針對浙江博舍工廠類型項目,電力係統的電氣安全是其建築智能化,以及消防安全的重要組成部分。通過為其設計安裝電氣火災係統,有利於發現安全隱患、及時提醒管理者處理電力安全隱患,對火災預防有著重要的意義。本係統在廠區項目投入運行以來,幫助甲方發現和整改了多處電氣安全隱患,大大提高了工作人員的工作效率,保證了業主的日常營業的穩定有序的進行,並為也管理者的消防管理提供了科學的依據。

      電氣火災係統的設計,安裝,調試,驗收的整個過程既是對電氣安全的一次全麵的檢測,也是對用戶配電係統管理人員的一次全麵培訓,通過項目的實施和係統運用的培訓,讓本項目的電力係統管理人員能夠更加細致的了解本項目配電係統的電氣火災隱患的排除方法,提高其電氣火災防範意識和效率。

      在項目運行正常後,我方還提供了本項目電氣火災係統整套資料,資料中包括本項目電氣火災探測點的點位表,係統使用說明書等。就其中點位表而言,上麵標注了本項目中各個火災探測器安裝回路的具體名稱位置,係統正常運行後的實時數據。全套資料便於後期管理人員快速掌握係統的架構,提高係統維護效率和故障排查速度。

      參考文獻

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      作者簡介:黃豔秋,女,本科,江蘇百家樂網頁遊戲電器製造有限公司,技術工程師,主要研究方向為智能電力監控與電能管理係統

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