電氣火災(zāi)監(jiān)控云平臺在建筑防火中的研究與應(yīng)用

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 

摘要：為解決建筑防火中的電氣火災(zāi)監(jiān)控問題，本文結(jié)合某建筑實(shí)際情況，對其電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行深入分析, 

提出設(shè)備選型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安裝等內(nèi)容，以期為相關(guān)人員提供參考。 

關(guān)鍵詞：建筑防火；電氣火災(zāi)；電氣火災(zāi)監(jiān)控

 

      如今，建筑電氣設(shè)備種類和數(shù)量都在不斷增多，這在豐富建筑使用功能的同時(shí)，增加了火災(zāi)隱患。要想有效預(yù)防建筑電氣火災(zāi)，在火災(zāi)發(fā)生后立即通過監(jiān)控和自動(dòng)控制切斷設(shè)備，能有效控制火災(zāi)的發(fā)展和蔓延，并減小由此造成的損失。 

 

      某建筑地上共14層，設(shè)1層地下室，總建筑面積1.51萬m'。對于該建筑，其消防設(shè)備屬于一級負(fù)荷；二級負(fù)荷包括電梯（非消防）、水泵與樓梯間照明；除以上一級和二級負(fù)荷外的負(fù)荷均屬于三級負(fù)荷。該建筑變電所位于地下一層，為滿足建筑用電量要求，需在低壓配電柜中對消防用電回路進(jìn)行預(yù)留；低壓側(cè)電源采用交流三相四線220/380V,其配電系統(tǒng)為單母線分段形式；干線配電方式為樹干式，主要負(fù)荷與容量相對較大的動(dòng)力負(fù)荷均為放射式配電?，F(xiàn)以該建筑為例，對其電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)做如下深入分析。 

 

      在建筑中，一旦發(fā)生電氣火災(zāi)，則其隱患的分布將極為分散，基于此，對電氣火災(zāi)監(jiān)控而言，需要將集中監(jiān)控設(shè)備與現(xiàn)場處理設(shè)備充分結(jié)合到一起，形成集散式系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)勢在于通過對剩余電流的實(shí)時(shí)檢測，確定各監(jiān)控點(diǎn)實(shí)際剩余電流，基本不會對原配電系統(tǒng)造成任何影響，且系統(tǒng)比較單一和靈活，無論是新建、改建還是擴(kuò)建項(xiàng)目，都可以使用。除此之外，采用集散式系統(tǒng)還能結(jié)合實(shí)際需要，有針對性地增減監(jiān)控點(diǎn)，保證靈活性。

      在設(shè)備選型過程中，應(yīng)優(yōu)先考慮技術(shù)先進(jìn)且經(jīng)濟(jì)合理的類型。通過對上述各因素的綜合考慮，在本次設(shè)計(jì)工作中，主要選擇由施耐德萬高公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。其中，剩余電流探測裝置選擇WEFP-T系列產(chǎn)品，用于對安裝地點(diǎn)實(shí)際剩余電流進(jìn)行檢測，檢測到的信號傳輸?shù)絎EFP-J；現(xiàn)場處理設(shè)備選擇WEFP-J系列產(chǎn)品，對安裝地點(diǎn)實(shí)際剩余電流實(shí)施檢測后，將得到的信號傳輸?shù)絎EFP-S；集中監(jiān)控設(shè)備選擇WEFP-S系列產(chǎn)品，用于對所有探測裝置實(shí)施集中管理。 

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安裝 

3.1剩余電流探測裝置及現(xiàn)場處理設(shè)備 

      裝置的安裝主要分成以下兩種情況： 

      （1）對于剩余電流探測裝置，一般在低壓柜各線路出線處進(jìn)行安裝。每個(gè)WEFP-J都能同時(shí)接收多個(gè)剩余電流探測裝置傳輸?shù)男盘?，同時(shí)對其進(jìn)行顯示，并通過通信線為WEFP-S傳遞信 

號。

      （2）如果將剩余電流探測裝置安裝在進(jìn)箱斷路器之后，則其作用原理和與WEFP-J之間的關(guān)系將和在低壓柜中進(jìn)行的基本相同?？紤]到各樓層中層箱之間的距離相對較遠(yuǎn)，故WEFP-J僅對一路信號進(jìn)行接收與傳送，在對這些信號予以現(xiàn)場顯示和報(bào)警的同時(shí)，將其傳輸?shù)絎EFP-S。

3.2集中監(jiān)控設(shè)備 

      整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)與系統(tǒng)的WEFP-S都需要依靠專門的管理軟件來實(shí)現(xiàn)集中管理目標(biāo)。系統(tǒng)的集中監(jiān)控設(shè)備需要在消防控制室中進(jìn)行安裝，能對各監(jiān)控點(diǎn)的主要參數(shù)進(jìn)行顯示，包括三相電流、電壓和溫度等；在顯示參數(shù)的同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)報(bào)警，包括過流過壓、欠壓、超溫、剩余電流，當(dāng)然也能根據(jù)需求增加其他報(bào)警。 

3.3監(jiān)控系統(tǒng) 

      按照現(xiàn)行建筑防火規(guī)范提出的要求，建筑應(yīng)做好電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的合理設(shè)置，同時(shí)該系統(tǒng)要滿足以下幾個(gè)方面要求：其一，監(jiān)控主機(jī)以PC計(jì)算機(jī)為主，并采用組態(tài)管理軟件；其二，在樓層箱處進(jìn)行測點(diǎn)的布置，且所有測點(diǎn)都能對三相電流、電壓與剩余電流等信息進(jìn)行采集，同時(shí)要能在計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)顯示；其三，當(dāng)過流、過壓、欠壓與剩余電流超出允許范圍時(shí)，應(yīng)能立即報(bào)警；其四，二總線宜選擇雙色雙絞線ZR-RVSP 2 x 1.5mm2,以便于和報(bào)警系統(tǒng)的通信線路實(shí)現(xiàn)共管敷設(shè)；其五，WEFP-S和相應(yīng)的操作計(jì)算機(jī)都應(yīng)在消防值班室進(jìn)行設(shè)置。 

      除此之外，在對剩余電流檢測結(jié)果報(bào)警值進(jìn)行設(shè)定的過程中，要對固有剩余電流予以充分考慮。在配電系統(tǒng)當(dāng)中，無論是用電設(shè)備還是長距離線路，均有一定剩余電流，即固有剩余電流。針對這部分電流，需在監(jiān)控時(shí)將其排除在外?；诖?，需在探測裝置中通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)施，用檢測到的電流值與固有剩余電流相減，相減后的結(jié)果才是系統(tǒng)重點(diǎn)監(jiān)控對象。要將固有剩余電流準(zhǔn)確寫入到監(jiān)控系統(tǒng)中，但對固有剩余電流而言，并不是一個(gè)固定的值，和配電系統(tǒng)所包含的用電設(shè)備數(shù)量及空氣濕度等很多因素都有關(guān)聯(lián)，這會給系統(tǒng)報(bào)警值的設(shè)定造成很大不便。通過連續(xù)觀察與測量，固有剩余電流和線路長度及系統(tǒng)接入的用電設(shè)備總數(shù)有關(guān)，雖然其他因素也會造成影響，但只會引起小幅的波動(dòng)現(xiàn)象。基于此，在對固定剩余電流進(jìn)行設(shè)定的過程中，可直接根據(jù)系統(tǒng)投入，使用時(shí)對應(yīng)的實(shí)測值確定，也可通過參數(shù)估算的方式確定。 線路的單位長度固有剩余電流如表1所示。 

表1線路的單位長度固有剩余電流(單位：mA/km )

      熒光燈：當(dāng)安裝于金屬構(gòu)件時(shí)，固有剩余電流為0.1mA；當(dāng)安裝于木質(zhì)或者混凝土構(gòu)件時(shí)，固有剩余電流為0.02mA。家用電器：對于手握式丨級設(shè)備，其固有剩余電流不超過0.75mA； 

      對于固定式I級設(shè)備，其固有剩余電流不超過3.5mA；對于II級設(shè)備，其固有剩余電流不超過0.25mA；對于I級電熱設(shè)備，其固有剩余電流不超過0.75 ~ 5.0mA。對于計(jì)算機(jī)，移動(dòng)式計(jì)算機(jī)的固有剩余電流為1.0mA,固定式計(jì)算機(jī)的固有剩余電流為3.5mA,組合式計(jì)算機(jī)的固有剩余電流為15.0mA。

 

4.1安科瑞用電云平臺介紹

      Acrelcloud-6000用電云管理系統(tǒng)能夠?qū)κＳ嚯娏鳌⒃O(shè)備溫度、故障電弧等電氣故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)警、記錄，并且通過云端的遠(yuǎn)程控制。設(shè)備與云端的通訊方向不受限制，能上傳數(shù)據(jù)、透傳指令，并時(shí)間顯示實(shí)時(shí)狀態(tài)。通過對上傳至云端的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為用戶提供火災(zāi)隱患的相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠及早的發(fā)現(xiàn)問題并實(shí)施排查，避免火災(zāi)的發(fā)生。另一方面，云平臺提供超大容量的信息儲存及穩(wěn)定的服務(wù)，提升了服務(wù)質(zhì)量，對用戶的長遠(yuǎn)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。此外，該系統(tǒng)通過集中監(jiān)控，使得數(shù)據(jù)通過每個(gè)節(jié)點(diǎn)的4G網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端集中式管理和監(jiān)控，主控端布置于城市消防大隊(duì)，從而能夠?qū)Σ杉男畔⑦M(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理。

 

具體功能如下：

      （1）用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)包含用電管理云平臺、電腦終端顯示系統(tǒng)、手機(jī)APP、漏電探測器、漏電互感器、電流互感器等。

      （2）用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)平臺能展示剩余電流、溫度、電流等電氣參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線、歷史數(shù)據(jù)與變化曲線、實(shí)時(shí)報(bào)警數(shù)據(jù)等，能實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場服務(wù)次數(shù)、排除隱患數(shù)、未排除隱患數(shù)、報(bào)警未處理數(shù)、常規(guī)巡檢及產(chǎn)品維護(hù)等數(shù)據(jù)，監(jiān)管數(shù)據(jù)能保存十年以上。

      （3）手機(jī)APP軟件同時(shí)具有IOS版本和安卓版本，能通過手機(jī)APP對每條報(bào)警記錄進(jìn)行呼叫，便于緊急情況下能盡快通知用電單位。

      （4）能對各個(gè)單位及設(shè)備的電氣運(yùn)行情況進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)和分析評估，并隨時(shí)展示電氣運(yùn)行分析報(bào)告。

      （5）監(jiān)控探測終端產(chǎn)品滿足國家法律法規(guī)和有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（GB14287.2《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》和GB14287.3《測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》）的要求，并通過國家消防產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測檢驗(yàn)提供的消防3C認(rèn)證。

      （6）漏電探測器能同時(shí)探測剩余電流、四路溫度、三相電流等參數(shù)值，并能通過無線以移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)接入用電監(jiān)管系統(tǒng)平臺。

4.2產(chǎn)品選型

4.2.1漏電火災(zāi)監(jiān)控探測器

 

4.2.2故障電弧探測器

      安科瑞故障電弧產(chǎn)品型號代碼為AAFD，共有兩種電流等級，可監(jiān)測回路故障電弧的發(fā)生，并及時(shí)預(yù)警，提醒用戶處理，防止電弧導(dǎo)致的火災(zāi)的發(fā)生。

      AAFD可配合AF-GSM400使用并接入用電平臺，該產(chǎn)品不可在同一臺AF-GSM400下與ARCM混接。如圖：

4.2.3限流式保護(hù)器

      安科瑞限流式保護(hù)器型號代碼為ASCP200-1，有三種電流等級，可監(jiān)測回路短路過載等故障信息，發(fā)生故障時(shí)預(yù)警和產(chǎn)生滅弧效果，防止電弧導(dǎo)致的火災(zāi)的發(fā)生。

      ASCP200-1可配合AF-GSM400使用并接入用電平臺，也能夠通過插入SIM卡直接上傳到平臺。

      以下是ASCP200-1的主要功能：

      短路保護(hù)功能。保護(hù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測用電線路電流，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號。

      過載保護(hù)功能。當(dāng)被保護(hù)線路的電流過載且過載持續(xù)時(shí)間超過動(dòng)作時(shí)間（3…60秒可設(shè)）時(shí)，保護(hù)器啟動(dòng)限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號。

      表內(nèi)超溫保護(hù)功能。當(dāng)保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過高時(shí)，保護(hù)器啟動(dòng)超溫限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號。

      過、欠壓保護(hù)功能。當(dāng)保護(hù)器檢測到線路電壓過壓或欠壓時(shí)，保護(hù)器發(fā)出聲光報(bào)警信號，可預(yù)先設(shè)置是否啟動(dòng)限流保護(hù)。

      配電線纜溫度監(jiān)測功能。當(dāng)被監(jiān)測線纜溫度超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器發(fā)出聲光報(bào)警信號，可預(yù)先設(shè)置是否啟動(dòng)限流保護(hù)。

      漏電流監(jiān)測功能。當(dāng)被監(jiān)測的線路漏電超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器發(fā)出聲光報(bào)警信號，可預(yù)先設(shè)置是否啟動(dòng)限流保護(hù)。

      保護(hù)器具有1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4.2.4剩余電流互感器

 

4.2.5AF-GSM400-2G/4G無線上傳模塊

      AF-GSM400-2G/4G/CE模塊是一款2G/4G有線無線模塊，該無線模塊為用電云平臺模塊。

      AF-GSM400接入每塊儀表所需流量為20M/月，單個(gè)模塊可以接入30塊儀表。默認(rèn)上傳間隔2分鐘，如發(fā)生報(bào)警，會實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)。

4.2.6溫度傳感器

      溫度傳感器為一熱敏電阻NTC，它提供0-120°的溫度監(jiān)控基準(zhǔn)，可以用來監(jiān)測線纜或配電箱體的溫度，提供溫度保護(hù)。

 

 

      綜上所述，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)大多在建筑中容易發(fā)生電氣火災(zāi)且火災(zāi)發(fā)生后危險(xiǎn)性相對較大的地方設(shè)置；監(jiān)控系統(tǒng)按照三級保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，除了要盡可能減小事故面，還應(yīng)便于事故點(diǎn)的查找；對于建筑一級保護(hù)，只作為報(bào)警信號，如果剩余電流超過設(shè)定值，則立刻斷電，避免還沒有形成火災(zāi)直接大面積斷電，導(dǎo)致混亂和恐慌。

 

[1]黃云祥.電氣火災(zāi)監(jiān)控在建筑防火中的應(yīng)用分析［J］.今日消防，2021, 6 (02 ) ： 124-125.

[2]費(fèi)海新.電氣火災(zāi)監(jiān)控在建筑防火中的應(yīng)用研究.

[3]安科瑞用電管理云平臺手冊.2020.02版.

作者簡介：劉細(xì)鳳，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事用電的研發(fā)與應(yīng)用。