摘要：介紹了高速公路電氣火災行業(yè)現狀，闡述了 GB50116-2013《火災自動(dòng)化報警系統設計規范》中對剩余電流式和測溫式電氣火災監控探測器的安裝要求，分析Acrel-6000電氣火災監控系統的功能，其集監測管理、故障報警、分析記錄等功能于一體，可大大降低高速公路場(chǎng)合的電氣火災發(fā)生率。
關(guān)鍵詞： 高速公路；電氣火災監控系統；系統功能；監控報警功能
引言
隨著(zhù)經(jīng)濟的高速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，電力設施和設備已與工作和生活密不可分，電力甚至成為現在各行各業(yè)發(fā)展的基礎前提。但由于種種原因，電力能源在帶給人們工作和生活的便利的同時(shí)，由電氣設備產(chǎn)生的問(wèn)題對人身、財產(chǎn)安全構成巨大的威脅，甚至帶來(lái)災難。據公安部消防局《中國火災年鑒》統計，我國平均每年由于電氣故障引發(fā)的火災起數，約占總火災起數的30％，占重、特大火災起數的比例基本上在40％～50％，在所有火災中居前位。
隨著(zhù)國家大力發(fā)展基礎建設，高速公路建設越來(lái)越多。高速公路供配電系統是高速公路中的電氣火災重點(diǎn)防范區。而在大型發(fā)電廠(chǎng)、重要的公建/商建建筑中早已實(shí)施的應對剩余電流和設備過(guò)熱問(wèn)題的電氣火災監控系統仍未在高速公路變電所中得到應用。
一 高速公路電氣火災行業(yè)現狀
（1）電氣線(xiàn)路復雜，監管困難。高速公路線(xiàn)路眾多，各分支線(xiàn)路龐大，用電線(xiàn)路復雜，供電線(xiàn)路觸電及電火花引起火災或其他事故比較多見(jiàn)，一旦發(fā)生險情，容易造成人員傷亡及巨大的財產(chǎn)損失。
（2）分布范圍廣，難以巡檢。高速公路線(xiàn)路長(cháng)，分布范圍廣，消防運維人員難以對各個(gè)電氣線(xiàn)路進(jìn)行排查，存在火災隱患。
（3）缺乏數據信息采集通道，無(wú)法監督。項目整體缺乏信息溝通渠道，無(wú)法實(shí)現數據的統計、分析與應用，監督管理工作缺乏科學(xué)決策依據。
（4）地勢復雜，火災撲救困難重重。高速公路隧道眾多，一般都建在山區或水邊，隧道洞口開(kāi)闊地的面積較小，沒(méi)有大的停車(chē)位置，現場(chǎng)作業(yè)的消防車(chē)輛無(wú)法通行，加上洞內通訊信號受阻，使撲救人員與隧道外指揮人員聯(lián)系不便，影響救援。
二 國家標準要求
GB50116-2013《火災自動(dòng)化報警系統設計規范》針對剩余電流式和測溫式電氣火災監控探測器的安裝要求提出：“第9.2.1條 剩余電流式電氣火災監控探測器應以設置在低壓配電系統首端為基本原則，宜設置在第一級配電柜（箱）的出線(xiàn)端。在供電線(xiàn)路泄漏電流大于 500mA時(shí)，宜在其下一級配電柜（箱）設置”；“第9.3.1測溫式電氣火災監控探測器應設置在電纜接頭、端子、重點(diǎn)發(fā)熱部件等部分”。
根據 GB50116-2013《火災自動(dòng)化報警系統設計規范》，對電氣火災隧道的安裝提出要求。
三 高速公路電氣火災監控系統構成
Acrel-6000電氣火災監控系統是集多年系統集成經(jīng)驗、經(jīng)大量實(shí)踐研發(fā)的服務(wù)于常規供電網(wǎng)絡(luò )的監控系統，是具有集監測管理、故障報警、分析記錄等功能于一體的智能化系統，可大大降低應用場(chǎng)合的電氣火災發(fā)生率。
系統監控后臺通過(guò)實(shí)時(shí)監控、顯示并儲存故障發(fā)生點(diǎn)或剩余電流、溫度等狀態(tài)參數，及時(shí)掌握電路運行狀況；同時(shí)系統具有良好的擴散性，把數據上傳至消防火災自動(dòng)報警系統，由消防火災自動(dòng)報警系統遠程切斷火災發(fā)生點(diǎn)的負載和電源等。
電氣火災監控系統各項參數指標符合國家技術(shù)標準，已通過(guò)國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗中心的型式檢驗，并獲得國家強制性產(chǎn)品認證證書(shū)。
結合高速公路項目的實(shí)際情況，采用三層分布的系統結構能滿(mǎn)足現場(chǎng)安全、經(jīng)濟、可靠的剩余電流監測需求，有多種系統結構（單主站、單子站／多子站、雙機冗余式、服務(wù) 器式等），并提出“一體集成，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )，三層分布”的系統結構理念，由設備層、通訊層及主站層3個(gè)不同層次中的設備，通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)及以太網(wǎng)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )連接形成一個(gè)有機整體。
基于事故預警缺乏、事故發(fā)生后處理困難等多種弊端，設置電氣火災監控系統，用于探測剩余電流、溫度、過(guò)電流等信號，發(fā)出聲光報警，準確地確定故障線(xiàn)路位置，防止電氣火災的發(fā)生，完成建設目標。
（1）電氣火災早期捕獲：針對線(xiàn)路老化、剩余電流、接觸不良、亂拉亂接等各類(lèi)電氣安全隱患，以及過(guò)流、過(guò)載、過(guò)壓、欠壓等不良運行狀況，基于智能化的數學(xué)模型，幫助電氣維護人員發(fā)現更多人工難以發(fā)現的電氣安全隱患，達到早發(fā)現、早處置，將隱患消滅在萌芽狀態(tài)。
（2）全面評價(jià)各類(lèi)隱患以及隧道、服務(wù)區、數據中心、監控中心、綜合管理大樓等的電氣安全狀況，使各類(lèi)人員能夠更加全面、精細和直觀(guān)地掌握電氣安全狀況。
（3）實(shí)現在線(xiàn)管理，管理人員和維護人員可以實(shí)時(shí)查詢(xún)各個(gè)監測點(diǎn)相關(guān)數據。一方面管理人員可以直接、準確地掌握電氣安全信息，避免隱患被深埋；另一方面維護人員能夠隨時(shí)掌握各個(gè)配電箱的電氣參數，可提高維護效率，給相關(guān)人員的巡檢工作帶來(lái)很大的便利。
（4）運營(yíng)管理的數字化轉型，將企業(yè)運營(yíng)數字化，為決策者提供真實(shí)、準確的決策依據。
四 高速公路電氣火災監控系統重要產(chǎn)品
1.電氣火災監控探測器
ARCM系列電氣火災監控探測器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)探測器），是針對 0.4kV 以下的 TT、TN 系統設計的，通過(guò)對配電回路的剩余電流、導線(xiàn)溫度、過(guò)電流、過(guò)電壓等火災危險參數實(shí)施監控和管理，從而預防電氣火災的發(fā)生，并實(shí)現了對多種電力參數的實(shí)時(shí)監測，為能耗管理提供數據。
產(chǎn)品采用先進(jìn)的微控制器技術(shù)，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數字化，網(wǎng)絡(luò )化于一身，是建筑電氣火災預防監控、系統絕緣老化預估等的理想選擇。
產(chǎn)品符合 GB14287.2-2014《電氣火災監控系統 第 2 部分：剩余電流式電氣火災監控探測器》、GB14287.3-2014《電氣火災監控系統 第 3 部分：測溫式電氣火災監控探測器》的標準要求。
表一 嵌入式安裝探測器
表二 導軌式安裝探測器
2.故障電弧探測器
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?。òü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。
故障電弧探測器適用于工業(yè)與民用建筑中 10KW 及其以下的電氣線(xiàn)路，其保護線(xiàn)路長(cháng)度不宜大于 100 米。
產(chǎn)品遵循國標 GB 14287.4-2014，可適用于養老院、學(xué)校、商業(yè)建筑、賓館、工廠(chǎng)、庫房、圖書(shū)館、辦公室、家庭住宅、以及娛樂(lè )場(chǎng)所等。
3.電氣火災監控設備
Acrel-6000/B 電氣火災監控系統是安科瑞自主研發(fā)的集監視、報警、管理于一體的計算機測控系統，該系統適 用于大型商場(chǎng)、生活小區、工礦企業(yè)、辦公大樓、商場(chǎng)酒店等區域電氣防火的集中監控管理。
Acrel-6000/B 型電氣火災監控設備是 Acrel-6000 電氣火災監控系統的核心，監控設備通過(guò) RS485 總線(xiàn)與多臺電氣火災監控探測器相連，構成集散式電氣火災監控系統，實(shí)時(shí)監控電氣線(xiàn)路的工作狀態(tài)。監控設備能實(shí)時(shí)接收處理各路探測器發(fā)送的漏電、溫度信號，同時(shí)在液晶屏幕上顯示，當漏電、超溫報警及電源或通訊發(fā)生故障時(shí)，監控設備能發(fā)出聲光報警信號，在屏幕上顯示故障位置及報警類(lèi)型，并具有數據存儲、查詢(xún)和報警控制信號輸出等功能，還具備對探測器的遠程復位控制功能。
本設備結構合理、體積小、可靠性高、功能較強、維護方便、性?xún)r(jià)比高，系統界面直觀(guān)、易用。執行標準：本設備符合國家標準 GB14287.1《電氣火災監控系統 第 1 部分：電氣火災監控設備》。
五 高速公路電氣火災監控系統功能
1. 監控報警功能
監控設備能接收多臺探測器的漏電、溫度信息，報警時(shí)發(fā)出聲光報警信號，同時(shí)設備上紅色“報警”指示燈 亮，顯示屏指示報警部位及報警類(lèi)型，記錄報警時(shí)間，聲光報警一直保持，直至按顯示屏“復位”按鈕（按鍵）遠程對探測器實(shí)現復位。對于聲音報警信號也可以使用顯示屏“消聲”按鈕（按鍵）手動(dòng)消除。
① 剩余電流故障（漏電）：故障單元屬性（部位、類(lèi)型）；
② 溫度報警（超溫）： 故障單元屬性（部位、類(lèi)型）；
③ 電流故障（過(guò)流）： 故障單元屬性（部位、類(lèi)型）。 監控報警響應時(shí)間： ≤10s 監控報警聲壓級（A 計權）：≥70dB／1m 監控報警光顯示：紅色 LED 指示燈，紅色光報警信號應保持，直至手動(dòng)復位 監控報警聲信號：可手動(dòng)消除，當再次有報警信號輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)。
2. 控制輸出功能
當被監測回路報警時(shí)，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設備，當報警消除后，控制輸出繼 電器釋放。
3. 故障報警功能
通訊故障報警：當監控設備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時(shí)，監控畫(huà)面中 相應的探測器顯示故障提示，同時(shí)設備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。
電源故障報警：當主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監控設備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。
① 監控設備與探測器之間的通訊連接線(xiàn)發(fā)生斷路或短路；
② 探測器與剩余電流傳感器、溫度傳感器之間連接線(xiàn)發(fā)生短路或短路；
③ 監控設備主電源欠壓或斷電；
④ 給電池充電的充電器與電池之間的連接線(xiàn)發(fā)生斷路或短路。
故障報警響應時(shí)間：≤100s； 監控報警聲壓級（A 計權）：≥70dB／1m； 監控報警光顯示：黃色 LED 指示燈，黃色光報警信號應保持至故障排除； 故障報警聲信號：可手動(dòng)消除，當再次有報警信號輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)； 故障期間，非故障回路的正常工作不受影響。
4. 自檢功能
檢查設備中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭是否正常。
5. 報警記錄存儲查詢(xún)功能
當發(fā)生漏電、超溫報警或通訊、電源故障時(shí)，將報警部位、故障信息、報警時(shí)間等信息存儲在數據庫中，當報警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢(xún)方法。
6. 電源功能
當主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時(shí)，監控設備可自動(dòng)切換到備用電源工作，當主電源恢復正常供電時(shí)，自動(dòng) 切回到主電源，切換過(guò)程中保證監控設備連續平穩運行。
7. 對探測器控制功能
通過(guò)監控軟件操作，可對連接到本設備的所有探測器進(jìn)行遠程復位控制。
8. 權限控制功能
為確保監控系統的安全運行，監控設備軟件操作權限分為三級，不同級別的操作員具有不同的操作權限。
① 日常值班級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監視、事件記錄查詢(xún)；
② 監控操作級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監視、事件記錄查詢(xún)、探測器遠程復位、設備自檢；
③ 系統管理級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監視、事件記錄查詢(xún)、探測器遠程復位、設備自檢，
六 高速公路AcrelEMS-HIW平臺
1大平臺首頁(yè)
項目概況、設備狀態(tài)、設備分類(lèi)、設備報警信息、報警分類(lèi)、報警統計、設備臺賬信息等。
2 實(shí)時(shí)監控
實(shí)時(shí)監控可以查看項目名稱(chēng)下的設備信息和探測器信息，探測器詳細信息包括項目名稱(chēng)、所屬設備、剩余電流、溫度、三相電壓電流、DI、DO等實(shí)時(shí)狀態(tài)信息。同時(shí)具備權限的管理人員還可以對監控單元進(jìn)行遠程復位、分合閘等操作。
3隱患管理
系統在產(chǎn)生報警或隱患后，系統可以針對工程人員派發(fā)工單，處理完以后工程人員能夠在系統中填寫(xiě)相關(guān)工單任務(wù)記錄，以供歷史查詢(xún)。
4數據匯總
數據匯總菜單欄主要對平臺監測到的所有隱患和遙控記錄進(jìn)行匯總展示，隱患記錄可以選擇曲線(xiàn)或者表格形式。
5手機APP
通過(guò)手機APP，在手機上實(shí)時(shí)查看項目信息。
七 總結
目前，很多行業(yè)并沒(méi)有對配電安全引起高度重視。隨著(zhù)電氣火災監控產(chǎn)品性能的不斷完善，電氣火災監控系統也會(huì )越來(lái)越突出其產(chǎn)品特性，將發(fā)揮重要作用。
參考文獻
[1]安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品選型手冊.2020.08
[2]安科瑞電氣股份有限公司
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版
[4]吳蕩儒.電氣火災監控系統在高速公路的應用 [J] 2019(12)-0048-03
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