电气火灾监控云平台在建筑防火中的研究与应用

    摘要:为解决建筑防火中的电气火灾监控问题,本文结合某建筑实际情况,对其电气火灾监控系统进行深入分析, 
    提出设备选型、系统设计及安装等内容,以期为相关人员提供参考。 
    关键词:建筑防火;电气火灾;电气火灾监控
     
    0  引言
          如今,建筑电气设备种类和数量都在不断增多,这在丰富建筑使用功能的同时,增加了火灾隐患。要想有效预防建筑电气火灾,在火灾发生后立即通过监控和自动控制切断设备,能有效控制火灾的发展和蔓延,并减小由此造成的损失。 
     
    1  建筑概况 
          某建筑地上共14层,设1层地下室,总建筑面积1.51万m'。对于该建筑,其消防设备属于一级负荷;二级负荷包括电梯(非消防)、水泵与楼梯间照明;除以上一级和二级负荷外的负荷均属于三级负荷。该建筑变电所位于地下一层,为满足建筑用电量要求,需在低压配电柜中对消防用电回路进行预留;低压侧电源采用交流三相四线220/380V,其配电系统为单母线分段形式;干线配电方式为树干式,主要负荷与容量相对较大的动力负荷均为放射式配电。现以该建筑为例,对其电气火灾监控系统做如下深入分析。 
     
    2  设备选型 
          在建筑中,一旦发生电气火灾,则其隐患的分布将较为分散,基于此,对电气火灾监控而言,需要将集中监控设备与现场处理设备充分结合到一起,形成集散式系统。该系统的优势在于通过对剩余电流的实时检测,确定各监控点实际剩余电流,基本不会对原配电系统造成任何影响,且系统比较单一和灵活,无论是新建、改建还是扩建项目,都可以使用。除此之外,采用集散式系统还能结合实际需要,有针对性地增减监控点,保证灵活性。
          在设备选型过程中,应**考虑技术先进且经济合理的类型。通过对上述各因素的综合考虑,在本次设计工作中,主要选择由施耐德万高公司生产的产品。其中,剩余电流探测装置选择WEFP-T系列产品,用于对安装地点实际剩余电流进行检测,检测到的信号传输到WEFP-J;现场处理设备选择WEFP-J系列产品,对安装地点实际剩余电流实施检测后,将得到的信号传输到WEFP-S;集中监控设备选择WEFP-S系列产品,用于对所有探测装置实施集中管理。 
    3 系统设计及安装 
    3.1剩余电流探测装置及现场处理设备 
          装置的安装主要分成以下两种情况: 
          (1)对于剩余电流探测装置,一般在低压柜各线路出线处进行安装。每个WEFP-J都能同时接收多个剩余电流探测装置传输的信号,同时对其进行显示,并通过通信线为WEFP-S传递信 
    号。
          (2)如果将剩余电流探测装置安装在进箱断路器之后,则其作用原理和与WEFP-J之间的关系将和在低压柜中进行的安全基本相同。考虑到各楼层中层箱之间的距离相对较远,故WEFP-J仅对一路信号进行接收与传送,在对这些信号予以现场显示和报警的同时,将其传输到WEFP-S。
    3.2集中监控设备 
          整个监控系统与系统的WEFP-S都需要依靠专门的管理软件来实现集中管理目标。系统的集中监控设备需要在消防控制室中进行安装,能对各监控点的主要参数进行显示,包括三相电流、电压和温度等;在显示参数的同时,还能实现报警,包括过流过压、欠压、**温、剩余电流,当然也能根据需求增加其他报警。 
    3.3监控系统 
          按照现行建筑防火规范提出的要求,建筑应做好电气火灾监控系统的合理设置,同时该系统要满足以下几个方面要求:其一,监控主机以PC计算机为主,并采用组态管理软件;其二,在楼层箱处进行测点的布置,且所有测点都能对三相电流、电压与剩余电流等信息进行采集,同时要能在计算机上实时显示;其三,当过流、过压、欠压与剩余电流**出允许范围时,应能立即报警;其四,二总线宜选择双色双绞线ZR-RVSP 2 x 1.5mm2,以便于和报警系统的通信线路实现共管敷设;其五,WEFP-S和相应的操作计算机都应在消防值班室进行设置。 
          除此之外,在对剩余电流检测结果报警值进行设定的过程中,要对固有剩余电流予以充分考虑。在配电系统当中,无论是用电设备还是长距离线路,均有一定剩余电流,即固有剩余电流。针对这部分电流,需在监控时将其排除在外。基于此,需在探测装置中通过适当的设施,用检测到的电流值与固有剩余电流相减,相减后的结果才是系统重点监控对象。要将固有剩余电流准确写入到监控系统中,但对固有剩余电流而言,并不是一个固定的值,和配电系统所包含的用电设备数量及空气湿度等很多因素都有关联,这会给系统报警值的设定造成很大不便。通过连续观察与测量,固有剩余电流和线路长度及系统接入的用电设备总数有关,虽然其他因素也会造成影响,但只会引起小幅的波动现象。基于此,在对固定剩余电流进行设定的过程中,可直接根据系统投入,使用时对应的实测值确定,也可通过参数估算的方式确定。 线路的单位长度固有剩余电流如表1所示。 

    表1线路的单位长度固有剩余电流(单位:mA/km )

    0


    荧光灯:当安装于金属构件时,固有剩余电流为0.1mA;当安装于木质或者混凝土构件时,固有剩余电流为0.02mA。家用电器:对于手握式丨级设备,其固有剩余电流不**过0.75mA; 
          对于固定式I级设备,其固有剩余电流不**过3.5mA;对于II级设备,其固有剩余电流不**过0.25mA;对于I级电热设备,其固有剩余电流不**过0.75 ~ 5.0mA。对于计算机,移动式计算机的固有剩余电流为1.0mA,固定式计算机的固有剩余电流为3.5mA,组合式计算机的固有剩余电流为15.0mA。
     
    4  安科瑞安全用电云平台及选型
    4.1安科瑞安全用电云平台介绍
          Acrelcloud-6000安全用电云管理系统能够对剩余电流、设备温度、故障电弧等电气故障进行实时监控、报警、记录,并且通过云端的远程控制。设备与云端的通讯方向不受限制,能上传数据、透传指令,并时间显示实时状态。通过对上传至云端的数据进行分析,为用户提供火灾隐患的相关数据,能够及早的发现问题并实施排查,避免火灾的发生。另一方面,云平台提供**大容量的信息储存及稳定的服务,提升了服务质量,对用户的长远发展具有战略意义。此外,该系统通过集中监控,使得数据通过每个节点的4G网络传输至云端集中式管理和监控,主控端布置于城市消防大队,从而能够对采集的信息进行统一的监控和管理。
    具体功能如下:
          (1)安全用电监管服务系统包含安全用电管理云平台、电脑终端显示系统、手机APP、漏电探测器、漏电互感器、电流互感器等。
          (2)安全用电监管服务系统平台能展示剩余电流、温度、电流等电气安全参数的实时监测数据及变化曲线、历史数据与变化曲线、实时报警数据等,能实时显示现场服务次数、排除隐患数、未排除隐患数、报警未处理数、常规巡检及产品维护等数据,监管数据能保存十年以上。
          (3)手机APP软件同时具有IOS版本和安卓版本,能通过手机APP对每条报警记录进行呼叫,便于紧急情况下能尽快通知用电单位。
          (4)能对各个单位及设备的电气安全运行情况进行自动统计和分析评估,并随时展示电气安全运行分析报告。
          (5)监控探测终端产品满足国家法律法规和有关技术标准(GB14287.2《剩余电流式电气火灾监控探测器》和GB14287.3《测温式电气火灾监控探测器》)的要求,并通过国家消防产品质量监测检验中心提供的消防3C认证。
          (6)漏电探测器能同时探测剩余电流、四路温度、三相电流等参数值,并能通过无线以移动通讯网络接入安全用电监管系统平台。
    4.2产品选型
    4.2.1漏电火灾监控探测器
    0


    4.2.2故障电弧探测器
          安科瑞故障电弧产品型号代码为AAFD,共有两种电流等级,可监测回路故障电弧的发生,并及时预警,提醒用户处理,防止电弧导致的火灾的发生。
          AAFD可配合AF-GSM400使用并接入安全用电平台,该产品不可在同一台AF-GSM400下与ARCM混接。如图:
    0

    4.2.3限流式保护器
          安科瑞限流式保护器型号代码为ASCP200-1,有三种电流等级,可监测回路短路过载等故障信息,发生故障时预警和产生灭弧效果,防止电弧导致的火灾的发生。
          ASCP200-1可配合AF-GSM400使用并接入安全用电平台,也能够通过插入SIM卡直接上传到平台。
          以下是ASCP200-1的主要功能:
          短路保护功能。保护器实时监测用电线路电流,当线路发生短路故障时,能在150微秒内实现快速限流保护,并发出声光报警信号。
          过载保护功能。当被保护线路的电流过载且过载持续时间**过动作时间(3…60秒可设)时,保护器启动限流保护,并发出声光报警信号。
          表内**温保护功能。当保护器内部器件工作温度过高时,保护器启动**温限流保护,并发出声光报警信号。
          过、欠压保护功能。当保护器检测到线路电压过压或欠压时,保护器发出声光报警信号,可预先设置是否启动限流保护。
           配电线缆温度监测功能。当被监测线缆温度**过报警设定值时,保护器发出声光报警信号,可预先设置是否启动限流保护。
           漏电流监测功能。当被监测的线路漏电**过报警设定值时,保护器发出声光报警信号,可预先设置是否启动限流保护。
          保护器具有1路RS485接口,1路2G无线通讯,可以将数据发送到后台监控系统,实现远程监控。
    4.2.4剩余电流互感器
    0

    4.2.5AF-GSM400-2G/4G无线上传模块
          AF-GSM400-2G/4G/CE模块是一款2G/4G有线无线模块,该无线模块为安全用电云平台**模块。
          AF-GSM400接入每块仪表所需流量为20M/月,单个模块可以接入30块仪表。默认上传间隔2分钟,如发生报警,会实时上传数据。
    4.2.6温度传感器
    0

           温度传感器为一热敏电阻NTC,它提供0-120°的温度监控基准,可以用来监测线缆或配电箱体的温度,提供温度保护。
     
     
    5结语 
          综上所述,电气火灾监控系统大多在建筑中*发生电气火灾且火灾发生后危险性相对较大的地方设置;监控系统按照三级保护标准,除了要尽可能减小事故面,还应便于事故点的查找;对于建筑一级保护,只作为报警信号,如果剩余电流**过设定值,则立刻断电,避免还没有形成火灾直接大面积断电,导致混乱和恐慌。
     
    参考文献
    [1]黄云祥.电气火灾监控在建筑防火中的应用分析[J].今日消防,2021, 6 (02 ) : 124-125.
    [2]费海新.电气火灾监控在建筑防火中的应用研究.
    [3]安科瑞安全用电管理云平台手册.2020.02版.


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