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      電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)及消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)在南禪寺地鐵項目的應用

      2016年01月25日 10:37:44人氣:2209來源:江蘇安科瑞電器制造有限公司

       安科瑞 周菁
      江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰

      摘要

          本文簡述了電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)及消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的組成原理,分析了電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)及消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)在應用中的設(shè)計依據(jù)和相關(guān)規(guī)范。后通過安科瑞剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)及消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)在南禪寺地鐵上蓋物業(yè)項目的實例介紹,闡述了電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)及消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)功能的實現(xiàn)及其重要意義。

      關(guān)鍵詞: 電氣火災;消防設(shè)備電源;監(jiān)控系統(tǒng);Acrel-6000/B;AFPM100;南禪寺地鐵; 

      0 概述

          本項目為南禪寺站1號出入口上蓋配套設(shè)施,面積1329.65平方,高度17.6米。本工程屬多層建筑,消防及地下二層用電負荷等級為一級,其余用電負荷等級為三級,采用380V低壓供電。

          本項目電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控范圍為南禪寺地鐵上蓋物業(yè)樓層配電箱內(nèi)的6只ARCM200系列儀表。本項目主要負責監(jiān)控現(xiàn)場分布于配電箱中低壓出線的漏電狀況,及時提醒消控室值班人員,以防止電氣火災的發(fā)生?,F(xiàn)場儀表采用總線方式連接至消控中心Acrel-6000/B壁掛式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)。

          本項目消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計范圍為南禪寺地鐵上蓋物業(yè)消防設(shè)備電源回路,共9臺三相雙電源配電箱。本項目在消防負荷配電箱內(nèi)安裝消防設(shè)備電源電壓信號傳感器,消防設(shè)備電源狀態(tài)監(jiān)控器設(shè)置于消防控制室內(nèi),系統(tǒng)采用總線形式組網(wǎng)。

      1 參考標準

      1.1電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應滿足以下所列制造和試驗標準:

      1) GB50045-95(2005版)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》

      2) GB50016-2006《建筑設(shè)計防火規(guī)范》

      3) GB14287.1-2005《電氣火災監(jiān)控設(shè)備》

      4) GB14287.2-2005《剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器》

      5) GB14287.3-2005《測溫式電氣火災監(jiān)控探測器》

      6) GB13955-2005《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》

      7) GB50052《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》

      1.2消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應滿足以下所列制造和試驗標準:

      1) GB/50198《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

      2) GB28184-2011《消防設(shè)備電源監(jiān)控系》

      3) GB25506-2010《消防控制室通用技術(shù)要求》

      4) GB50016-2006《建筑設(shè)計防火規(guī)范》        

      5) GB50303-2002《建筑電氣裝置工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》  

      6) JGJ 16-2008 《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》           

      2 系統(tǒng)組成

      2.1電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)組成

          南禪寺地鐵上蓋物業(yè)電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)項目由電氣火災監(jiān)測后臺,電氣火災探測器以及漏電流互感器組成。本項目通訊采用1條RS485通訊總線接入壁掛式后臺。箱體中漏電流互感器通過電流線接入漏電探測器,漏電探測器實時顯示漏電情況。以上所述組成一套信號穩(wěn)定,精度可靠的電氣火災監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)組網(wǎng)共分為三層:

      1)站控管理層

        站控管理層針對電氣火災監(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。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備,如觸摸屏、UPS電源等組成。監(jiān)測系統(tǒng)軟件對現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析、處理,并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應現(xiàn)場運情況。

        監(jiān)控主機:用于數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。為系統(tǒng)內(nèi)或外部提供數(shù)據(jù)接口,進行系統(tǒng)管理、維護和分析工作。

        UPS:保證計算機監(jiān)測系統(tǒng)的正常供電,在整個系統(tǒng)發(fā)生供電問題時,保證站控管理層設(shè)備的正常運行。

      后臺監(jiān)控設(shè)備設(shè)置在消控室中。
      2)網(wǎng)絡(luò)通訊層

        通訊介質(zhì):系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線,以RS485接口,MODBUS通訊協(xié)議實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與上位機的實時通訊。

      3)現(xiàn)場設(shè)備層

        現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端,主要為ARCM200系列剩余式電氣火災監(jiān)控探測器。

      系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓撲圖如下:   

       

      2.2消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)組成

          南禪寺地鐵上蓋物業(yè)項目消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)采用消防設(shè)備電源狀態(tài)監(jiān)控器+電壓傳感器的二層結(jié)構(gòu)組網(wǎng)模式。根據(jù)項目實際要求,為該項目配置消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的電壓傳感器型號為:AFPM3-2AV,消防設(shè)備電源狀態(tài)監(jiān)控器型號為:AFPM100/B;AFPM100/B設(shè)置在消防控制室內(nèi),引出1根RS485總線及DC24V電源線與現(xiàn)場配電箱內(nèi)的傳感器相連。系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)如下圖:

        

      3 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備

      3.1、 Acrel-6000電氣火災監(jiān)控后臺:

       

      主要技術(shù)參數(shù)

      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

      工作制:

      24小時工作制

      通訊方式:

      RS485總線通訊,Modbus-RTU通信協(xié)議,傳輸距離1km,可通過中繼器延長通訊傳輸距離

      監(jiān)控容量:

      ① 監(jiān)控設(shè)備高可監(jiān)控200個監(jiān)控單元(探測器)

      ② 可配接ARCM系列監(jiān)控探測器

      監(jiān)控報警項目:

      ① 剩余電流故障(漏電):故障單元屬性(部位、類型)

      ② 溫度報警(超溫): 故障單元屬性(部位、類型)

      ③ 電流故障(過流): 故障單元屬性(部位、類型)

      監(jiān)控報警響應時間: ≤30s 

      監(jiān)控報警聲壓級(A計權(quán)):≥70dB/1m

      監(jiān)控報警光顯示:紅色LED指示燈,紅色光報警信號應保持,直至手動復位 

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

      故障報警項目:

      ① 監(jiān)控設(shè)備與探測器之間的通訊連接線發(fā)生斷路或短路

      ② 監(jiān)控設(shè)備主電源欠壓或斷電

      ③ 給電池充電的充電器與電池之間的連接線發(fā)生斷路或短路

      故障報警響應時間:≤100s 

      監(jiān)控報警聲壓級(A計權(quán)):≥70dB/1m

      監(jiān)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:可手動消除,當再次有報警信號輸入時,能再次啟動

      故障期間,非故障回路的正常工作不受影響

      控制輸出:

      報警控制輸出:1組常開無源觸點,容量:AC250V 3A或DC30V 3A

      自檢項目:

      ① 指示燈檢查:報警、故障、運行、主電源、備用電源指示燈 

      ② 顯示屏檢查

      ③ 音響器件檢查 

      自檢耗時 ≤60s 

      事件記錄:

      ① 記錄內(nèi)容:記錄類型、發(fā)生時間、探測器編號、區(qū)域、故障描述,可存儲記錄不少于2萬條

      ② 記錄查詢:根據(jù)記錄的日期、類型等條件查詢

      操作分級:

      ① 日常值班級:實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢

      ② 監(jiān)控操作級:實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠程復位、設(shè)備自檢

      ③ 系統(tǒng)管理級:實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠程復位、設(shè)備自檢,監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)查詢、監(jiān)控設(shè)備各模塊單獨檢測、操作員添加與刪除

      使用環(huán)境條件:

      ① 工作場所:消防控制室內(nèi)、有人值班的變配電所(配電室)、有人值班的房間內(nèi)墻壁上

      ② 工作環(huán)境溫度:0℃~40℃

      ③ 工作環(huán)境相對濕度:5%~95%RH

      ④ 海拔高度:≤2500m

      3.2、ARCM200系列儀表

          ARCM200型剩余電流式電氣火災監(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、導線溫度、過電流、過電壓等火災危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理,從而預防電氣火災的發(fā)生,并實現(xiàn)了對多種電力參數(shù)的實時監(jiān)測,為能耗管理提供的數(shù)據(jù)。產(chǎn)品采用的微控制器技術(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,是建筑電氣火災預防監(jiān)控、系統(tǒng)絕緣老化預估等的理想選擇。產(chǎn)品符合 GB14287.2-2005《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng) 第2部分:剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器》的標準要求。

      3.3、 Acrel-6000電氣火災監(jiān)控后臺:

      主要技術(shù)參數(shù)

      電源:

      ①主電源:AC220V 50Hz(允許85%-110%范圍內(nèi)變化)

      ②備用電源:主電源低電壓或停電時,維持監(jiān)控設(shè)備工作時間≥8h

      ③監(jiān)控器為連接的模塊(電壓/電流信號傳感器)提供DC24V電源

      工作制:24小時工作制

      通訊方式:Modbus-RTU通信協(xié)議,RS485半雙工總線方式,傳輸距離500m(若超過可通過中繼器延長通訊傳輸距離)。

      監(jiān)控容量:≤128點

      操作分級

      ① 日常值班級:實時狀態(tài)監(jiān)視、歷史記錄查詢。

      ② 監(jiān)控操作級:實時狀態(tài)監(jiān)視、歷史記錄查詢、探測器遠程復位。

      ③ 系統(tǒng)管理級:實時狀態(tài)監(jiān)視、歷史記錄查詢、探測器遠程復位、探測器參數(shù)遠程修改、監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定與修改、操作員添加與刪除。

      使用環(huán)境條件

      ① 工作場所:消防控制室內(nèi),或與消防控制臺并列安裝

      ② 工作環(huán)境溫度:-10℃~+55℃

      ③ 工作環(huán)境相對濕度:≤95%不結(jié)露

      ④ 海拔高度:≤2500m

      ⑤ 污染等級:Ⅲ級,安裝類別:Ⅲ級

      主要組成部件

      ① 顯示方式:320*240點陣液晶;

      ② 輸入輸出模塊:內(nèi)置遠程智能I/O模塊;

      ③ 聲光報警模塊:內(nèi)置喇叭、蜂鳴器和LED指示燈;

      ④ 備用電源:DC24V,10Ah(可選配你更大容量電池)

      3.4、AFPM3系列儀表

          實時監(jiān)測一路三相交流電壓/電流、或兩路三相電壓;具有過壓、欠壓、缺相、錯相、過流(具有電流檢測產(chǎn)品)報警;提供一路或兩路(監(jiān)控兩路三相交流電壓產(chǎn)品)開關(guān)量輸入功能,可監(jiān)測開關(guān)狀態(tài);提供一路繼電器輸出,可連接報警控制回路;具有事件存儲功能,報警器能夠記錄報警發(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,為消除故障提供依據(jù);采用現(xiàn)場總線通信技術(shù),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(luò)化,智能化程度高,動作特性合理;

      4 系統(tǒng)功能

      4.1.電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)功能

      4.1.1.監(jiān)控報警功能:

          監(jiān)控設(shè)備能接收多臺探測器的漏電、溫度信息,報警時發(fā)出聲光報警信號,同時設(shè)備上紅色“報警”指示燈亮,顯示屏指示報警部位及報警類型,記錄報警時間,聲光報警一直保持,直至按顯示屏“復位”按鈕遠程對探測器實現(xiàn)復位。對于聲音報警信號也可以使用顯示屏“消聲”按鈕手動消除。

      4.1.2.故障報警功能

          通訊故障報警:當監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障時,監(jiān)控畫面中相應的探測器顯示故障提示,同時設(shè)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,監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息,可進入相應的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。

      4.1.3.自檢功能

          檢查設(shè)備中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭是否正常。

      4.1.4.報警記錄存儲查詢功能

          當發(fā)生漏電、超溫報警或通訊、電源故障時,將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中,當報警解除、排除故障時,同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

      4.1.5.電源功能

          當主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時,監(jiān)控設(shè)備可自動切換到備用電源工作,當主電源恢復正常供電時,自動切回到主電源,切換過程中保證監(jiān)控設(shè)備連續(xù)平穩(wěn)運行。

      4.1.6.對探測器控制功能

          通過監(jiān)控軟件操作,可對連接到本設(shè)備的所有探測器進行遠程復位控制。

      4.1.7.權(quán)限控制功能

          為確保監(jiān)控系統(tǒng)的安全運行,監(jiān)控設(shè)備軟件操作權(quán)限分為三級,不同級別的操作員具有不同的操作權(quán)限。

      4.2.消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)功能

      4.2.1.監(jiān)控報警功能

      被監(jiān)控設(shè)備電源回路開關(guān)狀態(tài)

      被監(jiān)控設(shè)備電源的工作狀態(tài)(電壓、電流及報警狀態(tài)信息)

      報警響應時間:≤100s

      報警聲信號:可手動消除,當再次有報警信號輸入時,能再次啟動

      報警光信號:紅色LED指示燈常亮

      4.2.2控制輸出功能

      對個別或全部被監(jiān)控設(shè)備的報警繼電器進行遠程遙控操作

      監(jiān)控器控制輸出:常開無源觸點,容量:AC250V 3A或DC30V 3A

      4.2.3.故障報警功能

      監(jiān)控器與模塊(電壓/電流信號傳感器)之間的連接線斷路、短路

      監(jiān)控器主電源欠壓(≤80%主電源電壓)或過壓(≥110%主電源電壓)

      監(jiān)控器與其分體電源間連接線斷路、短路

      當監(jiān)控器出現(xiàn)以上故障時,能發(fā)出與監(jiān)控報警信號有明顯區(qū)別的聲光故障報警信號

      故障報警響應時間:≤100s

      故障報警聲信號:手動消除,當再次有報警信號輸入時,能再次啟動

      故障報警光信號:黃色LED指示燈常亮

      故障期間,非故障回路的正常工作不受影響

      4.2.4.自檢功能

      連接檢查:通信線路及分體電源線路的斷路、短路

      設(shè)備自檢:手動檢查或系統(tǒng)自檢

      自檢耗時:≤60s

      4.2.5.報警記錄功能

      記錄10000條相關(guān)故障報警信息

      報警類型:故障類型、發(fā)生時間、故障描述

      報警事件查詢 

      報警記錄打印

      4.2.6.打印功能

      監(jiān)控系統(tǒng)可漢字打印,可打印報警事件及時間、故障事件及時間。

      4.2.7.消音

          在發(fā)生報警或故障等警報情況下,監(jiān)控設(shè)備的揚聲器會發(fā)出相應的報警聲加以提示,按“消音”鍵揚聲器終止發(fā)出警報,報警指示燈綠燈亮。期間工作人員可以對有關(guān)故障進行處理。一切回歸正常,報警指示燈滅。如有新的故障發(fā)生時,消音指示燈滅,揚聲器將再次發(fā)出警報聲。

      5 結(jié)束語

          南禪寺地鐵上蓋物業(yè)電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災監(jiān)控裝置Acrel-6000/B、漏電火災探測器漏電火災探測器ARCM200組成。Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是本公司自主研發(fā)的用于接收剩余電流式電氣火災探測器等現(xiàn)場設(shè)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)應用于大型商場、生活小區(qū)、生產(chǎn)基礎(chǔ)、辦公大樓、商場酒店、醫(yī)院等區(qū)域的消防控制中心,對分散在建筑內(nèi)的探測器進行遙測、遙調(diào)、遙控、遙信,方便實現(xiàn)監(jiān)控與管理。本系統(tǒng)采用標準的Modbus現(xiàn)場總線將具有通信功能的探測器相互連接起來,當現(xiàn)場保護線路中的被探測參數(shù)超過報警設(shè)定值時,能發(fā)出報警信號、控制信號,能指示報警部位并保存報警信息?,F(xiàn)場儀表采用總線方式接至消控中心的Acrel-6000/B壁掛式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有安裝運輸方便、性價比高、維護方便等優(yōu)點。

          南禪寺地鐵上蓋物業(yè)項目消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)ο涝O(shè)備的電源進行實時的監(jiān)控,通過檢測消防設(shè)備電源的電壓、電流、開關(guān)狀態(tài)等有關(guān)設(shè)備電源信息,從而判斷電源設(shè)備是否有斷路、短路、過壓、欠壓、缺相、錯相以及過流(過載)等故障信息并報警、記錄。此系統(tǒng)具有可靠性、實時性并具有數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化和連續(xù)監(jiān)控的特性。實時反映出被監(jiān)控設(shè)備電源的狀況,并集中顯示,從而可以避免在火災發(fā)生時,消防設(shè)備由于電源故障而無法正常工作的危急情況,大限度的保障消防聯(lián)動系統(tǒng)的可靠性。

      參考文獻

      [1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

      [2].周中.電力儀表在大型公共建筑電能分項計量中的應用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6

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