淺談電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在民用建筑中的應用

安科瑞 鮑靜君

　　【摘要】2005年開始,國家 2005年開始,國家吸取國外先進經(jīng)驗,逐步推廣建筑電氣火災預報警技術(shù)。目前,市場上的建筑電氣火 災監(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,一般施工人員對基礎技術(shù)細節(jié) 不太了解。而且,系統(tǒng)在國內(nèi)還未普及,相應的規(guī)范、標準配套不足,產(chǎn)品進入市場的門檻較低,造成施工人員在產(chǎn)品選用上疑惑較多,影響到系統(tǒng)的推廣和應用。本文結(jié)合大型工程的實踐,研究和總結(jié)了系統(tǒng)設備的型。

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

　　一、前言

　　我司承接的某超大型民用項目,建筑電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的信息點多。達到732個,且布置分散。施工人員通過大量的資料收集和技術(shù)論證,進行系統(tǒng)的選型。提高性價比，節(jié)約使用、維護、升級的費用。使工程在經(jīng)濟效益方面取得了良好的效果,，并總結(jié)出民用建筑電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)選型方法。

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

　　二、總線形式的選擇

　　總線架構(gòu)和通信方式是報警響應時間重要的決定因素,建筑電氣火災監(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、建筑電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)總線首先應具有自檢功能,正常情況下,不間斷地對各部件進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,就是要具有實時響應功能,當探測點監(jiān)控參數(shù)超出設定值,存在火災隱患．系統(tǒng)需立即報警提醒管理人員去除隱患。在一般規(guī)模的工程中,三種總線形式的響應時間差別并不明顯,但是工程規(guī)模大系統(tǒng)監(jiān)控點較多時.靠巡檢才能發(fā)現(xiàn)報警的總線機制,響應時間就相對較低。

　　2、CAN總線與RS485總線比較,在訪問機制、通訊速度、節(jié)點容量、通訊距離和可靠性上都有突出的優(yōu)勢。由于CAN總線節(jié)點容量大.傳輸距離遠,整個系統(tǒng)的配套設備會簡單很多,使用和維護上的優(yōu)勢很大。如果工程對系統(tǒng)實時性、可靠性要求高的情況下.應首先選用。

　　3、選用建議。以上比較只是針對總線特性,并不能說明不同建筑電氣火災監(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)應用比較成熟,通過軟硬件的配置.可以增加節(jié)點數(shù)量、傳輸距離,增強數(shù)據(jù)可靠性。而且.總線的選型還需參考其他因素．例如獨立式監(jiān)控探測器如果需要接入火災報警系統(tǒng)總線時,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,還要綜合考慮工程規(guī)模,設計要求,配套產(chǎn)品，工程成本等一系列因素,達到性價比的組合。

　　三、監(jiān)控探測器的選型

　　建筑電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是服務于常規(guī)供電網(wǎng)絡的系統(tǒng),為確保整個供電系統(tǒng)的可靠性,其加入不能對原供電系統(tǒng)的供電方式進行改動。

　　在市場上出現(xiàn)的電氣火災監(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模塊上.具有包括剩余電流探測、報警功能在內(nèi)的多和擴展功能,有些甚至集漏電、短路、過載、過壓、欠壓、缺相、延時送電、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)復雜、故障率偏高、產(chǎn)品品和不全.增加了供電系統(tǒng)不可?？康囊蛩?施工人員應慎重選用。

　　為了不影響供電系統(tǒng)的正常工作.應首先選用監(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對監(jiān)控探測器進行選型。

　　1、現(xiàn)場報警及顯示功能

　　在小型工程中，不設立監(jiān)控主機，采用獨立式監(jiān)控探測器時,按照《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)》的要求:探測器應具有工作狀態(tài)指示燈和自檢功能，在報警時應發(fā)出聲、光報警信號,并予以保持，直至手動復位。這樣可以使現(xiàn)場人員能更直接地得到報警信息。 而非獨立式的監(jiān)控探測器與監(jiān)控設備連用，由于可以在監(jiān)控主機上集中顯示和報警，部分產(chǎn)品就取消了現(xiàn)場報警及顯示的功能，這樣在使用時，現(xiàn)場不易及時發(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，非獨立式的監(jiān)控探測器也應根據(jù)實際的使用情況，考慮是否應配備現(xiàn)場報警及顯示功能的產(chǎn)品，為管理人員查找故障點，查詢監(jiān)測的狀態(tài)量、報警及操作過程的記錄提供方便。

　　2、電流互感器的設置方式

　?。?）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)點是接線少，整合度 高、使用方便；缺點：由于探測器接入到供電線路中，導致配電 線路接點增多，仍是改變了原供電系統(tǒng)的連續(xù)性，探測器若發(fā)生故障會影響正常供電。而且，由于電源線通過探測器進出， 要改動配電箱線路，改造工程中難以應用。

圖4-1 接線式探測器

　?。?）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，互感器通過信號線 與探測器連接。優(yōu)點：不串入配電系統(tǒng)，為安裝提供了很好的靈活，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用。缺點：監(jiān)控探測器與互感器之間需要敷設信號線。

　　接線示意圖                                   實物圖

　　圖4-2 外置互感器式探測

　　3、多通道式探測器

　　在一個探測器上可接入2個及以上的電流互感器、溫度傳感 器，同時監(jiān)控多個供電回路。每個通道有獨立的地址、設置、報 警和輸出，適用于多個需要監(jiān)控的回路較為集中的地方，可以大幅節(jié)省投資。特別是當工程不需要過電流探測功能時，每個監(jiān)測回路可以減少三個電流互感器的信號輸入端口，系統(tǒng)的集成度就可以提高，推薦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， 由于每個監(jiān)控點的信號輸入端口多，就難以配置多通道式探測器，所以應根據(jù)工程實際情況選擇。

　　四、監(jiān)控設備的選擇

　　建筑電氣火災監(jiān)控產(chǎn)品的可靠性是系統(tǒng)的選型關(guān)鍵，系統(tǒng)的漏報率、誤報率是衡量產(chǎn)品可靠性重要的指標之一。施工單位在產(chǎn)品報審時，可以在以下方面對監(jiān)控設備進行選型：

　　1、系統(tǒng)形式

　?。?）市場上一些品牌的監(jiān)控主機采用上位機工作站（普通 的臺式電腦）+專用管理軟件的形式，優(yōu)點是：配置方便，硬件成 本低，軟件升級容易。但會受到普通計算機病毒的威脅（U盤病 毒、蠕蟲病毒等），從而需要加裝殺毒軟件與防火墻，在計算機 處理病毒時會占用CPU、內(nèi)存等資源，使用不當還會引發(fā)系統(tǒng)崩 潰，也有可能造成監(jiān)控數(shù)據(jù)的遺失。

　?。?）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)為專用系統(tǒng)，系統(tǒng)硬件為實現(xiàn)該功 能專門開發(fā)，針對性強；監(jiān)控軟件固化在主機ROM芯片中,具有穩(wěn) 定性好、處理速度快、無操作系統(tǒng)漏洞風險、不受計算機病毒影 響等特性。與一般監(jiān)控設備中所采用單片機技術(shù)和工控機等方式 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監(jiān)控系統(tǒng)使用中居中心地位，它負責整個系統(tǒng)的完全運行。軟件功能也是區(qū)分市場高底端產(chǎn)品的重 要標準之一。建筑電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)可獨立設置，也可與火災自動報警系統(tǒng)或BA系統(tǒng)集成，如果工程設計有相關(guān)要求，施工單位還需與其他科協(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)測點不多，建筑電氣火災危險性不高的場所，與火災自動報警系統(tǒng)或BA系統(tǒng)集成，可充分利用設備和人力資源，便于集中統(tǒng)一管理，節(jié)省大量投資；在工程規(guī)模大，建筑電氣火災危險性高的場所，為了保證系統(tǒng)的可靠性，還需考慮選用獨立設置的嵌入式系統(tǒng)。

　　五、安科瑞電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

　　1.電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

　　Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是用于接收剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器等現(xiàn)場設備信號，以實現(xiàn)對被保護電氣線路的報警、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)適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域，對分散在建筑內(nèi)的探測器進行遙測、遙調(diào)、遙控、遙信，方便實現(xiàn)監(jiān)控與管理。

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

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

　　2.電氣火災監(jiān)控裝置

　　ARCM系列組合式電氣火災監(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)中的聲譽電流、溫度等電 氣參數(shù)，從而預防電氣火災的發(fā)生。當被保護線路中監(jiān)控裝置參數(shù)超過報警設定值時，能產(chǎn)生報警和控制信號，以便去除剩余電流 引起的電氣火災隱患。產(chǎn)品采用RS485或二總線進行通訊，可以與其它監(jiān)控報警器、監(jiān)控單元或監(jiān)控主機聯(lián)合組成火災監(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《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)》的標準。

　　2.1 電氣火災監(jiān)控探測器功能闡述

　　智慧用電在線監(jiān)控裝置是針對 0.4kV 以下的 TT、TN 系統(tǒng)設計的智能電力裝置，具有單、三相交流電測量、四象限電能計量、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，通過對配電回路的剩余電流、導線溫度等火災危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理。

　　3 主要防火設備—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）對接入線路中的故障電弧（包括故障并聯(lián)電弧、故障串聯(lián)電弧）進行檢測，當檢測到線路中存在引起火災的故障電弧時，可以進行現(xiàn)場的聲光報警，并將報警信息傳輸給上端監(jiān)控設備，以實現(xiàn)預警火災發(fā)生的目的。

　　3.2 產(chǎn)品選型

　　項目指標

　　型號AAFD-40

　　輔助電源額定電壓AC 220V

　　功耗正常監(jiān)視狀態(tài)≤5VA

　　監(jiān)控報警故障電弧報警，AC 40A以下的負載

　　輸入電壓額定值：AC 400V

　　輸入電流額定值：AC 40A及以下

　　開關(guān)量輸出一路無源常開觸點，觸點容量AC220V/1A，DC30V/1A

　　通訊485通訊：Modbus-RTU協(xié)議

　　事件記錄20條報警和開關(guān)記錄

　　安裝方式35mm導軌式安裝

　　使用環(huán)境工作溫度：-10℃~+55℃；相對濕度：≤0.95不結(jié)露

　　儲存溫度范圍-20℃～+70℃

　　顯示LCD液晶顯示

　　產(chǎn)品符合國標GB 14287.4-2014