漏電火災報警系統(tǒng)淺析

戴金花

　　江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 201801

　　摘要：漏電火災事故在我國火災事故中所占比例居高不下，漏電火災報警系統(tǒng)能及時發(fā)現(xiàn)電氣線路的火災隱患，具有廣闊的應用前景。文章結合工程應用實際，簡要論述了漏電火災報警系統(tǒng)的工作原理和功能，并結合ACREL6000火災監(jiān)控系統(tǒng)，詳細講解了典型系統(tǒng)應用的設計框架及運作。

　　關鍵詞：漏電 火災報警系統(tǒng) 剩余電流

　　前言：　目前隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，我國的人均用電量日益大幅度增加，電氣火災也隨之劇增，給國家經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)造成巨大損失。全國火災統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明電氣火災事故造成的直接財產(chǎn)損失占總火災損失的40 %左右。我國的電氣火災大部分是由短路引起的。低壓配電線路及電氣設備由于線路老化和機械損傷，絕緣性能下降而產(chǎn)生漏電。漏電可引起電弧、電火花，電弧的異常高溫達2 000 ℃以上，幾百毫安漏電的電弧能量就足以引燃周圍的可燃物而引起電氣火災。漏電火災報警系統(tǒng)能準確監(jiān)控電氣線路的故障和異常狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)電氣火災的火災隱患，提醒人員去消除這些隱患。

　　1漏電火災報警系統(tǒng)的原理和功能：

　　1.1漏電火災報警系統(tǒng)設計原理

　　漏電火災報警系統(tǒng)一般由一臺探測報警器主機和若干個漏電電流互感器、控制模塊經(jīng)二總線組成。當被保護線路中發(fā)生接地漏電電流時，探測器測到報警信號，傳送給控制模塊，通過二總線網(wǎng)絡傳輸主機發(fā)出聲光報警信號;主機顯示屏同時顯示報警線路，記錄并保存報警和控制信息，值班人員可在主機處遠程操作切斷電源或派人到現(xiàn)場排除故障。實現(xiàn)對各保護對象的線路和用電設備的漏電情況進行集中監(jiān)控和管理。

　　1. 2　漏電火災報警系統(tǒng)應具有的功能

　　(1) 探測漏電電流、過電流等信號。

　　(2) 發(fā)出聲光信號報警，準確報出故障線路地址，監(jiān)視故障點的變化。

　　(3) 儲存各種故障和操作試驗信號，信號存儲時間不應少于365 d。

　　(4) 顯示系統(tǒng)電源狀態(tài)，如果有必要還可以切斷漏電線路上的電源，并顯示其狀態(tài)。

　　2漏電火災報警系統(tǒng)設計的規(guī)范依據(jù)

　　2.1設計規(guī)范

　　(1) 文獻[ 3 ]明確提出“建筑物電源端的剩余電流保護裝置應滿足防電氣火災的功能要求”，對在建筑物內安裝剩余電流動作火災監(jiān)控裝置及動作參數(shù)作了明確規(guī)定。

　　(2) 文獻[ 4 ]規(guī)定：高層建設內火災危險性大、人員密集等場所宜設置漏電火災報警系統(tǒng)。文獻[5 ]規(guī)定在按一、二級負荷供電的消防用電設備的場所和其它危險性較大的場所宜設置。文獻[4 ]和文獻[ 5 ]雖然采用“宜設置”，但根據(jù)規(guī)范對宜是“在條件許可時首先應這樣做”的用詞解釋，在當前電氣火災多發(fā)、形勢嚴峻且漏電火災報警技術已是非常成熟、系統(tǒng)產(chǎn)品大量生產(chǎn)的情況下，普及應用漏電火災報警技術既是必要也是可行的。

　　2. 2設計有關要求

　　(1) 系統(tǒng)額定漏電電流動作值的確定。額定漏電電流動作值的確定應準確合理，避免誤動作或擴大停電范圍。額定漏電電流動作值應考慮正常運行時的最大泄漏電流，并留有充分余地。配電線路正常運行時的泄漏電流，包括線路本身的泄漏電流和用電設備的泄漏電流兩部分，兩者之和即為確定額定剩余動作電流與校驗額定剩余不動作電流的依據(jù)。

　　文獻[ 3 ]規(guī)定：“選用的剩余電流保護裝置的額定剩余不動作電流,應不小于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。”在選用漏電控制模塊的額定動作電流時，應不小于電氣線路和設備的正常泄漏電流的最大值的2 倍。并且可根據(jù)被保護線路及設備的實際情況進行調整。一般二級漏電報警電流值在600～800 mA ，三級漏電報警電流值在200～400 mA 范圍內。

　　(2) 配電級數(shù)的選定。為對配電系統(tǒng)進行有效監(jiān)控，準確判斷出故障線路地址及時發(fā)現(xiàn)隱患部位，應根據(jù)建筑用電負荷和線路的具體情況,確定采用二級或三級保護。一般二級開關處都要安裝漏電電流探測器。

　　(3) 斷路器脫扣與報警。系統(tǒng)設計應標明動作電流的作用是報警還是作用于斷路器脫扣，如未標明則定為報警。對消防用電設備無論是過電流還是漏電均不能作用于斷路器脫扣，只能進行報警。

　　(4) 電源設計。漏電火災報警系統(tǒng)屬于消防設備，監(jiān)控設備的主電源應采用消防電源。設計時應遵循以下原則：一級負荷用戶應按一級負荷要求供電，二級負荷用戶應按二級負荷要求供電。給監(jiān)控設備供電的兩個電源或兩回線路，應在最末一級配電箱處自動切換。監(jiān)控設備可配有UPS 裝置，且UPS 的容量滿足監(jiān)控設備的要求。

　　3漏電火災報警系統(tǒng)結構框架：

　　本文將以Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)為例著重介紹漏電火災報警系統(tǒng)的組成框架及實際運用。

　　Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司公司自主研發(fā)的用于接收剩余電流式電氣火災探測器等現(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)應用于大型商場、生活小區(qū)、生產(chǎn)基礎、辦公大樓、商場酒店等區(qū)域的消防控制中心，對分散在建筑內的探測器進行遙測、遙調、遙控、遙信，方便實現(xiàn)監(jiān)控與管理。本系統(tǒng)采用標準的Modbus現(xiàn)場總線將具有通信功能的探測器相互連接起來，當現(xiàn)場保護線路中的被探測參數(shù)超過報警設定值時，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。

　　3.1本系統(tǒng)分布主要采用計算機分布網(wǎng)路結構

　　1)站控管理層

　　站控管理層針對電氣火災監(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)的最上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設備，如監(jiān)控主機、顯示器、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)轉發(fā)。為系統(tǒng)內或外部提供數(shù)據(jù)接口，進行系統(tǒng)管理、維護和分析工作。

　　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，保證站控管理層設備的正常運行。

　　2)網(wǎng)絡通訊層

　　通訊介質：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)場設備與上位機的實時通訊。

　　3)現(xiàn)場設備層

　　現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要為ARCM300-JI剩余式電氣火災監(jiān)控探測器?？杀O(jiān)測單路漏電流，各相電纜溫度信號，每路通道具有斷線、短路檢測功能;標準35mm導軌式安裝， LCD顯示;畫面暫留功能，漏電故障發(fā)生時，該通道顯示畫面暫留，表示該通道漏電或超溫時的值，方便上位機的故障記錄;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)場的用電情況，為消除故障提供依據(jù);采用現(xiàn)場總線通信技術，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。標準MODBUS協(xié)議可以與各種標準系統(tǒng)相連;集成度高，網(wǎng)絡化，智能化程度高，動作特性合理。

　　現(xiàn)場總線連接的分布式I/O控制器構成數(shù)據(jù)采集終端，向數(shù)據(jù)中心上傳采集的數(shù)據(jù)。測量儀表擔負著最基層的數(shù)據(jù)采集任務，其監(jiān)測的數(shù)據(jù)必須完整、準確并實時傳送至監(jiān)控主機。便于運行人員監(jiān)控現(xiàn)場設備運行狀態(tài)，故障報警等情況，有效預防火災事故發(fā)生。

　　3.2系統(tǒng)運作

　　本套上位機軟件Acrel-6000電氣火災系統(tǒng)。主要有以下功能特點：友好的人機界面，可實時和定時采集現(xiàn)場設備的剩余電流數(shù)據(jù)和溫度、并有報警提示聲光報警等功能。客戶可根據(jù)實際需要對報警溫度值、漏電流值進行設置，報警故障解除時，可遠方進行復位。系統(tǒng)可對報警事件、日期、報警值、越線值進行記錄，并生成報表，可對報警事件記錄進行打印。

　　1)故障信息提示

　　當監(jiān)控設備檢測到設備故障時，監(jiān)控設備將發(fā)出如下信息：

　　l 運行監(jiān)視主界面的故障單元顯示黃色背景;

　　l 運行監(jiān)視主界面顯示實時故障提示信息，信息內容包括：時間，設備位置，設備編號，故障信息(顯示界面如下圖所示);

　　l 在“實時信息顯示區(qū)”中，“故障信息”顯示紅色;

　　l 監(jiān)控設備黃色故障指示燈點亮、發(fā)出故障提示音。

　　2)報警信息提示及復位

　　當監(jiān)控設備檢測到報警時，監(jiān)控設備將發(fā)出如下信息：

　　l 運行監(jiān)視主界面的報警單元顯示紅色背景;

　　l 運行監(jiān)視主界面顯示實時報警提示信息，信息內容包括：時間，設備位置，設備編號，報警信息;

　　l 在“實時信息顯示區(qū)”中，“報警信息”顯示紅色;

　　l 報警控制輸出端子輸出報警信號;

　　l 監(jiān)控設備紅色報警指示燈點亮、發(fā)出報警提示音。

　　3)報警記錄查詢

　　通過點擊【數(shù)據(jù)】菜單下的“報警記錄查詢”進入如下圖所示的報警記錄(動作信息查詢)界面。用戶于該界面內可查詢任意時段內相應報警或動作類型下的記錄，操作方式為選擇起始日期、結束日期、查詢類型后點擊查詢按鈕即可。

　　4)端口管理

　　該管理功能只有“系統(tǒng)管理級”可進行操作。

　　“系統(tǒng)管理級”權限登錄系統(tǒng)后，通過點擊【維護】菜單下的“端口管理”可進入如下圖所示的端口管理界面。該界面可修改各通道所對應的通訊端口、通訊速率及使用狀態(tài)。

　　結束語：漏電火災報警系統(tǒng)具有廣闊的應用前景。在實際工程中，要通過完善產(chǎn)品性能、提高設計、施工質量、嚴格驗收等有效措施，真正起到預防電氣火災的目的。

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　　作者簡介：

　　戴金花，女，本科，江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電，Email: 2880157871@qq.com 手機：15052183915 QQ:2880157871