安科瑞 師晴晴
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405
摘要：漏電火災(zāi)事故在我國(guó)火災(zāi)事故中所占比例居高不下，漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣線路的火災(zāi)隱患，具有廣闊的應(yīng)用前景。文章結(jié)合工程應(yīng)用實(shí)際，簡(jiǎn)要論述了漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的工作原理和功能，并結(jié)合ACREL6000火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，詳細(xì)講解了典型系統(tǒng)應(yīng)用的設(shè)計(jì)框架及運(yùn)作。---漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)淺析
關(guān)鍵詞：漏電 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 剩余電流
前言： 目前隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的人均用電量日益大幅度增加，電氣火災(zāi)也隨之劇增，給國(guó)家經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。國(guó)內(nèi)火災(zāi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明電氣火災(zāi)事故造成的直接財(cái)產(chǎn)損失占總火災(zāi)損失的40 %左右。我國(guó)的電氣火災(zāi)大部分是由短路引起的。低壓配電線路及電氣設(shè)備由于線路老化和機(jī)械損傷，絕緣性能下降而產(chǎn)生漏電。漏電可引起電弧、電火花，電弧的異常高溫達(dá)2 000 ℃以上，幾百毫安漏電的電弧能量就足以引燃周圍的可燃物而引起電氣火災(zāi)。漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)能準(zhǔn)確監(jiān)控電氣線路的故障和異常狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)的火災(zāi)隱患，提醒人員去消除這些隱患。---漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)淺析
1漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的原理和功能：
1.1漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理
漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)一般由一臺(tái)探測(cè)報(bào)警器主機(jī)和若干個(gè)漏電電流互感器、控制模塊經(jīng)二總線組成。當(dāng)被保護(hù)線路中發(fā)生接地漏電電流時(shí)，探測(cè)器測(cè)到報(bào)警信號(hào)，傳送給控制模塊，通過(guò)二總線網(wǎng)絡(luò)傳輸主機(jī)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)；主機(jī)顯示屏同時(shí)顯示報(bào)警線路，記錄并保存報(bào)警和控制信息，值班人員可在主機(jī)處遠(yuǎn)程操作切斷電源或派人到現(xiàn)場(chǎng)排除故障。實(shí)現(xiàn)對(duì)各保護(hù)對(duì)象的線路和用電設(shè)備的漏電情況進(jìn)行集中監(jiān)控和管理。---漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)淺析
1. 2 漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)具有的功能
(1) 探測(cè)漏電電流、過(guò)電流等信號(hào)。
(2) 發(fā)出聲光信號(hào)報(bào)警，準(zhǔn)確報(bào)出故障線路地址，監(jiān)視故障點(diǎn)的變化。
(3) 儲(chǔ)存各種故障和操作試驗(yàn)信號(hào)，信號(hào)存儲(chǔ)時(shí)間不應(yīng)少于365 d。
(4) 顯示系統(tǒng)電源狀態(tài)，如果有必要還可以切斷漏電線路上的電源，并顯示其狀態(tài)。
2漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)范依據(jù)
2.1設(shè)計(jì)規(guī)范
(1) 文獻(xiàn)[ 3 ]明確提出“建筑物電源端的剩余電流保護(hù)裝置應(yīng)滿足防電氣火災(zāi)的功能要求”，對(duì)在建筑物內(nèi)安裝剩余電流動(dòng)作火災(zāi)監(jiān)控裝置及動(dòng)作參數(shù)作了明確規(guī)定。
(2) 文獻(xiàn)[ 4 ]規(guī)定：高層建設(shè)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)。文獻(xiàn)[5 ]規(guī)定在按一、二級(jí)負(fù)荷供電的消防用電設(shè)備的場(chǎng)所和其它危險(xiǎn)性較大的場(chǎng)所宜設(shè)置。文獻(xiàn)[4 ]和文獻(xiàn)[ 5 ]雖然采用“宜設(shè)置”，但根據(jù)規(guī)范對(duì)宜是“在條件許可時(shí)首先應(yīng)這樣做”的用詞解釋，在當(dāng)前電氣火災(zāi)多發(fā)、形勢(shì)嚴(yán)峻且漏電火災(zāi)報(bào)警技術(shù)已是非常成熟、系統(tǒng)產(chǎn)品大量生產(chǎn)的情況下，普及應(yīng)用漏電火災(zāi)報(bào)警技術(shù)既是必要也是可行的。---漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)淺析
2. 2設(shè)計(jì)有關(guān)要求
(1) 系統(tǒng)額定漏電電流動(dòng)作值的確定。額定漏電電流動(dòng)作值的確定應(yīng)準(zhǔn)確合理，避免誤動(dòng)作或擴(kuò)大停電范圍。額定漏電電流動(dòng)作值應(yīng)考慮正常運(yùn)行時(shí)的泄漏電流，并留有充分余地。配電線路正常運(yùn)行時(shí)的泄漏電流，包括線路本身的泄漏電流和用電設(shè)備的泄漏電流兩部分，兩者之和即為確定額定剩余動(dòng)作電流與校驗(yàn)額定剩余不動(dòng)作電流的依據(jù)。
文獻(xiàn)[ 3 ]規(guī)定：“選用的剩余電流保護(hù)裝置的額定剩余不動(dòng)作電流,應(yīng)不小于被保護(hù)電氣線路和設(shè)備的正常運(yùn)行時(shí)泄漏電流值的2 倍。”在選用漏電控制模塊的額定動(dòng)作電流時(shí)，應(yīng)不小于電氣線路和設(shè)備的正常泄漏電流的值的2 倍。并且可根據(jù)被保護(hù)線路及設(shè)備的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。一般二級(jí)漏電報(bào)警電流值在600～800 mA ，三級(jí)漏電報(bào)警電流值在200～400 mA 范圍內(nèi)。
(2) 配電級(jí)數(shù)的選定。為對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，準(zhǔn)確判斷出故障線路地址及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患部位，應(yīng)根據(jù)建筑用電負(fù)荷和線路的具體情況,確定采用二級(jí)或三級(jí)保護(hù)。一般二級(jí)開(kāi)關(guān)處都要安裝漏電電流探測(cè)器。
(3) 斷路器脫扣與報(bào)警。系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)標(biāo)明動(dòng)作電流的作用是報(bào)警還是作用于斷路器脫扣，如未標(biāo)明則定為報(bào)警。對(duì)消防用電設(shè)備無(wú)論是過(guò)電流還是漏電均不能作用于斷路器脫扣，只能進(jìn)行報(bào)警。
(4) 電源設(shè)計(jì)。漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)屬于消防設(shè)備，監(jiān)控設(shè)備的主電源應(yīng)采用消防電源。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：**負(fù)荷用戶應(yīng)按**負(fù)荷要求供電，二級(jí)負(fù)荷用戶應(yīng)按二級(jí)負(fù)荷要求供電。給監(jiān)控設(shè)備供電的兩個(gè)電源或兩回線路，應(yīng)在末**配電箱處自動(dòng)切換。監(jiān)控設(shè)備可配有UPS 裝置，且UPS 的容量滿足監(jiān)控設(shè)備的要求。
3漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架：
本文將以Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)為例著重介紹漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的組成框架及實(shí)際運(yùn)用。
Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司公司自主研發(fā)的用于接收剩余電流式電氣火災(zāi)探測(cè)器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電氣線路的報(bào)警、監(jiān)視、控制、管理的運(yùn)行于計(jì)算機(jī)的工業(yè)級(jí)硬件/軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)應(yīng)用于大型商場(chǎng)、生活小區(qū)、生產(chǎn)基礎(chǔ)、辦公大樓、商場(chǎng)酒店等區(qū)域的消防控制中心，對(duì)分散在建筑內(nèi)的探測(cè)器進(jìn)行遙測(cè)、遙調(diào)、遙控、遙信，方便實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與管理。本系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus現(xiàn)場(chǎng)總線將具有通信功能的探測(cè)器相互連接起來(lái)，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)線路中的被探測(cè)參數(shù)超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號(hào)、控制信號(hào)，能指示報(bào)警部位并保存報(bào)警信息。
3.1本系統(tǒng)分布主要采用計(jì)算機(jī)分布網(wǎng)路結(jié)構(gòu)
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)的上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如監(jiān)控主機(jī)、顯示器、UPS電源等組成。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各類數(shù)據(jù)信息計(jì)算、分析、處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)情況。
監(jiān)控主機(jī)：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(jìn)行系統(tǒng)管理、維護(hù)和分析工作。
UPS：保證計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常供電，在整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生供電問(wèn)題時(shí)，保證站控管理層設(shè)備的正常運(yùn)行。
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(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與上位機(jī)的實(shí)時(shí)通訊。
3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要為ARCM300-JI剩余式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。可監(jiān)測(cè)單路漏電流，各相電纜溫度信號(hào)，每路通道具有斷線、短路檢測(cè)功能；標(biāo)準(zhǔn)35mm導(dǎo)軌式安裝， LCD顯示；畫(huà)面暫留功能，漏電故障發(fā)生時(shí)，該通道顯示畫(huà)面暫留，表示該通道漏電或超溫時(shí)的值，方便上位機(jī)的故障記錄；具有事件存儲(chǔ)功能，報(bào)警器能夠記錄報(bào)警發(fā)生的時(shí)間、類型、參數(shù)，根據(jù)報(bào)警記錄可以；分析現(xiàn)場(chǎng)的用電情況，為消除故障提供依據(jù)；采用現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù)，上位機(jī)管理軟件可以時(shí)刻監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)報(bào)警信息。標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議可以與各種標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)相連；集成度高，網(wǎng)絡(luò)化，智能化程度高，動(dòng)作特性合理。
現(xiàn)場(chǎng)總線連接的分布式I/O控制器構(gòu)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(cè)量?jī)x表?yè)?dān)負(fù)著基層的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，其監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確并實(shí)時(shí)傳送至監(jiān)控主機(jī)。便于運(yùn)行人員監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，故障報(bào)警等情況，預(yù)防火災(zāi)事故發(fā)生。
3.2系統(tǒng)運(yùn)作
本套上位機(jī)軟件Acrel-6000電氣火災(zāi)系統(tǒng)。主要有以下功能特點(diǎn)：友好的人機(jī)界面，可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的剩余電流數(shù)據(jù)和溫度、并有報(bào)警提示聲光報(bào)警等功能?？蛻艨筛鶕?jù)實(shí)際需要對(duì)報(bào)警溫度值、漏電流值進(jìn)行設(shè)置，報(bào)警故障解除時(shí)，可遠(yuǎn)方進(jìn)行復(fù)位。系統(tǒng)可對(duì)報(bào)警事件、日期、報(bào)警值、越線值進(jìn)行記錄，并生成報(bào)表，可對(duì)報(bào)警事件記錄進(jìn)行打印。
1）故障信息提示
當(dāng)監(jiān)控設(shè)備檢測(cè)到設(shè)備故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備將發(fā)出如下信息：
l 運(yùn)行監(jiān)視主界面的故障單元顯示黃色背景；
l 運(yùn)行監(jiān)視主界面顯示實(shí)時(shí)故障提示信息，信息內(nèi)容包括：時(shí)間，設(shè)備位置，設(shè)備編號(hào)，故障信息（顯示界面如下圖所示）；
l 在“實(shí)時(shí)信息顯示區(qū)”中，“故障信息”顯示紅色；
l 監(jiān)控設(shè)備黃色故障指示燈點(diǎn)亮、發(fā)出故障提示音。
2）報(bào)警信息提示及復(fù)位
當(dāng)監(jiān)控設(shè)備檢測(cè)到報(bào)警時(shí)，監(jiān)控設(shè)備將發(fā)出如下信息：
l 運(yùn)行監(jiān)視主界面的報(bào)警單元顯示紅色背景；
l 運(yùn)行監(jiān)視主界面顯示實(shí)時(shí)報(bào)警提示信息，信息內(nèi)容包括：時(shí)間，設(shè)備位置，設(shè)備編號(hào)，報(bào)警信息；
l 在“實(shí)時(shí)信息顯示區(qū)”中，“報(bào)警信息”顯示紅色；
l 報(bào)警控制輸出端子輸出報(bào)警信號(hào)；
l 監(jiān)控設(shè)備紅色報(bào)警指示燈點(diǎn)亮、發(fā)出報(bào)警提示音。
3）報(bào)警記錄查詢
通過(guò)點(diǎn)擊【數(shù)據(jù)】菜單下的“報(bào)警記錄查詢”進(jìn)入如下圖所示的報(bào)警記錄（動(dòng)作信息查詢）界面。用戶于該界面內(nèi)可查詢?nèi)我鈺r(shí)段內(nèi)相應(yīng)報(bào)警或動(dòng)作類型下的記錄，操作方式為選擇起始日期、結(jié)束日期、查詢類型后點(diǎn)擊查詢按鈕即可。
4）端口管理
該管理功能只有“系統(tǒng)管理級(jí)”可進(jìn)行操作。
“系統(tǒng)管理級(jí)”權(quán)限登錄系統(tǒng)后，通過(guò)點(diǎn)擊【維護(hù)】菜單下的“端口管理”可進(jìn)入如下圖所示的端口管理界面。該界面可修改各通道所對(duì)應(yīng)的通訊端口、通訊速率及使用狀態(tài)。
結(jié)束語(yǔ)：漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景。在實(shí)際工程中，要通過(guò)完善產(chǎn)品性能、提高設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量、嚴(yán)格驗(yàn)收等措施，真正起到預(yù)防電氣火災(zāi)的目的。
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作者簡(jiǎn)介：
師晴晴（1985－），女，漢族，本科，工程師，主要研究方向?yàn)橹悄芙ㄖ┡潆姳O(jiān)控系統(tǒng)
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