安科瑞 王長幸

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

摘要：建筑電氣火災(zāi)在建筑物火災(zāi)中占較大的比例，起火原因也很多，包括短路、過熱、漏電、雷擊和電氣等故障，火災(zāi)危害也較大。因此，各種原因引起的火災(zāi)都應(yīng)得到有效控制。目前，短路、過熱、雷擊等保護措施日漸成熟，而由于正常泄露電流的普遍存在，漏電往往沒有引起足夠的重視，從而導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。顯而易見，采用漏電電流檢測，給出火災(zāi)的預(yù)警報警系統(tǒng)是十分必要的。本文通過介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在海力士體驗館裝修項目中的應(yīng)用，簡析相關(guān)國家標準和設(shè)計規(guī)范，概述電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)在電氣火災(zāi)預(yù)防方面的具體架構(gòu)以及其優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：公共建筑；電氣火災(zāi)；安科瑞；漏電火災(zāi)；配電房；

0、前言

隨著我國人民生活水平的不斷提高，用電量不斷增加，但電氣火災(zāi)也隨之劇增，從而也給國家經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)造成巨大的損失。據(jù)《中國火災(zāi)統(tǒng)計年鑒》統(tǒng)計近年的火災(zāi)事故中，電氣火災(zāi)居首位，且所占比例在30%，且逐年呈上升趨勢，造成的損失十分慘重。事實上，電氣火災(zāi)已成為消防**的主要致災(zāi)因素，不僅次數(shù)多、損失大，而且多年來一直居高不下。

公共建筑電氣火災(zāi)產(chǎn)生的原因主要有以下幾個方面：

0.1 建筑物內(nèi)導(dǎo)線使用年久失修，其絕緣層老化破損。

0.2 建筑物內(nèi)導(dǎo)線安裝施工不規(guī)范，如導(dǎo)線不穿管路保護，直接埋于墻內(nèi)或置于構(gòu)件上。

0.3 娛le場所等公共活動場所在二次裝修時，亂鋪設(shè)電線，致使**火災(zāi)隱患。

0.4 導(dǎo)線施工質(zhì)量粗糙，偷工減料，使用鋼管穿線是鋼管內(nèi)壁亂掛傷導(dǎo)線絕緣層。

0.5 線路受自然條件影響，如空氣潮濕導(dǎo)致導(dǎo)線絕緣水平下降等。

本文就電氣火災(zāi)系統(tǒng)在海力士體驗館裝修項目中的應(yīng)用，簡單介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)系統(tǒng)的實際應(yīng)用和其實際意義。

1、項目概況

SK海力士半導(dǎo)體（中國）有限公司 SK海力士半導(dǎo)體（中國）有限公司是由全球半導(dǎo)體領(lǐng)頭企業(yè)之一的韓國SK海力士株式會社于2005年4月投資設(shè)立的半導(dǎo)體制造工廠，主要生產(chǎn)12英寸半導(dǎo)體集成電路芯片，應(yīng)用范圍涉及個人電腦、服務(wù)器、移動存儲等領(lǐng)域。

2、參照標準

鑒于公共建筑發(fā)生火災(zāi)容易造成/人員生命財產(chǎn)損失。為了加大電氣火災(zāi)監(jiān)控防范的力度，近年來，國家相繼制訂或修改了一批相關(guān)標準規(guī)范。相關(guān)的標準規(guī)范已經(jīng)對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)提出了具體的要求，本項目中選用的安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)系統(tǒng)的設(shè)計參照的標準主要有：

3、系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)計

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖

3.1 站控管理層

站控管理層針對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的*上層部分。安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主機充分考慮到用戶的操作習(xí)慣，和持續(xù)穩(wěn)定運行，參照的相應(yīng)的國家標準和規(guī)范。主機主要由監(jiān)控軟件、觸摸屏、UPS電源、打印機等設(shè)備組成。將現(xiàn)場的各類數(shù)據(jù)信息進行計算、分析、處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應(yīng)給終端管理人員。使管理人員能夠?qū)崟r掌握系統(tǒng)動態(tài)，且實現(xiàn)故障信息可追循，信息可導(dǎo)出等功能。

鑒于本項目中儀表點位以及數(shù)據(jù)量的規(guī)模，現(xiàn)為項目配置安科瑞Acrel-6000/B主機，本主機的具體參數(shù)見下文介紹。

3.2 網(wǎng)絡(luò)通訊層

本項目中的所有儀表須嚴格按照手拉手的形式連接，且所有的通訊總線須沿著弱電橋架鋪設(shè)。本項目的儀表分布在樓層強電間配電柜。

本項目的數(shù)據(jù)總線設(shè)計為兩根總線，獨立的總線便于后期系統(tǒng)的維護，發(fā)生漏電流報警時??可以根據(jù)后期我方提供的點檢表快速定位故障回路，快速排除故障。

現(xiàn)場電氣火災(zāi)探測器通過雙絞線（ZR-RVSP2*1.0）以手拉手方式進行通訊連接，每根總線的儀表數(shù)量在30只以內(nèi)。

3.3 現(xiàn)場設(shè)備層

本項目中主要是針對樓層配電箱的進線回路安裝安科瑞導(dǎo)軌式電氣火災(zāi)探測器ARCM300L-J1，通過導(dǎo)軌式電氣火災(zāi)探測器實時監(jiān)控配電回路的漏電流大小來顯示整個配電系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

ARCM系列剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT、TN 系統(tǒng)設(shè)計的，通過對配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度等火災(zāi)危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理，從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生，并實現(xiàn)了對多種電力參數(shù)的實時監(jiān)測,為能耗管理提供準確的數(shù)據(jù)。產(chǎn)品采用先進的微控制器技術(shù)，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化于一身，是建筑電氣火災(zāi)預(yù)防監(jiān)控、系統(tǒng)絕緣老化預(yù)估等的理想選擇。產(chǎn)品符合 GB14287.2-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第2部分：剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》的標準要求。

4、系統(tǒng)特點和工作原理

鑒于本項目的規(guī)模，項目電氣火災(zāi)檢測點位的實際情況。無論在終端剩余電流探測器還是后臺主機都是根據(jù)本項目的實際情況來進行設(shè)計的。

4.1 本項目的系統(tǒng)特點可總結(jié)為一下3點：

4.1.1 終端探測器選用面板式電氣火災(zāi)探測器，方便安裝、節(jié)省成本、便于后期維護。

4.1.2 RS485總線連接方便，可操作性強。總線布線時走的是弱電橋架，不會受到強電的影響，確保的整個系統(tǒng)的通訊穩(wěn)定。

4.1.3 考慮到本項目中儀表數(shù)據(jù)量，客戶要求。本項目的主機選用壁掛式。壁掛式主機界面簡潔，系統(tǒng)操作方便，適合本項目中的配電間環(huán)境和客戶的相關(guān)操作要求。

4.2 電氣火災(zāi)系統(tǒng)工作原理

4.2.1 剩余電流測量是根據(jù)基爾霍夫電流定律：在同一時刻，電路中流入和流出一個節(jié)點的電流矢量和為零。以TN-S系統(tǒng)為例，將A/B/C/N同時穿過剩余電流互感器，當(dāng)系統(tǒng)未發(fā)生漏電時，流入和流出剩余電流互感器的電流矢量和為零，此時，剩余電流互感器感應(yīng)出的二次電流也為0;當(dāng)某相對大地發(fā)生漏電，此時流入和流出剩余電流互感器的電流矢量和不再為零，其大小等于從大地流走的電流即漏電流。此漏電信號通過剩余電流互感器的二次接線傳輸至電氣火災(zāi)探測器，經(jīng)運算放大、A/D轉(zhuǎn)換后送入CPU，經(jīng)過一系列算法后，對變化的幅值進行分析、判斷，并與報警設(shè)定值進行比較，若超出定值則發(fā)出聲光報警信號并上送至后臺電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備。

4.2.2 終端探測器負責(zé)監(jiān)測各個回路的剩余電流值，將剩余電流值的數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機。終端探測器還負責(zé)其監(jiān)測回路剩余電流值的實時顯示，同時能夠設(shè)置限值，當(dāng)剩余電流值越限時能夠發(fā)出聲光報警，提醒管理人員及時維護、整改。

4.2.3 儀表通過RS485總線將數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機，系統(tǒng)主機將上傳數(shù)據(jù)通過圖形、報表、事件記錄等形式反映整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

5、系統(tǒng)設(shè)計注意事項和方法

5.1 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)測剩余電流和溫度兩類對象，在設(shè)計時應(yīng)注意的基本要點

5.1.1 關(guān)于剩余電流

由于剩余電流監(jiān)測的原理采用了基爾霍夫電流定律，所以，對所應(yīng)用的低壓配電系統(tǒng)形式有一定要求。目前，可以應(yīng)用剩余電流互感器的低壓配電系統(tǒng)有：TT系統(tǒng)，IT系統(tǒng)，TN-S系統(tǒng)，不能使用在TN-C系統(tǒng)中。對將要設(shè)計安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的用戶，不管是新工程或舊工程改造項目，首先要調(diào)查核實該用戶低壓配電系統(tǒng)的系統(tǒng)接地形式是什么，否則，設(shè)計安裝剩余電流互感器的點位進行檢測是根本無法施行的。

關(guān)于AC220V單相供電系統(tǒng)，剩余電流互感器只要套住L/N兩根電源線即可，但要求中性線N此后不容許再接地。對于AC380V三相供電系統(tǒng)，由于有三相三線制、三相四線制、三相五線制等使用狀況，則根據(jù)具體情況將剩余電流互感器同時套住A/B/C三相電源線，或同時套住A/B/C/N線。同理，要求中性線N此后不許再接地，保護線PE不得穿過互感器。

在系統(tǒng)接地的形式為TN-C型時工業(yè)自動化網(wǎng)，必須將其改造為TN-S型、TN-C-S型或局部TT型系統(tǒng)后，才可以安裝剩余電流檢測裝置。

5.1.2 關(guān)于溫度

溫度測量與系統(tǒng)接地的形式無關(guān)，主要考慮包括線纜在內(nèi)的低壓配電裝置中關(guān)鍵部位的溫度，一般在二級保護的線路中應(yīng)用。溫度探頭Pt100可采用接觸式布置法，當(dāng)被檢測對象為絕緣體時，宜將探測器的溫度傳感器直接設(shè)置在被探測對象的表面。當(dāng)被檢測對象為配電柜內(nèi)部溫度變化時，可采用非接觸式布置，靠近發(fā)熱部件。

5.2 系統(tǒng)設(shè)計中的點位分配

根據(jù)國家標準GB13955-2005《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》4.4條中關(guān)于分級保護的規(guī)定，安裝剩余電流火災(zāi)監(jiān)控裝置時，點位分配原則的步驟是：

5.2.1 研究分析被控低壓AC380V配電線路的相關(guān)圖紙，將建筑電氣的分布情況調(diào)查核實，確定配電設(shè)備(如配電柜、箱、盤、電纜等重要設(shè)備)的位置，把每一個監(jiān)控探測器分配到相應(yīng)的配電設(shè)備上，以此來確定探測器的數(shù)量，避免重設(shè)浪費。

5.2.2 確定分級保護。為了縮小發(fā)生人身電ji事故和接地故障切斷電源時引起的停電范圍，通常在供電線路的不同地點安裝三級(或兩級)不同容量的剩余電流保護裝置，以形成分級保護。根據(jù)用電負載及線路情況，一般分兩級或三級保護，適用于城鎮(zhèn)和農(nóng)村**級和**級保護。

其中，重要線路應(yīng)包括安防、消防、應(yīng)急電源、通道照明線路及不容許停電的重要場所。

5.2.3 二級保護中，所有開關(guān)處都要設(shè)置安裝剩余電流火災(zāi)監(jiān)控探測器，即在線路的電源端(**級保護)和分支首端(**級也稱為末端保護)都要安裝剩余電流探測器，并接入電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，只作火災(zāi)監(jiān)控報警。

5.2.4 溫度檢測是以配電設(shè)備異常時發(fā)熱為基本原則而進行的。

1)變壓器低壓側(cè)出線端子、變壓器體溫(風(fēng)溫、油溫、水溫)測試點、負荷開關(guān)觸頭。

2)各配電柜(箱)的進出母線接點、自動開關(guān)(斷路器、刀開關(guān))觸頭、大電流導(dǎo)線集中部位、線纜駁接點。

3)母聯(lián)柜主接點、刀開關(guān)觸頭。

4)補償電容器接線端子、轉(zhuǎn)換開關(guān)觸頭。

5.2.5 根據(jù)點位安裝總數(shù)，再選擇相應(yīng)的壁掛。

6、系統(tǒng)參數(shù)的配置

6.1 報警值設(shè)置范圍

本項目中現(xiàn)場儀表的剩余電流報警值設(shè)置在600mA，關(guān)于剩余電流值的設(shè)置在相關(guān)的國家標準都有詳細的規(guī)定。

依據(jù)國家標準GB14287.2-2014中的規(guī)定，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的報警值設(shè)置范圍在20~1000mA之間。按此要求，一般把電源總進線處的剩余電流動作值定為400~800mA，電源分支線路上的剩余電流動作值定為100~400mA.一般在實際現(xiàn)場，設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的報警值，具體地說應(yīng)不小于被保護電氣線路和設(shè)備的正常運行時泄漏電流*大值的2倍，且不大于1000mA。電氣火災(zāi)探測器的報警設(shè)定值應(yīng)考慮配電系統(tǒng)及用電設(shè)備的正常泄漏電流。

6.2 關(guān)于電纜溫升報警設(shè)定參考，根據(jù)《電力電纜設(shè)計規(guī)范》對電纜有關(guān)溫度的規(guī)定

6.2.1 60℃以上高溫場所應(yīng)按經(jīng)受高溫及其持續(xù)時間和絕緣類型要求，選用耐熱聚氯乙烯、交聯(lián)聚乙烯或乙丙橡皮絕緣等耐熱型電纜100℃以上高溫環(huán)境宜選用礦物絕緣電纜。高溫場所不宜選用普通聚氯乙烯絕緣電纜。

6.2.2 電纜持續(xù)允許載流量的環(huán)境溫度應(yīng)按使用地區(qū)的氣象溫度多年平均值確定，并應(yīng)符合規(guī)定。在戶內(nèi)電纜溝敷設(shè)時，環(huán)境溫度為場所*熱月的日高溫度平均值另加5℃.

6.2.3 電纜所承受溫升與敷設(shè)及散熱條件有關(guān)。

7、主要設(shè)備參數(shù)

通華科技大廈裝修工程項目由電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置Acrel-6000/B、漏電火災(zāi)探測器ARCM300L-J1漏電流互感器AKH-0.66L組成。關(guān)于儀表和互感器在此就不多做介紹，相關(guān)資料可登陸安科瑞查詢。

 7.1主要技術(shù)參數(shù)

7.1.1 電源：

① 額定工作電壓AC220V（-15% ～ +10%）

② 備用電源：主電源欠壓或停電時，維持監(jiān)控設(shè)備工作時間 ≥4小時

7.1.2 工作制：

24小時工作制

7.1.3 通訊方式：

RS485總線通訊，Modbus-RTU通信協(xié)議，傳輸距離1.2km，可通過中繼器延長通訊傳輸距離

7.1.4 監(jiān)控容量：

① 監(jiān)控設(shè)備高可監(jiān)控1024（須定制）個監(jiān)控單元（探測器）

② 可配接ARCM系列監(jiān)控探測器

監(jiān)控報警聲信號：可手動消除，當(dāng)再次有報警信號輸入時，能再次啟動

綜上所述，漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)能準確檢測電氣線路的故障和異常狀態(tài)，能發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)的火災(zāi)隱患，及時報警提醒人員去消除這些隱患。從建筑物**角度講，建筑物漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計是十分重要的內(nèi)容。從長遠看漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)可作為火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)，從而實現(xiàn)真正意義上的強弱電優(yōu)化結(jié)合，構(gòu)成完善的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。

作者簡介：王長幸(1985-)，女，江蘇安科瑞電器制造有限公司 ,漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)