铜仁凤凰机场电气火灾监控系统的设计及应用

时间：2019-12-24

吴小函

安科瑞电气股份有限公司上海嘉定

安科瑞电气是一家为环保评估、环保检测、环保设备分表计量、环保设备用电监测等项目服务的企业。
摘要：本文简述了电气火灾监控系统的组成原理，分析了电气火灾监控系统在应用中的设计依据和相关规范。最后通过安科瑞剩余电流式电气火灾监控系统在铜仁凤凰机场的实例介绍，阐述了电气火灾监控系统功能的实现及其重要意义。
关键词：电气火灾；剩余电流式电气火灾监控探测器；电气火灾监控设备；Acrel-6000/B；凤凰机场。

0 概述
铜仁凤凰机场位于贵州省铜仁市大兴高新区与湖南省湘西土家族苗族自治州凤凰县阿拉营镇境内，地处黔、湘、渝交界处。机场50%左右的土地面积在湖南省凤凰县境内，距铜仁市21公里、凤凰县30公里、湘西州府吉首市85公里，以150公里为半径，可履盖全国14个集中连片特困地区之一的武陵山区，涉及3个省区市8个地区的41个县市。
本项目为铜仁凤凰机场改扩建工程，使用了ARCM300-J1剩余电流式火灾探测器68只，安装于航站楼的配电箱内。现场火灾探测器采用总线方式接至就近的数据采集箱，通过数据采集箱内的RS485集线器将信号放大，然后经过RS485总线传输到消控中心内的Acrel-6000/B壁挂式电气火灾监控系统。本系统具有安装运输方便、性价比高、维护方便等优点。

1 参考标准
       近年来，国家为了加大电气火灾监控防范的力度，相继制订或修改了一批相关标准规范，加强对电气火灾的预防。主要有：
       (1)．GB50016-2014《建筑设计防火规范》，在条文11.2.7里规定:下列场所宜设置剩余电流动作电气火灾监控系统。这些场所包括各种类型的影剧院、馆所、仓库、住宅小区、医院、商店、学校等等。
       (2)．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”。
       (3)．电气火灾监控系统的产品应满足:GB14287.1-2014《电气火灾监控设备》、 GB14287.2-2014《剩余电流式电气火灾监控探测器》、GB14287.3-2014《测温式电气火灾监控探测器》
       (4)．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》
       (5)．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
       (6)．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)

2 系统组成
根据国家标准GB14287-2014《电气火灾监控系统》以及相关规范《电气火灾监控系统的设计方法》，则电气火灾监控系统的基本组成应包括：电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器以及测温式电气火灾监控探测器等三个较基本产品种类所组成。
剩余电流式电气火灾监控系统采用分层分布式结构，由站控管理层、网络通讯层和现场设备层组成。各电气火灾监控探测器通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入壁挂式主机。

系统组网结构

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，也是系统的较上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备，如触摸屏、UPS电源等组成。监测系统软件对现场各类数据信息计算、分析、处理，并以图形、数显、声音、指示灯等方式反应现场运情况。
       监控主机：用于数据采集、处理和数据转发。为系统内或外部提供数据接口，进行系统管理、维护和分析工作。
       UPS：保证计算机监测系统的正常供电，在整个系统发生供电问题时，保证站控管理层设备的正常运行。
       后台监控设备设置在消控中心。
2）网络通讯层
       通讯介质：系统主要采用屏蔽双绞线，以RS485接口，MODBUS通讯协议实现现场设备与上位机的实时通讯。
3）现场设备层
       现场设备层是数据采集终端，主要为ARCM300-J1剩余式电气火灾监控探测器。ARCM300型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。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 GB14287.2-2014《电气火灾监控系统 *2部分：剩余电流式电气火灾监控探测器》的标准要求。
       现场总线连接的分布式I/O控制器构成数据采集终端，向数据中心上传采集的数据。测量探测器担负着较基层的数据采集任务，其监测的数据必须完整、准确并实时传送至监控主机。便于运行人员监控现场设备运行状态，故障报警等情况，有效预防火灾事故发生。

3系统特点和工作原理
       电气火灾监控系统的特点在于剩余电流监控方面属于前期预报警系统。与传统火灾自动报警系统不同，电气火灾监控系统早期报警是为了避免损失，而传统火灾自动报警系统是为了减少损失。所以，这就是说为什么不管是新建或是改建工程项目，尤其是已经安装了火灾自动报警系统的单位，仍需要安装电气火灾监控系统的根本原因。
       电气火灾监控系统测量剩余电流和温度两个物理量。
       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**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。
       温度测量采用温度传感器，一般采用Pt100传感器进行测量。该种类型的温度传感器测温稳定、量程范围大，适合在现场监测线缆温度和环境温度使用。当温度发生变化时，Pt100自身阻值发生同比例变化，将该电阻信号传输到电气火灾探测器，经过一系列信号转化和运算后，将较终结果同温度报警定值进行比较，若**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。

4 系统介绍
Acrel-6000电气火灾监控系统是本公司*的用于接收剩余电流式电气火灾探测器等现场设备信号，以实现对被保护电气线路的报警、监视、控制、管理的运行于计算机的工业级硬件/软件系统。本系统应用于大型商场、生活小区、生产基础、办公大楼、商场酒店等区域的消防控制中心，对分散在建筑内的探测器进行遥测、遥调、遥控、遥信，方便实现监控与管理。本系统采用标准的Modbus现场总线将具有通信功能的探测器相互连接起来，当现场保护线路中的被探测参数**过报警设定值时，能发出报警信号、控制信号，能指示报警部位并保存报警信息。

词条
词条说明
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