程志芳
 

　　安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定
 

　　摘要：本文介紹順北油氣田一區(qū)奧陶系油氣藏產(chǎn)能建設項目，采用安科瑞剩余電流式電氣火災探測器，就地組網(wǎng)方式，通過現(xiàn)場總線通訊遠傳至后臺，從而實現(xiàn)剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的搭建，完成對現(xiàn)場配電回路的實時漏電流的監(jiān)測。
 

　　關鍵詞： 電氣火災；剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器；監(jiān)控系統(tǒng)；Acrel-6000/B。
 

　　概述
 

　　安科瑞承接其順北油氣田一區(qū)奧陶系油氣藏產(chǎn)能建設項目電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，通過對其分布的5只ARCM200L型火災探測器數(shù)據(jù)采集，完成在Acrel-6000/B主機的漏電數(shù)據(jù)的實時顯示、報警。
 

　　1 應用介紹
 

　　Acrel-6000/B電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞自主研發(fā)的集監(jiān)視、報警、管理于一體的計算機測控系統(tǒng)，該系統(tǒng)適用于大型商場、生活小區(qū)、工礦企業(yè)、辦公大樓、商場、酒店等區(qū)域電氣防火的集中監(jiān)控管理。
 

　　Acrel-6000/B型電氣火災監(jiān)控設備是Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的核心，監(jiān)控設備通過RS485總線與多臺電氣火災監(jiān)控探測器相連，構成集散式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控電氣線路的工作狀態(tài)。
 

　　監(jiān)控設備能實時接收處理各路探測器發(fā)送的剩余電流、溫度信號，同時在液晶屏幕上顯示，當出現(xiàn)剩余電流、運行溫度超限及電源或通訊發(fā)生故障時，監(jiān)控設備能發(fā)出聲、光報警信號，在屏幕上顯示報警類型、故障位置等信息，具有數(shù)據(jù)存儲、查詢、報警、控制輸出等功能，并支持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、功能強，維護方便、性價比高，系統(tǒng)界面友好直觀、易學易用。
 

　　2 參考標準
 

　　本設備符合國家標準
 

　　GB14287.1-2014 《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng) 第1部分：電氣火災監(jiān)控設備》
 

　　GB25506-2010   《消防控制室通用技術要求》
 

　　GB50116-2013   《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》
 

　　3 系統(tǒng)組成
 

　　剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結構，由站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設備層組成。各電氣火災監(jiān)控探測器通過阻燃屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入壁掛式主機。
 

　　系統(tǒng)組網(wǎng)結構
 

 

　　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)的最上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設備，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，保證站控管理層設備的正常運行。
 

　　后臺監(jiān)控設備設置在消控中心。
 

　　2）網(wǎng)絡通訊層
 

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

　　3）現(xiàn)場設備層
 

　　現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要為ARCM200L型剩余式電氣火災監(jiān)控探測器。ARCM200L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。產(chǎn)品采用先進的微控制器技術，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數(shù)字化，網(wǎng)絡化于一身，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)品符合國家標準GB14287.1-2014 《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)第1部分：電氣火災監(jiān)控設備》的標準要求。
 

　　現(xiàn)場總線連接的分布式I/O控制器構成數(shù)據(jù)采集終端，向數(shù)據(jù)中心上傳采集的數(shù)據(jù)。測量探測器擔負著基層的數(shù)據(jù)采集任務，其監(jiān)測的數(shù)據(jù)必須完整、準確并實時傳送至監(jiān)控主機。便于運行人員監(jiān)控現(xiàn)場設備運行狀態(tài)，故障報警等情況，有效預防火災事故發(fā)生。
 

　　4)項目組網(wǎng)情況
 

　　本項目分布5只ARCM200L型火災探測器，采用手拉手方式就地組網(wǎng)，本項目共計鋪設通訊線纜2條，每條通訊線纜接入數(shù)量在10~20不等，通訊距離小于300米。
 

　　4  系統(tǒng)功能
 

　　4.1 監(jiān)控報警功能
 

　　監(jiān)控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發(fā)出聲、光報警信號，同時設備上紅色“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，直至按設備的“復位”按鈕或觸摸屏的“復位”按鍵遠程對探測器實現(xiàn)復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動消除。
 

 

　　當被監(jiān)測回路報警時，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。
 

　　4.3故障報警功能
 

　　通訊故障報警：當監(jiān)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，監(jiān)控畫面中相應的探測器顯示故障提示，同時設備上的黃色“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，監(jiān)控設備也發(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。
 

 

　　檢查設備中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭是否正常。
 

 

　　當發(fā)生剩余電流、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。
 

 

　　當主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時，監(jiān)控設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)控設備連續(xù)平穩(wěn)運行。
 

　　4.7對探測器控制功能
 

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

 

　　為確保監(jiān)控系統(tǒng)的安全運行，監(jiān)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。
 

 

　　5.1電源
 

　　額定工作電壓AC220V(85% ～ 110%)。
 

　　備用電源：主電源欠壓或停電時，維持監(jiān)控設備工作時間 ≥4小時。
 

　　5.2工作制
 

　　24小時工作制。
 

　　5.3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。
 

　　5.4監(jiān)控容量
 

　　監(jiān)控設備最高可監(jiān)控512個監(jiān)控單元(探測器)；
 

　　可配接ARCM系列監(jiān)控探測器。
 

　　5.5監(jiān)控報警項目
 

　　剩余電流故障(漏電)：故障單元屬性(部位、類型)；
 

　　溫度報警(超溫)：故障單元屬性(部位、類型)；
 

　　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： ≤10s；
 

　　監(jiān)控報警聲壓級(A計權)：≥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。
 

　　5.6故障報警項目
 

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

　　探測器與剩余電流傳感器、溫度傳感器之間連接線發(fā)生短路或短路；
 

　　監(jiān)控設備主電源欠壓或斷電；
 

　　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)：≥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。
 

　　5.7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.
 

　　5.8自檢項目
 

　　指示燈檢查：報警、故障、運行、主電源、備用電源指示燈；
 

　　顯示屏檢查；
 

　　音響器件檢查；
 

　　自檢耗時 ≤60s
 

　　5.9事件記錄
 

　　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；
 

　　記錄查詢：根據(jù)記錄的日期、類型等條件查詢。
 

　　5.10操作權限分級
 

　　日常值班級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢；
 

　　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、設備自檢；
 

　　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、設備自檢，監(jiān)控設備系統(tǒng)參數(shù)查詢、
 

　　監(jiān)控設備各模塊單獨檢測、操作員添加與刪除。
 

　　5.11使用環(huán)境條件
 

　　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；
 

　　工作環(huán)境溫度：-10℃～50℃；
 

　　工作環(huán)境相對濕度：5%～95%RH；
 

　　海拔高度：≤2500m。
 

　　6 設備組成部件
 

　　6.1主要參數(shù)及組成部件
 

　　主控單元：工業(yè)級平板電腦，配有觸摸顯示屏，WinXP操作系統(tǒng)；
 

　　輸入輸出：內(nèi)置公司開發(fā)的智能DCMOD模塊，具有多路輸入輸出；
 

　　聲光報警器：內(nèi)置喇叭、LED指示燈；
 

　　備用電源： 2節(jié)12V/7.2Ah的免維護蓄電池.
 

　　6.2面板元件布置及功能說明
 

　　Acrel-6000/B電氣火災監(jiān)控設備面板布置如圖1所示：
 

圖1  監(jiān)控設備面板示意圖
 

　　報警指示燈(紅色)：設備接收到探測器發(fā)出的報警信號時，報警指示燈常亮；
 

　　故障指示燈(黃色)：當本系統(tǒng)發(fā)生故障時(如通訊故障、電源故障等)，故障指示燈常亮；
 

　　運行指示燈(綠色)：設備正常運行時，指示燈常亮；
 

　　消音指示燈(綠色)：軟件消音時，指示燈常亮；
 

　　復位按鈕(紅色)：對系統(tǒng)進行復位操作；
 

　　微型打印機：用于打印實時報警、故障、事件信息。
 

　　該系統(tǒng)自投運以來，運行良好，在預防電氣火災方面發(fā)揮了重要作用，獲得了客戶對產(chǎn)品和公司的認可與信賴。
 

　　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