溫剛
(安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定)
摘要:大型公共建筑,商業(yè)建筑人員密集、社會(huì)關(guān)注度高,其電氣火災(zāi)預(yù)防十分重要。鑒于商業(yè)辦公樓、大型商場(chǎng)、生活小區(qū)、基礎(chǔ)設(shè)施、商場(chǎng)酒店等人員密集區(qū)域的特性,國(guó)家和各地區(qū)已經(jīng)制定了相關(guān)電氣火災(zāi)防范的強(qiáng)制規(guī)定。而在上述的各種人員密集型場(chǎng)所安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可以有效的預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。本文通過介紹安科瑞Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在北京軌道交通燕房線(主線)工程閻村北停車場(chǎng)電氣火災(zāi)中的應(yīng)用,簡(jiǎn)析相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范,概述電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)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:停車場(chǎng);電氣火災(zāi);公共建筑;安科瑞;
0、前言
近十年的火災(zāi)事故中,電氣火災(zāi)居首位,且年均發(fā)生次數(shù)占火災(zāi)年均總發(fā)生次數(shù)的27%,占重特大火災(zāi)總發(fā)生次數(shù)的80%,且損失占火災(zāi)總損失的53%,而發(fā)達(dá)國(guó)家每年電氣火災(zāi)發(fā)生次數(shù)占總火災(zāi)發(fā)生次數(shù)的8%~13%。事實(shí)上,電氣火災(zāi)已成為消防安全的主要致災(zāi)因素,不僅次數(shù)多、損失大,而且多年來一直居高不下。商業(yè)酒店人員來往密集、流動(dòng)性大、公共關(guān)注度高,其配電系統(tǒng)電氣火災(zāi)的預(yù)防顯得更加重要。
商業(yè)建筑電氣火災(zāi)預(yù)防主要有以下幾個(gè)方面:
1)電氣火災(zāi)一般初起于電氣柜、電纜橋架等內(nèi)部,當(dāng)火蔓延至設(shè)備及電纜表面時(shí),已形成較大火勢(shì),此時(shí)火勢(shì)往往不容易被控制,故而預(yù)防便十分重要。
2)商業(yè)建筑人員密集度高,人員流動(dòng)性大,易燃物品多,若是發(fā)生火災(zāi)容易造成人員傷亡。
3)商業(yè)辦公樓等商業(yè)建筑社會(huì)關(guān)注度高,若發(fā)生火災(zāi)事故容易造成不好的社會(huì)影響。
安科瑞電氣股份有限公司自主研發(fā)的研發(fā)的安科瑞Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)重要回路的漏電流等參量來實(shí)現(xiàn)電氣火災(zāi)的預(yù)防。本系統(tǒng)后臺(tái)在顯示各個(gè)探測(cè)點(diǎn)位數(shù)據(jù)的同時(shí),還提供越限聲光報(bào)警、人性化的界面等功能。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了配電系統(tǒng)的24小時(shí)無人實(shí)時(shí)監(jiān)控,減少了人力成本,提高了電氣火災(zāi)隱患的排除效率。
本文就電氣火災(zāi)系統(tǒng)在北京軌道交通燕房線(主線)工程閻村北停車場(chǎng)項(xiàng)目中的應(yīng)用,簡(jiǎn)單介紹安科瑞Acrel-6000電氣火災(zāi)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用和其實(shí)際意義。
1、項(xiàng)目概況
北京軌道交通燕房線(主線)工程閻村北停車場(chǎng)項(xiàng)目位于閻村北,項(xiàng)目包含綜合樓、辦公樓、停車列檢庫(kù)、聯(lián)合檢修庫(kù)等。
現(xiàn)針對(duì)本項(xiàng)目設(shè)計(jì)一套電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),監(jiān)測(cè)其配電回路的漏電流等電參量,確保其整個(gè)配電系統(tǒng)的電氣安全。
針對(duì)本項(xiàng)目的特性,在部分樓層配電柜的重要回路安裝安科瑞研發(fā)的ARCM系列剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)須實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)重要回路的剩余電流值、箱體回路的實(shí)時(shí)溫度,監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至后臺(tái)主機(jī),當(dāng)發(fā)生剩余電流值越限、溫度越限時(shí),后臺(tái)能進(jìn)行聲光報(bào)警,同時(shí)后臺(tái)能夠和消防火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)消防聯(lián)動(dòng)。
2、參照標(biāo)準(zhǔn)
鑒于公共建筑區(qū)域發(fā)生火災(zāi)容易造成人員生命財(cái)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(guó)家相繼制訂或修改了一批相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已經(jīng)對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)提出了具體的要求,本項(xiàng)目中選用的安科瑞Acrel-6000電氣火災(zāi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參照的標(biāo)準(zhǔn)主要有:
1)GB50045-95(2005版)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》,其中在條文9.5.1里規(guī)定:高層建筑內(nèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性大、人員密集等場(chǎng)所宜設(shè)置漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。
2)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑電氣火災(zāi)預(yù)防要求和檢測(cè)方法》有關(guān)條文也明確要求“應(yīng)在電源進(jìn)線端設(shè)置自動(dòng)切斷電源或報(bào)警的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器。
3)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品應(yīng)滿足:GB14287.1-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》、 GB14287.2-2014《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》、GB14287.3-2014《測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》
4)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝和運(yùn)行應(yīng)滿足GB13955-2005《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》
5)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的供電應(yīng)滿足GB50052《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求
6)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法》的要求(暫行規(guī)定)
3.系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)計(jì)
本項(xiàng)目共計(jì)260個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,分3個(gè)區(qū)域。面積較大,因此本方案分層架構(gòu):柜體主機(jī)+壁掛分機(jī)+探測(cè)器的架構(gòu)。
電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D
1)站控管理層
站控管理層針對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員,是人機(jī)交互的直接窗口,也是系統(tǒng)的最上層部分。安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)充分考慮到用戶的操作習(xí)慣,和持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,參照的相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。主機(jī)主要由監(jiān)控軟件、觸摸屏、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備組成。將現(xiàn)場(chǎng)的各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)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(shí)掌握系統(tǒng)動(dòng)態(tài),且實(shí)現(xiàn)故障信息可追循,信息可導(dǎo)出等功能。
鑒于本項(xiàng)目中儀表點(diǎn)位以及數(shù)據(jù)量的規(guī)模,現(xiàn)為項(xiàng)目配置1臺(tái)柜體式電氣火災(zāi)主機(jī)Acrel-6000/G和2臺(tái)壁掛式主機(jī)Acrel-6000/B,本主機(jī)的具體參數(shù)見下文介紹
2)網(wǎng)絡(luò)通訊層
本項(xiàng)目中的所有儀表須嚴(yán)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(xiàng)目的儀表分布在樓層強(qiáng)電間電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)。
本項(xiàng)目的數(shù)據(jù)總線設(shè)計(jì)為兩根總線,獨(dú)立的總線便于后期系統(tǒng)的維護(hù),發(fā)生漏電流報(bào)警時(shí)也可以根據(jù)后期我方提供的點(diǎn)檢表快速定位故障回路,快速排除故障。
現(xiàn)場(chǎng)電氣火災(zāi)探測(cè)器通過雙絞線(ZR-RVSP2*1.0)以手拉手方式進(jìn)行通訊連接,每根總線的儀表數(shù)量在20只左右。
電氣火災(zāi)探測(cè)器與主機(jī)間采用485線連接,分機(jī)和柜體主機(jī)間采用光纖連接。
3) 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層
本項(xiàng)目中主要是針對(duì)樓層配電箱的進(jìn)線回路安裝安科瑞嵌入式電氣火災(zāi)探測(cè)器,通過嵌入式電氣火災(zāi)探測(cè)器實(shí)時(shí)監(jiān)控配電回路的漏電流大小來顯示整個(gè)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(cè)器,是針對(duì) 0.4kV 以下的TT、TN 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的,通過對(duì)配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度、過電流、過電壓等火災(zāi)危險(xiǎn)參數(shù)實(shí)施監(jiān)控和管理,從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生,并實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種電力參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),為能耗管理提供精確的數(shù)據(jù)。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(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 GB14287.2-2005《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(cè)器》的標(biāo)準(zhǔn)要求。
4、系統(tǒng)特點(diǎn)和工作原理
鑒于本項(xiàng)目的規(guī)模,以及本項(xiàng)目電氣火災(zāi)檢測(cè)點(diǎn)位的實(shí)際情況。無論在終端剩余電流探測(cè)器還是后臺(tái)主機(jī)都是根據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)際情況來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。
本項(xiàng)目的系統(tǒng)特點(diǎn)可總結(jié)為一下3點(diǎn):
1)終端探測(cè)器選用嵌入式電氣火災(zāi)探測(cè)器,方便安裝、節(jié)省成本、便于后期維護(hù)。
2)RS485總線連接方便,可操作性強(qiáng)。總線布線時(shí)走的是弱電橋架,不會(huì)受到強(qiáng)電的影響,確保的整個(gè)系統(tǒng)的通訊穩(wěn)定。、
3)考慮到本項(xiàng)目中儀表數(shù)據(jù)量,客戶要求。本項(xiàng)目配置1臺(tái)柜體式電氣火災(zāi)主機(jī)Acrel-6000/G和2臺(tái)壁掛式主機(jī)Acrel-6000/B。主機(jī)界面簡(jiǎn)潔,系統(tǒng)操作方便,適合本項(xiàng)目中的配電間環(huán)境和客戶的相關(guān)操作要求。
電氣火災(zāi)系統(tǒng)工作原理
1)剩余電流測(cè)量是根據(jù)基爾霍夫電流定律:在同一時(shí)刻,電路中流入和流出一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流矢量和為零。以TN-S系統(tǒng)為例,將A/B/C/N同時(shí)穿過剩余電流互感器,當(dāng)系統(tǒng)未發(fā)生漏電時(shí),流入和流出剩余電流互感器的電流矢量和為零,此時(shí),剩余電流互感器感應(yīng)出的二次電流也為0;當(dāng)某相對(duì)大地發(fā)生漏電,此時(shí)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(hào)通過剩余電流互感器的二次接線傳輸至電氣火災(zāi)探測(cè)器,經(jīng)運(yùn)算放大、A/D轉(zhuǎn)換后送入CPU,經(jīng)過一系列算法后,對(duì)變化的幅值進(jìn)行分析、判斷,并與報(bào)警設(shè)定值進(jìn)行比較,若超出定值則發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并上送至后臺(tái)電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備。
2)終端探測(cè)器負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)各個(gè)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(jī)。終端探測(cè)器還負(fù)責(zé)其監(jiān)測(cè)回路剩余電流值的實(shí)時(shí)顯示,同時(shí)能夠設(shè)置限值,當(dāng)剩余電流值越限時(shí)能夠發(fā)出聲光報(bào)警,提醒管理人員及時(shí)維護(hù)、整改。
3)儀表通過RS485總線將數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機(jī),系統(tǒng)主機(jī)將上傳數(shù)據(jù)通過圖形、報(bào)表、事件記錄等形式反映整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。
5、系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)和方法
5.1 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)測(cè)剩余電流和溫度兩類對(duì)象,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的基本要點(diǎn)
1)關(guān)于剩余電流
由于剩余電流監(jiān)測(cè)的原理采用了基爾霍夫電流定律,所以,對(duì)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(duì)將要設(shè)計(jì)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(xiàng)目,首先要調(diào)查核實(shí)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(jì)安裝剩余電流互感器的點(diǎn)位進(jìn)行檢測(cè)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(duì)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(shí)套住A/B/C三相電源線,或同時(shí)套住A/B/C/N線。同理,要求中性線N此后不許再接地,保護(hù)線PE不得穿過互感器。
在系統(tǒng)接地的形式為TN-C型時(shí)工業(yè)自動(dòng)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(cè)裝置。
2)關(guān)于溫度
溫度測(cè)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(jí)保護(hù)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(cè)對(duì)象為絕緣體時(shí),宜將探測(cè)器的溫度傳感器直接設(shè)置在被探測(cè)對(duì)象的表面。當(dāng)被檢測(cè)對(duì)象為配電柜內(nèi)部溫度變化時(shí),可采用非接觸式布置,靠近發(fā)熱部件。
5.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的點(diǎn)位分配
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB13955-2005《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》4.4條中關(guān)于分級(jí)保護(hù)的規(guī)定,安裝剩余電流火災(zāi)監(jiān)控裝置時(shí),點(diǎn)位分配原則的步驟是:
1)研究分析被控低壓AC380V/220V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(shí),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(gè)監(jiān)控探測(cè)器分配到相應(yīng)的配電設(shè)備上,以此來確定探測(cè)器的數(shù)量,避免重設(shè)浪費(fèi)。
2)確定分級(jí)保護(hù)。為了縮小發(fā)生人身電擊事故和接地故障切斷電源時(shí)引起的停電范圍,通常在供電線路的不同地點(diǎn)安裝三級(jí)(或兩級(jí))不同容量的剩余電流保護(hù)裝置,以形成分級(jí)保護(hù)。根據(jù)用電負(fù)載及線路情況,一般分兩級(jí)或三級(jí)保護(hù),適用于城鎮(zhèn)和農(nóng)村第一級(jí)和第二級(jí)保護(hù)。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(chǎng)所。
3)二級(jí)保護(hù)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(cè)器,即在線路的電源端(第一級(jí)保護(hù))和分支首端(第二級(jí)也稱為末端保護(hù))都要安裝剩余電流探測(cè)器,并接入電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),只作火災(zāi)監(jiān)控報(bào)警用。
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作者簡(jiǎn)介:溫剛,男,本科 安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電 Email: 2880157863@qq.com手機(jī):18702111736 QQ:2880157863