安科瑞高鐵站項目用電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

1 概述

1.1電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設置必要性

    通用的電工產(chǎn)品如過流過載保護電器用于執(zhí)行操作和實施保護，能夠防止由線間金屬性短路故障和長時間過載發(fā)熱或接地電弧性短路故障（漏電）引發(fā)的電氣火災，但基本上屬于被動預防。特別是對于線間端子或線路發(fā)熱溫度緩慢升高，或泄漏電流緩慢增大而引發(fā)的金屬性短路或過載故障或接地電弧性故障，不能提早有效防范。因為傳統(tǒng)的電工保護產(chǎn)品都是在定的參數(shù)下動作的，如果故障電流達不到保護開關的整定值，那么保護開關就不會動作。工程實踐中，如果設計、安裝錯誤或粗心大意，導致電工保護產(chǎn)品不匹配或施工質量差，則存在這種電氣故障的風險就比較大。有必要對這種電氣故障進行監(jiān)控、預警，因此電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)應運而生。

1.2電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設計依據(jù)

   GB 13955-2005《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》

   GB 14287-2014《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)》

   GB 50016-2006《建筑設計防火規(guī)范》

   GB 50045-1995《高層民用建筑設計防火規(guī)范》

   GB 50116-2013《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》

   JG J16-2008《民用建筑電氣設計防火規(guī)范》

1.3 Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)簡介

   安科瑞高鐵站項目用電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是用于接收剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器等現(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)適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、家重點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領域，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。

    安科瑞高鐵站項目用電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)由Acrel-6000系列監(jiān)控設備、ARCM系列監(jiān)控探測器和配套附件組成。系統(tǒng)各設備之間均采用總線（雙絞線）進行連接，施工布線簡單方便。

2 監(jiān)控設備

2.1工作電源

    ● 主電源：AC220V 50Hz（允許85%~110%范圍內變化）

    ● 備用電源：主電源低電壓或停電時，維持監(jiān)控設備工作時間≥4h

2.2工作制和傳輸方式

    24小時工作制，Modbus-RTU通訊協(xié)議，RS485半雙工總線方式，傳輸距離1km(可通過中繼器延長通訊傳輸距離)。

2.3主要參數(shù)及組成部件

    Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控設柜體式、琴臺式及壁掛式三種，其主要參數(shù)及組成部件如表1所示。

表1 主要參數(shù)及組成部件

2.4監(jiān)控設備面板元件布置及功能說明

2.4.1 柜體式（Acrel-6000/G）

圖1 柜體式監(jiān)控設備面板元件布置及功能說明

2.4.2 琴臺式（Acrel-6000/Q）

圖2 琴臺式監(jiān)控設備面板元件布置及功能說明

2.4.3 壁掛式（Acrel-6000/B）

圖3 壁掛式監(jiān)控設備面板元件布置及功能說明

2.5軟件畫面

圖4 監(jiān)控設備軟件畫面

2.6接線示意圖

2.6.1 柜體式

圖5 柜體式監(jiān)控設備接線示意圖

2.6.2 琴臺式

圖6 琴臺式監(jiān)控設備接線示意圖

2.6.3 壁掛式

圖7 壁掛式監(jiān)控設備接線示意圖

3 ARCM系列監(jiān)控探測器

3.1監(jiān)控探測器選型覽表

表2 監(jiān)控探測器選型覽表

3.2監(jiān)控探測器產(chǎn)品介

3.2.1 ARCM100型監(jiān)控探測器

圖8 ARCM100型監(jiān)控探測器

3.2.1.1 功能

    ● 具有剩余電流保護、溫度保護、過壓保護、缺相保護、過流保護等多種保護功能；

    ● 實時地對回路的三相電壓、三相電流、頻率、功率、四象限電能和基波、總諧波電能等電參量進行測量；

    ● 提供三路開關量輸入功能，可連接消防聯(lián)動信號和煙霧報警信號，高可靠性地實現(xiàn)消防系統(tǒng)通過探測器遠程控制，強制切斷故障點電源；

    ● 繼電器保護輸出：具有報警輸出和脫扣輸出的功能，同時可將開關狀態(tài)反饋到消防系統(tǒng)中；

    ● 采用先進的現(xiàn)場總線通訊技術，上位機管理軟件可以實時監(jiān)控現(xiàn)場的運行狀況，及時發(fā)出報警信息；

    ● 具有事件存儲功能，探測器能夠記錄報警發(fā)生的時間、類型、參數(shù)和相序，根據(jù)報警記錄可以分析現(xiàn)場的用電情況，為故障提供依據(jù)；

    ● 實時溫度監(jiān)控功能，對回路線纜及接點溫度進行實時檢測，傳感器斷線、短接都會發(fā)出報警信號；

    ● 掉電保護功能，當探測器處于報警狀態(tài)時遇到斷電情況，下次上電時仍然會保持斷電前的報警狀態(tài)，防止由于斷電、復位等原因導致的報警無效的情況；

    ● 適用于0.4kV電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統(tǒng)。

3.2.1.2 技術參數(shù)

表3 ARCM100型監(jiān)控探測器技術參數(shù)

3.2.1.3 外形及安裝尺寸（mm）

圖9 ARCM100型監(jiān)控探測器外形及安裝尺寸

3.2.1.4 接線端子

圖10 ARCM100型監(jiān)控探測器接線端子

3.2.2 ARCM200BL型監(jiān)控探測器

圖11 ARCM200BL型監(jiān)控探測器

3.2.2.1 功能

● 可在線監(jiān)測多路的漏電流，各相電纜溫度信號；

● 額定剩余電流動作值，脫扣延時，可根據(jù)需要靈活設置，溫度動作也可編程；

● 畫面暫留功能，漏電故障發(fā)生時該通道顯示畫面暫留，顯示該通道漏電或超溫時的值，方便上位機的故障記錄；

● 采用現(xiàn)場總線通訊技術，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。通過RS485接口，標準Modbus協(xié)議可以與各種標準系統(tǒng)相連；

● 具有事件存儲功能，監(jiān)控探測器能夠記錄報警發(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，為故障提供依據(jù)；

● 集成度高，網(wǎng)絡化，智能化程度高，動作特性合理；

● 適用于0.4kV電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統(tǒng)。

3.2.2.2 技術參數(shù)

表4 ARCM200BL型監(jiān)控探測器技術參數(shù)

3.2.2.3 外形及安裝尺寸（mm）

圖12 ARCM200BL型監(jiān)控探測器外形及安裝尺寸

3.2.2.4 接線端子

圖13 ARCM200BL型監(jiān)控探測器接線端子

3.2.3 ARCM200L型監(jiān)控探測器

圖14 ARCM200L型監(jiān)控探測器

3.2.3.1 功能

● 實時監(jiān)測剩余電流和溫度，三相電流,三相電壓,頻率,功率,四象限電能等電參量監(jiān)測（具體功能見儀表選型）；

● 具有剩余電流保護,溫度保護?？蛇x配過流保護,過壓保護,缺相保護等多種保護功能（具體功能見儀表選型）；

● 提供兩路開關量輸入功能,路用于接收開關反饋信號,路用于接收消防聯(lián)動信號；

● 提供兩路繼電器輸出功能,路用于報警輸出,路用于脫扣輸出；

● 具有事件存儲功能，探測器能夠記錄報警發(fā)生的時間、類型、參數(shù)，根據(jù)報警記錄可以分析現(xiàn)場情況，為故障提供依據(jù)；

● 采用現(xiàn)場總線通訊技術，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。通過RS485接口，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；

● 適用于0.4kV電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統(tǒng)。

注：

  --ARCM200L-I： 三相電流監(jiān)測，過流保護

  --ARCM200L-IT4：三相電流監(jiān)測，四路溫度，過流保護

  --ARCM200L-UI：三相電壓電流監(jiān)測，過壓、缺相、過流保護

  --ARCM200L-Z： 三相電壓、電流、功率、頻率、四象限電能監(jiān)測，過壓、缺相、過流保護

  --ARCM200L-Z2： 三相電壓、電流、功率、頻率、四象限電能監(jiān)測，過壓、缺相、過流保護

  --ARCM200L-J8： 八路剩余電流、兩路溫度

3.2.3.2 技術參數(shù)

表5 ARCM200L型監(jiān)控探測器技術參數(shù)

3.2.3.3 外形及安裝尺寸（mm）

圖15 ARCM200L型監(jiān)控探測器外形及安裝尺寸

3.2.3.4 接線端子

  12、13”為輔助電源；“34、35、36”為開關量輸出；“17、18”為脈沖輸出（僅限Ｚ型）；“24、25、28”為開關量輸入；“21、22、31、32”為通訊；“42、43、44”為剩余電流信號和溫度信號輸入（除J8型）。

  Z,Z2,UI,I型：“1，2，3，4”為電壓輸入信號端子（I型無此端子），IT4型：“1，2，3，4”為溫度信號輸入端；“5，6，7，8，9，10”為電流輸入信號端子。

  J8型“1～10”為八路剩余電流信號輸入（COM3為1～4路剩余電流輸入公共端；COM4為5～8路剩余電流輸入公共端）；“42、43、44”為溫度信號輸入（COM2為溫度輸入公共端）。

圖16 ARCM200L型監(jiān)控探測器接線端子

3.2.4 ARCM300型監(jiān)控探測器

圖17 ARCM300型監(jiān)控探測器

3.2.4.1 功能

  ● 可在線監(jiān)測單路或多路的漏電流，各相電纜溫度信號，每路通道具有斷線、短路檢測功能；

  ● 額定剩余電流報警動作值，脫扣延時及動作類型可根據(jù)需要靈活設置；

  ● 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，顯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，監(jiān)控探測器能夠記錄報警發(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，為故障提供依據(jù)；

  ● 采用現(xiàn)場總線通訊技術，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。通過RS485接口，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；

  ● 適用于0.4kV電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統(tǒng)。

3.2.4.2 技術參數(shù)

表6 ARCM300型監(jiān)控探測器技術參數(shù)

3.2.4.3 外形及安裝尺寸（mm）

圖18 ARCM300型監(jiān)控探測器外形及安裝尺寸

3.2.4.4 接線端子

圖19 ARCM300型監(jiān)控探測器接線端子

4 配套附件

4.1 AKH-0.66L系列剩余電流互感器

4.1.1 產(chǎn)品外觀

圖20 AKH-0.66L系列模擬型剩余電流互感器

4.1.2 互感器選型表

表7 AKH-0.66L系列模擬型剩余電流互感器選型表

注：1.更大規(guī)格預留，可訂制；

    2.若需要母排方孔型，或開口式的互感器，請另與廠家。

4.2 ARCM-NTC溫度傳感器

圖21 ARCM-NTC溫度傳感器

   溫度傳感器為—熱敏電阻NTC，它提供-10℃～120℃的溫度監(jiān)控基準，可以用來監(jiān)測線纜或配電箱體的溫度，提供溫度保護。

5 系統(tǒng)組網(wǎng)方案

5.1 大型建筑群組網(wǎng)方案

  大型建筑群，樓層高，多棟樓體分散。采用Acrel-6000/Q電氣火災監(jiān)控設備+Acrel-6000/B電氣火災監(jiān)控設備+電氣火災監(jiān)控探測器三層結構組網(wǎng)模式，便于區(qū)域化管理，采用RS-485網(wǎng)絡通訊，以太網(wǎng)通訊，滿足了通訊實時性高的要求。

圖22 大型建筑群組網(wǎng)方案

5.2 大型單體建筑群組網(wǎng)方案

  大型單體建筑，采用Acrel-6000/Q電氣火災監(jiān)控設備+電氣火災監(jiān)控探測器兩層結構組網(wǎng)模式，監(jiān)測管理功能，性價比高，采用RS-485網(wǎng)絡，通訊介質采用屏蔽雙絞線，滿足了通訊實時性高的要求。

圖23 大型單體建筑群組網(wǎng)方案

5.3 中型建筑組網(wǎng)方案

  中型單體建筑，采用Acrel-6000/B電氣火災監(jiān)控設備+電氣火災監(jiān)控探測器兩層結構組網(wǎng)模式，性價比高，采用RS-485網(wǎng)絡，滿足了通訊實時性高的要求。

圖24 中型建筑組網(wǎng)方案

5.4 小型建筑電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

  小型建筑，采用Acrel-6000/B電氣火災監(jiān)控設備進行監(jiān)控，性價比高。

圖25 小型建筑電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

6 系統(tǒng)的設計與應用

6.1 系統(tǒng)設計目標

    Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)家現(xiàn)行規(guī)范標準由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨立運行的系統(tǒng)，已通過家消防電子產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗的消防電子產(chǎn)品試驗認證，并且均通過嚴格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的正常運行，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全得到廣泛地應用。該系統(tǒng)通過對剩余電流、過電流、過電壓和溫度信號的采集與監(jiān)視，實現(xiàn)對電氣火災的早期預防和報警，當必要時還能聯(lián)動切除被檢測到剩余電流超標的配電回路；并根據(jù)用戶的需求，還可以滿足與火災自動報警系統(tǒng)或配電監(jiān)控系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)交換和共享。系統(tǒng)各設備之間均采用總線（雙絞線）進行連接，施工布線簡單方便。

6.2 系統(tǒng)設計規(guī)程

6.2.1 般規(guī)定

    6.2.1.1 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品應符合家標準：GB14287.1-2014《電氣火災監(jiān)控設備》、GB14287.2-2014 《剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器》和GB14287.3-2014 《測溫式電氣火災監(jiān)控探測器》的規(guī)定，必須獲得家消防電子產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗出具的產(chǎn)品型式檢驗報告；

    6.2.1.2 應根據(jù)電氣線路敷設和用電負荷具體情況，確定剩余電流互感器、溫度傳感器和監(jiān)控探測器的型式與規(guī)格；

    6.2.1.3 大型建筑或建筑群宜采用分散與集中相結合的控制方式，即在各消防控制室或有人值班場所設置壁掛式監(jiān)控設備，同時將各壁掛式監(jiān)控設備的故障報警信息上傳至主消防

控制的系統(tǒng)主機，統(tǒng)管理、監(jiān)測及顯示信息；

    6.2.1.4 每臺壁掛式監(jiān)控設備所配接監(jiān)控探測器的地址總數(shù)不應超過200點。

    6.2.1.5 系統(tǒng)的設置不應影響供配電系統(tǒng)的正常工作。

6.2.2 設置場所

    在高層建筑內火災危險性大、人員密集等場所宜設置電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)。

6.2.3 設置范圍

    6.2.3.1 電氣火災監(jiān)控探測器裝于0.4kV低壓配電系統(tǒng)中，用于檢測TN-C-S、TN-S及局部TT系統(tǒng)中的剩余電流、溫度等有關電氣火災隱患產(chǎn)生的電氣參數(shù)。

    6.2.3.2 剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器應以設置在低壓配電系統(tǒng)端為基本原則，宜設置在*級配電柜（箱）的出線端。在供電線路泄漏電流大于500mA 時，宜在其下級

配電柜（箱）設置。

    6.2.3.3 剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器不宜設置在IT 系統(tǒng)的配電線路和消防配電線路中。

7 系統(tǒng)施工、安裝與調試

      系統(tǒng)的施工，應按照批準的工程設計文件和施工技術方案進行，不得隨意變更；確需變更設計時，應由原設計單位負責更改并經(jīng)審圖機構審核批準。

7.1 系統(tǒng)的安裝及布線設計

      ● 電氣火災監(jiān)控設備的電源應取自自控的消防供電（AC220V）。

      ● 各監(jiān)控探測器采用現(xiàn)場供電，電源接入點應在該級斷路器的上端。

7.1.1. 配電柜（箱）內部形式的安裝設計

    般新工程在樓層設有專門樓層配電柜（箱），可將監(jiān)控探測器放在配電柜（箱）內，且離導電母線盡量遠的導軌上安裝，再將剩余電流互感器安套在電源母線上，固定牢靠，監(jiān)控探測器與剩余電流互感器之間的連線，應采用屏蔽導線。

7.1.2. 配電柜（箱）外部形式的安裝設計

    在配電柜（箱）外安裝監(jiān)控探測器，則無論是對新工程還是改造工程，都是適用的。若有專門安裝監(jiān)控探測器的防火監(jiān)控箱，裝入監(jiān)控探測器后可放在配電柜（箱）附近。同理，剩余電流互感器安套在電源母線上，固定牢靠，監(jiān)控探測器與剩余電流互感器之間的連線，應采用設置范圍屏蔽導線。對于改造工程，因為剩余電流互感器為閉合型的，所以在安裝時，不僅要注意施工還應盡量避免斷電時間過長，影響用戶的用電。

7.1.3. 配電柜（箱）成套形式的安裝設計

    若是在配電柜（箱）面板上嵌入監(jiān)控探測器，剩余電流互感器依然固定牢靠在其內，不增加防火監(jiān)控箱，也不想改動配電柜（箱）內部結構，既美觀而方便，則應在設計中明確提

出要求，由有關各方在施工圖紙會審確認批準后，可由配電柜（箱）成套廠家，充分考慮預留面板上嵌入監(jiān)控探測器孔的問題。

7.1.4. 安裝布線設計及注意事項

    產(chǎn)品在安裝布線時應采取三防措施。

    ● 產(chǎn)品應按消防用電的規(guī)格執(zhí)行。各個安裝接線端，接線時不得反接，數(shù)量不得超過2根。安裝布線時，必須嚴格區(qū)分N線和PE線，穿過剩余電流互感器的N線，不得作為PE線，不得重復接地或接設備外露可接近導體。PE線不得穿過剩余電流互感器。穿線時，導線應集中在剩余電流互感器的圓心；三根相線和中性線都要穿，中性線不得漏穿；PE線不能穿進去。具體穿線如圖29所示。

圖29 剩余電流互感器穿線示意圖

    ● 二總線安裝走線時，注意強弱電線分開走線，不允許交叉和搭線。嚴禁與動力線、照明線、視頻線、廣播線、線等穿入同金屬管內。配線應整齊，導線應綁扎成束，穿線可用阻燃PVC管、金屬管及金屬線槽。在穿管、線槽后，應將管口、槽口封堵。

    ● 監(jiān)控設備與監(jiān)控探測器之間的通訊線應采用雙絞線，建議線的橫截面不得小于1.5mm2，當系統(tǒng)應用在強干擾場所時，通訊線應采用屏蔽雙絞線，屏蔽雙絞線的屏蔽層應良好接大地。

7.2 現(xiàn)場調試項目及工作流程

7.2.1 監(jiān)控探測器安裝后的檢驗項目

  7.2.1.1 監(jiān)控探測器能探測被保護線路中的剩余電流、溫度等電氣火災危險參數(shù)的變化。

  7.2.1.2 當被保護線路中的剩余電流、溫度未達到報警值時，探測器不應發(fā)出報警信號。

  7.2.1.3 當被保護線路剩余電流達到報警設定值時，監(jiān)控探測器應在30s內發(fā)出報警信號。

  7.2.1.4 當被監(jiān)視部位溫度達到報警設定值時，監(jiān)控探測器應在30s內發(fā)出報警信號。

7.2.2 現(xiàn)場調試流程

  7.2.2.1 Acrel-6000監(jiān)控設備、監(jiān)控探測器聯(lián)接電源、通訊導線、網(wǎng)線、光纖、轉換設備、交換機設備安裝完成。

  7.2.2.2 配置監(jiān)控設備的系統(tǒng)參數(shù)（包括通訊端口，監(jiān)控探測器通訊地址等）。

  7.2.2.3 設置監(jiān)控探測器通訊地址，剩余電流報警值、溫度報警值等。

  7.2.2.4 檢查通訊是否聯(lián)通，如通訊不能聯(lián)通應檢查通訊地址及通訊聯(lián)接。

  7.2.2.5 直至通訊正常。

8 典型設計方案

8.1 次方案圖

8.1.1 市民

圖26 市民次方案圖

8.1.2 醫(yī)院

圖27 醫(yī)院次方案圖

8.1.3 公寓

圖28 公寓次方案圖

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