剩餘電流式電氣火災智慧型監控系統

剩餘電流式電氣火災智慧型監控系統是結合剩餘電流式電氣火災監控裝置及多年系統集成經驗,經大量實踐研發的服務於常規的供電網路的監控系統。

概述,系統的特點,系統設計套用的依據,系統的基本組成及工作原理,基本組成,工作原理,剩餘電流式火災智慧型監控系統,系統功能,系統產品的選型,系統設計的檢測方法,

概述

根據消防部門的統計,在全國的火災事故中,電氣火災約占1/3,在電氣火災事故中由於低壓線路單相接地故障,造成事故約占電氣火災事故的1/2。可見線路單相接地故障的嚴重性與普遍性。造成線路單相接地故障的原因是多方面的,如:
●建築物內的導線使用年久失修,其絕緣層老化破損。
●建築物內導線安裝施工不規範,如導線不穿阻燃管,直接埋於牆內或置於桁架上。
●導線施工質量粗糙,偷工減料,使用鋼管穿線時鋼管內壁刮傷導線絕緣層。
●娛樂場所等公共活動場所在進行二次裝修時,亂敷電線,致使各種施工遺留缺隱貼近易燃物;
電氣設計不當,包括使用者隨意增加負荷,造成導線過負荷而發熱,導線絕緣層老化失效。
●用戶內部私拉亂扯線路,架設極不規範。
●線路受自然條件影響,如導線碰樹,大風吹斷導線,空氣潮濕導致導線絕緣水平下降等。
●各種人為的破壞造成斷線等。

系統的特點

電氣火災智慧型監控系統,特點在於漏電監控方面屬於先期預報警系統,與傳統火災自動報警系統不同的是,電氣火災監控系統早期報警是為了避免損失,而傳統火災自動報警系統是為了減少損失。所以,這就是說為什麼不管是新建或是改建工程項目,尤其是已經安裝了火災自動報警系統的單位,仍需要安裝電氣火災監控系統的根本原因。

系統設計套用的依據

1)電氣火災智慧型監控系統的設計與套用,主要依據是根據國家標準中的相關條文:
其一,是GB50045-95(2005版)《高層民用建築設計防火規範》,其中在條文9.5.1里規定:高層建築內火災危險性大、人員密集等場所宜設定漏電火災報警系統。
其二,是GB50016-2006《建築設計防火規範》,在條文11.2.7里規定:下列場所宜設定剩餘電流動作電氣火災監控系統。這些場所包括各種類型的:影劇院、館所、倉庫、住宅小區、醫院、商店、學校等等。
其三,國家標準《建築電氣火災預防要求和檢測方法》有關條文也明確要求“應在電源進線端設定自動切斷電源或報警的剩餘電流動作保護器”。
其四,電氣火災智慧型監控系統的產品應滿足:GB14287.1-2005《電氣火災監控設備》
GB14287.2-2005《剩餘電流式電氣火災監控探測器》GB14287.3-2005《測溫式電氣火災監控探測器》
其五,電氣火災智慧型監控系統的安裝和運行應滿足GB13955-2005《剩餘電流動作保護裝置安裝和運行》
其六,電氣火災智慧型監控系統的供電應滿足GB50052《供配電系統設計規範》的要求
其七,電氣火災智慧型監控系統的設計應滿足《電氣火災監控系統的設計方法》的要求(暫行規定)
2)對“宜”字的理解
國家標準《建築電氣火災預防要求和檢測方法》有關條文中明確要求“應在電源進線端設定自動切斷電源或報警的剩餘電流動作保護器”。在《剩餘電流動作保護裝置安裝和運行》有關條文中也同樣明確要求“必須安裝剩餘電流保護裝置的設備和場所”。其中就末端保護和線路保護做出了具體規則,另外,在4.6條款里,同樣明確在某些場所“應安裝報警式剩餘電流保護裝置”的具體規定,這些都是強制性的規定。
在國家標準《高層民用建築設計防火規範》和《建築設計防火規範》里,對是否安裝電氣火災監控系統是以“宜”安裝來表示的。所謂“宜”安裝,按著規範里用詞說明指出:表示允許也稍有選擇。也就是說可以安裝,也可以不安裝。
怎樣理解“宜”字的含意,把握好“宜”安裝電氣火災監控系統的設計和套用呢?筆者認為,隨著祖國現代化建設的快速發展和人民生活水平的不斷提高,用電量大為增加,相應地電氣火災事故的發生則居高而不下,造成的損失也是不可估量的,綜合考察我國發生火災的趨勢,故安裝電氣火災監控系統是非常迫切的、必要的。再說,若是我們把低壓配電系統中的尚未造成火災發生的隱患,事先有效地通過對漏電、溫度的異常變化以及它們可能引起的火災進行預報、監控,大大地降低火災事故的發生,避免損失不是比減少損失的效果更好嗎?筆者相信,強制性地必須安裝電氣火災智慧型監控系統的全國性的普及措施,已經為期不遠了。

系統的基本組成及工作原理

基本組成

根據國家標準GB14287-2005《電氣火災監控系統》以及相關規範《電氣火災監控系統的設計方法》(暫行規定),則電氣火災智慧型監控系統的基本組成應包括:電氣火災監控裝置、剩餘電流式電氣火災監控探測器以及測溫式電氣火災監控探測器等三個最基本產品種類所組成。其中,剩餘電流式電氣火災監控探測器又由監控探測器和剩餘電流互感器(分對插式、閉合式兩種)所組成。測溫式電氣火災監控探測器由監控探測器和測溫感測器所組成。
電氣火災監控裝置電氣火災監控裝置
目前,國內設計、開發、生產電氣火災監控系統產品的廠家,知道的已有十來家,但從獲得的實際信息資料來看,該系統最基本產品種類的配置齊全的只有幾家。

工作原理

 其基本原理是,當電氣設備中的電流、溫度等參數發生異常或突變時,終端探測頭(如剩餘電流互感器、溫度感測器等)利用電磁場感應原理、溫度效應的變化對該信息進行採集,並輸送到監控探測器里,經放大、A/D轉換、CPU對變化的幅值進行分析、判斷,並與報警設定值進行比較,一旦超出設定值則發出報警信號,同時也輸送到監控設備中,再經監控設備進一步識別、判定,當確認可能會發生火災時,監控主機發出火災報警信號,點亮報警指示燈,發出報警音響,同時在液晶顯示屏上顯示火災報警等信息。值班人員則根據以上顯示的信息,迅速到事故現場進行檢查處理,並將報警信息傳送到集中控制台。
剩餘電流互感器剩餘電流互感器
測溫感測器測溫感測器

剩餘電流式火災智慧型監控系統

通過計算機信息技術的套用,使電氣火災監控系統成為集散式分區域監控的整體裝置。該系統可廣泛套用於智慧型小區、大型商場、公共建築、機場、賓館、工業建築等的電氣火災監控,具有集中調度、控制、保護、監視、顯示等功能,具備用電安全管理、控制、保護、分析、記錄於一體智慧型化優點,可大大降低套用場合的電氣火災發生率。

系統功能

系統利用通訊前置機或串口伺服器對分散安裝於現場的測控單元進行就地組網,前置機、伺服器與上位主機通過區域網路採用TCP/IP實施數據交換,極大保證系統的實時性和可靠性。系統能實現對現場測控單元測量電參量進行集中採集,對採集的數據與上位機設定值進行比較分析,顯示用戶需求信息,讓用戶第一時間掌握現場運行狀況;
界面顯示圖形化
系統採用全中文圖形化界面顯示,CAD一次圖、平面圖直觀顯示各測控點的分布及點位描述信息,測量、計量參量的實時顯示,方便直觀的圖表界面,便於用戶橫、縱向對比分析,幾乎全滑鼠操作讓用戶操作更加快捷;
事件報警與記錄
針對現場的各種參量越限、開關變位、電源狀態、設備運行異常及各種操作信息均有相應的聲光報警及提示信息,事故推畫面功能,顯示事故點及故障詳細說明,事件順序記錄,用戶可按時間、事故點位等進行組合查詢,便於用戶及時根據報警信息排查事故現場,查找故障點並及時糾正改進;
限值設定與修改
系統針對各個測量節點的必要測量信息開放用戶限值設定功能,方便用戶不用至現場進行對各個測控單元進行繁瑣的設定操作,更加快捷直觀,亦可通過界面進行限制設定的統一查詢,針對誤設進行修改設定操作;
統計報表與列印
可根據用戶需求設計符合其需要的報表格式,系統可自動統計。可自動生成各種類型的實時運行報表、歷史報表、事件故障及告警記錄報表、操作記錄報表等,可以查詢和列印系統記錄的所有數據值,自動生成電能的日、月、季、年度報表,根據復費率的時段及費率的設定值生成電能的費率報表,查詢列印的起點、間隔等參數可自行設定;系統設計還可根據用戶需求量身定製滿足不同要求的報表輸出功能。
許可權防誤自診斷
系統可定期進行自檢,對外設、監控節點狀態、軟體進行檢驗,發生異常時自行修復;系統提供遠程維護接口,可實施遠程升級、下載程式、遠程診斷等功能;系統提供了多達999級的管理權措施,對不同級別的用戶賦以不同許可權,從而保證系統在運行過程中的安全性和可靠性。
如對某重要迴路的合/分閘操作,需操作員級用戶輸入操作口令外,還需工程師級用戶輸入確認口令後方可完成該操作。
系統一般保留最高管理許可權——系統管理員,系統級管理員可完成該系統所設計的所有操作動作,還具有添加新用戶,分配用戶許可權,刪除用戶等功能。

系統產品的選型

ARCM100-Z監控儀表主要功能:三相I、U、kW、kVar、kWh、kVarh、Hz、COSφ測量;視在電能、基波電能、四象限電能計量;單迴路剩餘電流和溫度監測;多路繼電器輸出、支持消防聯動;事件記錄、內置時鐘;大螢幕點陣式LCD顯示、RS485/Modbus協定、CANBAS可選。
ARCM200-J1監控儀表主要功能:單迴路剩餘電流監測、3路溫度檢測、繼電器輸出、LED顯示、RS485/Modbus協定、CANBAS可選。
ARCM200-J4監控儀表主要功能:4迴路剩餘電流監測、繼電器輸出、LED顯示、RS485/Modbus協定、CANBAS可選。
ARCM300-J1監控儀表主要功能:單迴路剩餘電流監測、3路溫度檢測、繼電器輸出、事件記錄、內置時鐘、LCD顯示、RS485/Modbus協定、CANBAS可選、35mm導軌安裝。
ARCM300-J4監控儀表主要功能:4迴路剩餘電流監測、繼電器輸出、事件記錄、內置時鐘、LCD顯示、RS485/Modbus協定、CANBAS可選、35mm導軌安裝。
AKH-0.66L50D剩餘電流互感器主要功能:單迴路剩餘電流監測、事件記錄、內置時鐘、LED指示、RS485/Modbus協定、CANBUS可選、35mm導軌安裝或底板固定。
ARCM500-J32監控儀表主要功能:32迴路剩餘電流監控、96迴路溫度監控、繼電器輸出、事件記錄、內置時鐘、LCD顯示、RS485/Modbus協定、CANBUS可選。
以上儀表適用於0.4kV電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統中。

系統設計的檢測方法

電氣火災智慧型監控系統的終端信息檢測,有漏電電流和溫度兩種檢測方法。
1)系統接地
對將要設計安裝電氣火災監控系統的用戶,不管是新工程或舊工程改造項目,首先要調查核實該用戶低壓配電系統的系統接地的形式是什麼,否則設計安裝剩餘電流互感器的點位進行檢測,是根本無法施行的。低壓配電系統的系統接地形式有IT型、TT型、TN-S型、TN-C型、TN-C-S型。
2)低壓配電系統總漏電電流的檢測
如果是檢測該用戶用電系統的總體絕緣狀態,則前提有二:其一,必需有獨立的變電系統,其二,低壓配電系統的系統接地形式必須是TT或TN-S型。
3)分支線路漏電電流的檢測AC380V/220V
對於AC220V單相供電系統,剩餘電流互感器只要套住兩根電源線即可,但要求中性線N(即零線)此後不容許再接地。
對於AC380V三相供電系統,由於有三相三線制、三相四線制、三相五線制等使用狀況,則根據具體情況將剩餘電流互感器同時套住LA、LB、LC三相電源線,或同時套住LA、LB、LC+N線。同理,要求中性線N此後不許再接地,保護線PE不得穿過互感器。
在系統接地的形式為TN-C型時,必須將其改造為TN-S型、TN-C-S型或局部TT型系統後,才可以安裝剩餘電流檢測裝置。
4)溫度檢測,一般在二級保護的線路中套用,也就是說當需要對重要場所的導體連線部位監測溫度時,宜設定測溫式電氣火災探測器。它與系統接地的形式無關,主要考慮包括線纜在內的低壓配電裝置中關鍵部位的溫度,可採用接觸式布置法。當被檢測對象為絕緣體時,宜將探測器的溫度感測器直接設定在被探測對象的表面。當被檢測對象為配電櫃內部溫度變化時,可宜靠近發熱部件,採用非接觸式布置。

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