淺析電氣火災監控系統在民用建筑中的應用

【摘要】2005年開(kāi)始,國家 2005年開(kāi)始,國家吸取*經(jīng)驗,逐步推廣建筑電氣火災預報警技術(shù)。目前,市場(chǎng)上的建筑電氣火 災監控系統產(chǎn)品眾多,但是技術(shù)性能上參差不齊。系統屬于建筑智能化產(chǎn)品,一般施工人員對基礎技術(shù)細節 不太了解。而且,系統在國內還未普及,相應的規范、標準配套不足,產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的門(mén)檻較低,造成施工人員在產(chǎn)品選用上疑惑較多,影響到系統的推廣和應用。本文結合大型工程的實(shí)踐,研究和總結了系統設備的型。

【關(guān)鍵詞 】：區預總線(xiàn)形式的選擇；監控探測器的選擇；監控設備的選擇；電氣火災探測器；ARCEL-6000

一、前言

我司承接的某超大型民用項目,建筑電氣火災監控系統的信息點(diǎn)多。達到732個(gè),且布置分散。施工人員通過(guò)大量的資料收集和技術(shù)論證,進(jìn)行系統的選型。有效提高性?xún)r(jià)比，節約使用、維護、升級的費用。使工程在經(jīng)濟效益方面取得了良好的效果,，并總結出有效的民用建筑電氣火災監控系統選型方法。

施工技術(shù)人員在選型過(guò)程中,對系統的智能技術(shù)細節不必都去吃透。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明,只需參考系統的一些基本特性,就可以正確的進(jìn)行系統選型。

二、總線(xiàn)形式的選擇

總線(xiàn)架構和通信方式是報警響應時(shí)間重要的決定因素,建筑電氣火災監控系統常用的總線(xiàn)形式和性能比較如表3-1.

表3-1 系統總線(xiàn)形式和性能比較

1、建筑電氣火災監控系統總線(xiàn)首先應具有自檢功能,正常情況下,不間斷地對各部件進(jìn)行巡檢讀取回路狀態(tài),發(fā)現探器故障。三種總線(xiàn)形式均可以滿(mǎn)足這種使用要求。其次,就是要具有實(shí)時(shí)響應功能,當探測點(diǎn)監控參數超出設定值,存在火災隱患．系統需立即報警提醒管理人員清除隱患。在一般規模的工程中,三種總線(xiàn)形式的響應時(shí)間差別并不明顯,但是工程規模大系統監控點(diǎn)較多時(shí).靠巡檢才能發(fā)現報警的總線(xiàn)機制,響應時(shí)間就相對較低。

2、CAN總線(xiàn)與RS485總線(xiàn)比較,在訪(fǎng)問(wèn)機制、通訊速度、節點(diǎn)容量、通訊距離和可靠性上都有突出的優(yōu)勢。由于CAN總線(xiàn)節點(diǎn)容量大.傳輸距離遠,整個(gè)系統的配套設備會(huì )簡(jiǎn)單很多,使用和維護上的優(yōu)勢很大。如果工程對系統實(shí)時(shí)性、可靠性要求高的情況下.應首先選用。

3、選用建議。以上比較只是針對總線(xiàn)特性,并不能說(shuō)明不同建筑電氣火災監控產(chǎn)品的性能。比如許多使用RS485總線(xiàn)的產(chǎn)品,由于總線(xiàn)技術(shù)應用比較成熟,通過(guò)軟硬件的配置.可以增加節點(diǎn)數量、傳輸距離,增強數據可靠性。而且.總線(xiàn)的選型還需參考其他因素．例如獨立式監控探測器如果需要接入火災報警系統總線(xiàn)時(shí),就需要總線(xiàn)形式為消防二總線(xiàn)的產(chǎn)品。因此,在系統總線(xiàn)形式選擇時(shí),還要綜合考慮工程規模,設計要求,配套產(chǎn)品，工程成本等一系列因素,達到性?xún)r(jià)比的組合。

三、監控探測器的選型

建筑電氣火災監控系統是服務(wù)于常規供電網(wǎng)絡(luò )的系統,為確保整個(gè)供電系統的可靠性,其加入不能對原供電系統的供電方式進(jìn)行改動(dòng)。

在市場(chǎng)上出現的電氣火災監控產(chǎn)品中有一部分產(chǎn)品將漏電斷路器和探測器整合在一個(gè)模塊上.具有包括剩余電流探測、報警功能在內的多和擴展功能,有些甚至集漏電、短路、過(guò)載、過(guò)壓、欠壓、缺相、延時(shí)送電、防誤合閘甚至防雷等功能于一身。這種監控探測器雖然表面上功能多、接線(xiàn)少、整合度高,但是內部結構復雜、故障率偏高、產(chǎn)品品和不全.增加了供電系統不可?？康囊蛩?施工人員應慎重選用。

為了不影響供電系統的正常工作.應首先選用監控探測器與配電系統的開(kāi)關(guān)分離配置的產(chǎn)品,并參考下述的性能指標對監控探測器進(jìn)行選型。

1、現場(chǎng)報警及顯示功能

在小型工程中，不設立監控主機，采用獨立式監控探測器時(shí),按照《電氣火災監控系統》的要求:探測器應具有工作狀態(tài)指示燈和自檢功能，在報警時(shí)應發(fā)出聲、光報警信號,并予以保持，直至手動(dòng)復位。這樣可以使現場(chǎng)人員能更直接地得到報警信息。 而非獨立式的監控探測器必須與監控設備連用，由于可以在監控主機上集中顯示和報警，部分產(chǎn)品就取消了現場(chǎng)報警及顯示的功能，這樣在使用時(shí)，現場(chǎng)不易及時(shí)發(fā)現是哪一路線(xiàn)路發(fā)生故障，使它的作用受到一定的限制。所以，非獨立式的監控探測器也應根據實(shí)際的使用情況，考慮是否應配備現場(chǎng)報警及顯示功能的產(chǎn)品，為管理人員查找故障點(diǎn)，查詢(xún)監測的狀態(tài)量、報警及操作過(guò)程的記錄提供方便。

2、電流互感器的設置方式

（1）內置互感器式探測器

如圖4-1，此類(lèi)監控探測器直接接入電路中，內置電流互感器 （包括電流互感器和剩余電流互感器）。優(yōu)點(diǎn)是接線(xiàn)少，整合度 高、使用方便；缺點(diǎn)：由于探測器接入到供電線(xiàn)路中，導致配電 線(xiàn)路接點(diǎn)增多，仍是改變了原供電系統的連續性，探測器若發(fā)生故障會(huì )影響正常供電。而且，由于電源線(xiàn)必須通過(guò)探測器進(jìn)出， 要改動(dòng)配電箱線(xiàn)路，改造工程中難以應用。

圖4-1 接線(xiàn)式探測器

（2）外置互感器式探測器

如圖4-2，電流互感器與探測器本體分離，互感器通過(guò)信號線(xiàn) 與探測器連接。優(yōu)點(diǎn)：不串入配電系統，為安裝提供了很好的靈活性，只要配用不同窗口尺寸的互感器，就可以使用在各種電流等級的線(xiàn)路上，互感器與探測器本體可以相距數米至數十米，新工程和改造工程中都可以應用。缺點(diǎn)：監控探測器與互感器之間需要敷設信號線(xiàn)。

接線(xiàn)示意圖                                   實(shí)物圖

圖4-2 外置互感器式探測

3、多通道式探測器

在一個(gè)探測器上可接入2個(gè)及以上的電流互感器、溫度傳感 器，同時(shí)監控多個(gè)供電回路。每個(gè)通道有獨立的地址、設置、報 警和輸出，適用于多個(gè)需要監控的回路較為集中的地方，可以大幅節省投資。特別是當工程不需要過(guò)電流探測功能時(shí)，每個(gè)監測回路可以減少三個(gè)電流互感器的信號輸入端口，系統的集成度就可以提高，推薦選用多通道式探測器。

4、選用建議

監控探測器的選型需根據工程情況綜合考慮以上性能，例如內置互感器式探測器，由于配電箱內的安裝位置受限，很難再集 合數據顯示和多通道輸入的功能。又如工程要求監測過(guò)電流時(shí)， 由于每個(gè)監控點(diǎn)的信號輸入端口多，就難以配置多通道式探測器，所以應根據工程實(shí)際情況選擇。

四、監控設備的選擇

建筑電氣火災監控產(chǎn)品的可靠性是系統的選型關(guān)鍵，系統的漏報率、誤報率是衡量產(chǎn)品可靠性重要的指標之一。施工單位在產(chǎn)品報審時(shí)，可以在以下方面對監控設備進(jìn)行選型：

1、系統形式

（1）市場(chǎng)上一些品牌的監控主機采用上位機工作站（普通 的臺式電腦）+管理軟件的形式，優(yōu)點(diǎn)是：配置方便，硬件成 本低，軟件升級容易。但會(huì )受到普通計算機病毒的威脅（U盤(pán)病 毒、蠕蟲(chóng)病毒等），從而需要加裝殺毒軟件與防火墻，在計算機 處理病毒時(shí)會(huì )占用CPU、內存等資源，使用不當還會(huì )引發(fā)系統崩 潰，也有可能造成監控數據的遺失。

（2）另一種形式就是采用嵌入式系統，嵌入式的監控系統為系統，系統硬件為實(shí)現該功 能專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)，針對性強；監控軟件固化在主機ROM芯片中,具有穩 定性好、處理速度快、無(wú)操作系統漏洞風(fēng)險、不受計算機病毒影 響等特性。與一般監控設備中所采用單片機技術(shù)和工控機等方式 比較，其安全性可靠性更高。

2、軟件功能和兼容性

軟件在建筑電氣火災監控系統使用中居中心地位，它負責整個(gè)系統的*高效運行。軟件功能也是區分市場(chǎng)高底端產(chǎn)品的重 要標準之一。建筑電氣火災監控系統可獨立設置，也可與火災自動(dòng)報警系統或BA系統集成，如果工程設計有相關(guān)要求，施工單位還需與其他專(zhuān)業(yè)協(xié)調，考察系統軟件的通訊協(xié)議、兼容性方面的性能。

3、選用建議

施工單位在監控設備選型中，主要需考慮工程的使用要求， 以及與其他系統的聯(lián)xi。一般建筑，在監測點(diǎn)不多，建筑電氣火災危險性不高的場(chǎng)所，與火災自動(dòng)報警系統或BA系統集成，可充分利用設備和人力資源，便于集中統一管理，節省大量投資；在工程規模大，建筑電氣火災危險性高的場(chǎng)所，為了保證系統的可靠性，還需考慮選用獨立設置的嵌入式系統。

五、安科瑞電氣火災監控系統

1.電氣火災監控系統

Acrel-6000電氣火災監控系統是用于接收剩余電流式電氣火災監控探測器等現場(chǎng)設備信號，以實(shí)現對被保護電氣線(xiàn)路的報警、監視、控制、管理的運行于計算機的工業(yè)級硬件/軟件系統。本系統適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家重點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領(lǐng)域，對分散在建筑內的探測器進(jìn)行遙測、遙調、遙控、遙信，方便實(shí)現監控與管理。

Acrel-6000電氣火災監控系統由Acrel-6000系列監控設備、ARCM系列監控探測器和配套附件組成。系統各設備之間均采用總線(xiàn)（阻燃雙絞屏蔽線(xiàn)）進(jìn)行連接，施工布線(xiàn)簡(jiǎn)單方便。

Acrel-6000電氣火災監控系統的監控設備主要是壁掛式，其主要功能及組成部件如下表所示。

2.電氣火災監控裝置

ARCM系列組合式電氣火災監控裝置安裝在0.4kV低壓配電系統中，用于檢測TN-C-S、TN-S及局部TT系統中的聲譽(yù)電流、溫度等電 氣參數，從而預防電氣火災的發(fā)生。當被保護線(xiàn)路中監控裝置參數超過(guò)報警設定值時(shí)，能產(chǎn)生報警和控制信號，以便消除剩余電流 引起的電氣火災隱患。產(chǎn)品采用RS485或二總線(xiàn)進(jìn)行通訊，可以與其它監控報警器、監控單元或監控主機聯(lián)合組成火災監控系統，可 根據用戶(hù)需要選擇集中總線(xiàn)型的信息管理模式或功能分區型的信息管理模式。

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家重點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領(lǐng)域， 符合GB14287-2014《電氣火災監控系統》的標準。

2.1 電氣火災監控探測器功能闡述

智慧用電在線(xiàn)監控裝置是針對 0.4kV 以下的 TT、TN 系統設計的智能電力裝置，具有全面的單、三相交流電測量、四象限電能計量、諧波分析、遙信輸入、遙信輸出功能，以及 RS485 通訊或 GPRS 無(wú)線(xiàn)通訊功能，通過(guò)對配電回路的剩余電流、導線(xiàn)溫度等火災危險參數實(shí)施監控和管理。

2.2產(chǎn)品選型

3 主要防火設備—AAFD系列故障電弧探測器

3.1 功能闡述：

故障電弧探測器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)探測器）對接入線(xiàn)路中的故障電?。òü收喜⒙?lián)電弧、故障串聯(lián)電?。┻M(jìn)行有效的檢測，當檢測到線(xiàn)路中存在引起火災的故障電弧時(shí)，可以進(jìn)行現場(chǎng)的聲光報警，并將報警信息傳輸給上端監控設備，以實(shí)現預警火災發(fā)生的目的。

3.2 產(chǎn)品選型

參考文獻:

1.孫健樺．民用建筑電氣火災監控系設備的選型．建設科技.2013.101期

2.安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2019.11版