浅谈电气火灾监控系统在高层建筑的应用

时间：2023-07-04作者：安科瑞电气股份有限公司浏览：337

摘要：通过介绍上海某高层建筑电气火灾监控系统设计情况，对电气火灾监控系统工作特点和具体设计内容进行说明，同时提出一些设计过程中需注意的事项，供业内人士借鉴，以期增进对电气火灾监控系统设计的重视，更加合理地应用电气火灾监控系统来预防电气火灾的发生。
关键词：电气火灾监控系统；设计；图纸
0、引言
       随着经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，用电量成倍增长，电气火灾也随之剧增，从而给国民经济和人民生命财产造成巨大损失。据统计，电气火灾大部分是由电气线路的接触性电弧短路直接或间接引起的，其中配电线路老化、线缆绝缘破损、导线裸露造成漏电是主要原因。因此，对配电线路漏电引起的电气火灾隐患进行及时有效的监控是防止电气火灾频发的必要措施。目前，新建的高层建筑按照防火设计规范都要采用剩余电流式电气火灾监控系统，国内很多生产厂家已有比较成熟的系列产品。
      下面对上海某高层建筑的电气火灾监控系统设计情况作一简单介绍。该项目为上海某安科瑞的附属用房，地上22层，地下1层，主要用电设施为照明用电、应急照明用电、空调用电及消防设施用电。本项目选用上海光华电控设备有限公司生产的GH1-E100*监控系统。
1、设计依据


(1)GB50016—2006建筑设计防火规范；

(2)GB14287.1—2005电气火灾监控设备；

(3)GB14287.2—2005剩余电流式电气火灾监控探测器；

(4)GB14287.3—2005测温式电气火灾监控探测器；

(5)GB50045—95(2005版)高层民用建筑设计防火规范；

(6)JGJ16—2008民用建筑电气设计规范；

(7)GB13955—2005剩余电流动作保护装置的安装和运行。

2、系统的基本组成和设备选型
        根据国家标准GB14287—2005《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》(暂行规定),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3个*基本产品。


       本项目选用的GH1-E100*监控系统由*监控主机和现场器件(电气火灾监控器、电气火灾探测器)通过总线连接组成，可方便地配合工程电力系统设计，构成多级实时监控保护系统，能全面监控可能引发电气火灾和人身安全事故的电力系统各种异常或故障，如漏电、过流、温度过高、过电压、欠电压、中线电流过大、缺相和失电等。系统结构形式如图1所示。



由图中可以看出，*监控主机设于消防控制室内，电气火灾监控器和探测器安装在被监控的配电箱柜内，监控主机与监控器之间通过总线(5类UTP)进行通信，而探测器与监控器之间通过内部信号总线相连。
       电气火灾监控器种类很多，其产品类型和监控报警功能如表1所示。



根据每个配电箱需保护的配电回路情况，选择表中不同类型的监控器。本项目中选用的监控器类型为GH1-B1和GH1-B2两种。
       同样，电气火灾探测器也有几种，其产品型号和采样项目如表2所示。应根据配电回路需采样的项目以及线路的类型(指进线或出线采用电缆还是铜排)来选择相应的探测器，同时与相应的监控器配套组成1个监控节点。本项目中选用的探测器类型分别为表2中的前3种型号，其电流规格分别对应于被控配电回路的电流值。



探测器的点位分布
        首先要分析低压配电系统的相关图纸，了解配电干线的形式和有关设备的负荷等级，根据分级保护的原则来确定需要监控的部位。本项目的配电干线为电缆放射式与树干式相结合的形式，消防设备、应急照明和通信系统用电为一级负荷，其余为二级负荷。因此，除了部分PZ30箱外，所有配电箱柜均需安装电气火灾探测器。具体包括各楼层的照明配电箱、应急照明配电箱、空调动力配电箱和有关消防设备配电箱等。
施工图的设计
       由于电气火灾监控系统是比较新型的工程内容，同时，国家相关规范还不是很完善，因此很多项目的电气火灾监控系统设计图.纸不够全面。笔者查阅了很多设计图纸，发现问题比较多，甚至有些项目只有一张电气火灾监控的系统图再加上一点施工说明，有些在配电柜系统图上添加了监控器和探测器的内容，但是大部分缺少平面布置图，这给现场施工带来不少困难。根据笔者在该项目中设计和施工的经验来看，施工图至少应该包括：电气火灾监控系统图和设计说明、被控配电柜系统图、平面布置图、火灾监控节点图等。
4.1电气火灾监控系统图和设计说明
       应根据楼层情况，详细反映系统的结构类型和内容，每一个被控配电柜(即监控节点)在系统图中标明，尽可能将每个监控节点所选用的监控器和探测器规格型号标注清楚。同时要反映出*监控主机的形式和位置，明确系统的容量和总线回路的数量等。系统图的大致情形可参照图1来布置。
       设计说明一般应包括：系统结构形式的说明、系统总线的配管配线形式、管线敷设要求、监控器漏电流设定情况的说明、现场监控器和探测器的安装形式(柜内安装或者柜外安装)、有关安装需注意的问题等，另外需要做一张设备清单和图例表。
4.2被控配电柜系统图
       该系统图一般是在强电的配电柜系统图基础上进行添加修改，*终与强电配电柜系统图合用。其图纸数量较多，每一个不同的配电柜均需出图。完成后的配电柜系统图如图2所示，限于篇幅，图中只显示了该系统图的局部内容。图中已经标明了该配电柜选用的监控器和探测器的规格型号。






图2配电柜系统图的局部图形
4.3平面布置图
       平面布置图也比较简单，一般在强电的配电平面图基础上绘制，将原图中的桥架管线等删除，只保留配电柜图形和编号，再根据弱电井位置及各被控配电柜位置进行管线连接。注意应与系统图对照复核，不要遗漏配电柜。平面图中的管线全部为统一形式(一般为KBG20线管和5类UTP线缆),因此可以省掉每处管线的标注，只需在图纸下方做个管线敷设情况说明即可。此处需强调的是，由于系统总线采用级联方式，每个监控节点处只能有1个输入和1个输出，因此要合理安排总线的走向，既要节约投资，又要便于施工。
4.4火灾监控节点图
      火灾监控节点图比较简单，数量也很少，主要是反映配电柜内监控器和探测器的安装情况，如监控器的供电方式、探测器与监控器的信号线类型等。一般应根据选用的监控器类型分别绘制相应的节点图。实际操作中一般将该图放入电气火灾监控系统图中，不单独出图。图3为单回路监控器GH1-B1的节点图。
5电气火灾监控系统的安装
       根据系统的特点，电气火灾监控系统的安装一般可分为2部分，其一是监控器和探测器在配电柜内的安装，其二是现场的管线敷设和接线。前者要与配电柜生产厂家密切配合，后者与一般的电气安装项目基本相同。









图3火灾监控节点图
5.1监控器和探测器在配电柜内的安装
       由于监控器一般安装在配电柜门上，而探测器要穿过配电回路并固定在柜内，因此*好把这2项设备交由配电柜厂家安装。在确定好配电柜供应商后，施工单位应首先与配电柜厂家仔细复核配电柜系统图，明确各配电柜中配电回路的形式(电缆型还是铜排型),提交监控器和探测器的规格型号以及外形尺寸。在配电柜的生产过程中，厂家就可以把这2项设备在柜内安装固定好，作为1个成品配电柜送到施工现场，完全省掉工程现场的复杂安装程序，同时避免了配电柜内线缆、铜排重新拆卸和安装可能带来的故障隐患。
5.2现场管线敷设和接线
       相对于其他设备安装工程来说，电气火灾监控系统的现场安装很简单。首先管线数量比较少，其次管线种类单一。注意总线的管线不要与其他强电或弱电线路混在一起；5类UTP线缆敷设时，在配电箱内需预留足够长度；在压接好RJ45水晶头后，用测线仪测试线路，合格后在柜内绑扎好；柜门内侧布置需美观牢靠，不影响柜内元器件。据说现在有些生产厂家开始开发用RS485总线来替代现有的5类UTP线缆，同时采用插接式端子块接线，这将使得现场线缆的敷设和接线更为方便快捷。
6、安科瑞电气火灾监控系统
6.1概述
       Acre1-6000电气火灾监控系统，是根据国家现行规范标准由安科瑞电气股份有限公司研发的全数字化独立运行的系统，已通过国家消防电子产品质量监督检验中心的消防电子产品试验认证，并且均通过严格的EMC电磁兼容试验，保证了该系列产品在低压配电系统中的安全正常运行，现均已批量生产并在全国得到广泛地应用。该系统通过对剩余电流、过电流、过电压、温度和故障电弧等信号的采集与监视，实现对电气火灾的早期预防和报警，当必要时还能联动切除被检测到剩余电流、温度和故障电弧等标的配电回路;并根据用户的需求，还可以满足与AcreIEMS企业微电网管理云平台或火灾自动报警系统等进行数据交换和共享。
6.2应用场合
       适用于智能楼宇、医院、高层公寓、宾馆、饭店、商厦、工矿企业、国家重点消防单位以及石油化工、文教卫生、、电信等领域。
6.3系统结构






6.4系统功能
1）监控设备能接收多台探测器的剩余电流、温度信息，报警时发出声、光报警信号，同时设备上红色“报警”指示灯亮，显示屏指示报警部位及报警类型，记录报警时间，声光报警一直保持，直至按设备的“复位”按钮或触摸屏的“复位”按键远程对探测器实现复位。对于声音报警信号也可以使用触摸屏“消声”按键手动。



2）当被监测回路报警时，控制输出继电器闭合，用于控制被保护电路或其他设备，当报警后，控制输出继电器释放。
3）通讯故障报警：当监控设备与所接的任一台探测器之间发生通讯故障或探测器本身发生故障时，监控画面中相应的探测器显示故障提示，同时设备上的黄色“故障”指示灯亮，并发出故障报警声音。电源故障报警：当主电源或备用电源发生故障时，监控设备也发出声光报警信号并显示故障信息，可进入相应的界面查看详细信息并可解除报警声响。



4）当发生剩余电流、温报警或通讯、电源故障时，将报警部位、故障信息、报警时间等信息存储在数据库中，当报警解除、排除故障时，同样予以记录。历史数据提供多种、快速的查询方法。



6.5配置方案





7、结束语
       通过对上海某项目电气火灾监控系统工程设计和安装调试整个过程的总结，结合实施过程中遇到的各种情况，同时学习和研究国家相关规范，笔者对电气火灾监控系统工程的设计和施工有了比较清晰的认识。希望通过本文与业内人士交流，共同提高设计水平。
参考文献
[1]徐锡生.浅谈高层建筑电气火灾监控系统的设计.江苏柏诚工程股份有限公司.
[2]安科瑞消防应急照明和疏散指示系统/防火门监控系统/消防设备电源监控系统/电
气火灾监控系统选型手册.2022.05版


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