電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在亞運會開閉幕式的應用

師晴晴

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇 江陰 214405

1、 概述

近年來，隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展，戶外大型活動的不斷增多，戶外舞臺在實際生活中使用頻率較高?，F(xiàn)場規(guī)模大，人員集中，用電負荷大，配電線路多，功能復雜，加之現(xiàn)場照明燈具、音響設備較多，消防**管理稍有疏忽就有可能發(fā)生火災，造成大量人員傷亡。2010年廣州第十六屆亞運會將是一次規(guī)模**的體育盛會，如何保障亞運會開閉幕式的**成功舉行及地防止電氣火災的發(fā)生，是一項非常艱巨的任務。

 2、 項目介紹

廣州亞運會開閉幕式在海心沙島舉行，海心沙島位于廣州市珠江內江心沙洲，在珠江北主航道上。整個島內的供電由現(xiàn)場發(fā)電以及廣州市供電局供電兩部分組成，整個配電設施全部位于舞臺下方的地下空間，包括四個配電區(qū)域，分別是：（1#）綜合變配電房、舞臺（2#）綜合變配電房、地下空間（3#）綜合變配電房、舞臺（4#）綜合變配電房，每個配電房包括10KV高壓配電柜、直流屏、0.4KV低壓配電柜、發(fā)電機、變壓器等。在亞運會開閉幕式當晚，所有涉及表演、噴泉、音響等重要回路全部由現(xiàn)場發(fā)電機供電，其余看臺、照明等由廣州市供電局供電。

　　作為洲際大賽的開閉幕式會場，其對供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，**性要求極高。因此，在每個綜合變配區(qū)域設置一個漏電火災監(jiān)控系統(tǒng)工作站，實現(xiàn)對本變配電房各運行設備的運行狀態(tài)的檢測、預警，故障分析、統(tǒng)計輸出及被保護電氣線路的報警、監(jiān)視、控制及管理。在看臺設備監(jiān)控中心設一個中央控制室，系統(tǒng)服務器和主管理工作站設于該中央控制室，所有變配電房電力參數(shù)通過光纖傳輸至中央控制室。

 3、 電氣火災發(fā)生的原因分析

從電氣火災統(tǒng)計資料看，近年來引發(fā)電氣火災的主要原因是漏電[1]、短路、過負荷、接觸**、靜電、雷電、誤操作及電氣設備故障等。其中，漏電、短路、過負荷為主要原因。在各類電氣火災中，電線電纜故障占的比例較大。開幕式現(xiàn)場由于場地大，島上環(huán)境潮濕、電線電纜敷設距離遠，加之用電時間集中，用電量大，高熱光源多，用電設備復雜，用電負荷不穩(wěn)定等，很容易引發(fā)電氣火災。根據(jù)現(xiàn)場的用電特點，發(fā)生電氣火災的原因歸納起來主要有以下幾個方面。

l 安裝環(huán)境潮濕

安裝斷路器的場所嚴重潮濕，斷路器雖未合閘，但其上的刀開關因疏忽合上，則在斷路器電源端的相間（如連接為裸銅排）因布滿水汽，引起相間擊穿而短路，配電箱被燒。

l 漏電

因絕緣受損或線路對地電容大，相對產(chǎn)生泄漏電流。如泄漏電流達300mA（對額定電流為40A的線路，泄漏電流是100mA）,故障處的消耗功率約為20W，時間延續(xù)2h，將使絕緣進一步遭損，而造成相對地短路（若不使用剩余電流動作保護器RCD，而使用熔斷器或小型斷路器動作）。時間略長，引起火花放電，釀成火災。

l 線路實際載流量超過設計載流量

  電線電纜可能超負荷運行。由于導線本身具有電阻，通過電流時就會發(fā)熱，即通過的電流量越大，發(fā)熱量就越大，如果電流通過導線產(chǎn)生的溫度超過其允許高溫度值時，會導致加速絕緣層的老化，甚至熔化短路或燃燒，引發(fā)火災事故。

l 中性線斷裂引起電器設備燒毀

因裝設馬虎、受風雨侵襲或某些機械原因使中性線中斷；一些非線性負荷（如舞臺調光用晶閘管、電子整流器等）的三次諧波很大，大將超過30%額定電流，加上三相負載不平衡，N線的電流大可達2倍多額定電流；N線的截面積設計為1/2甚至1/3相線截面積，使N線極燒斷。中性線斷裂后，如保護不當，則電氣設備絕緣受損，引起單相設備燒壞，產(chǎn)生電氣火災。

 4、 Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在亞運會開閉幕式的應用
　　結合開閉幕式舉行場地海心沙島的環(huán)境特點及現(xiàn)場要求，本項目選用Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，充分利用了現(xiàn)代電子技術、計算機技術、計算機網(wǎng)絡技術、現(xiàn)場總線技術的新發(fā)展技術，對整個島內的供配電系統(tǒng)進行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理，結合電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)平臺，準確、全天候地聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測線路中的漏電、電流、溫度等變化，當線路中漏電、電流、溫度發(fā)生異常達到預警值，可馬上發(fā)出報警信號并準備報出故障點，電氣專業(yè)人員可及時排查電氣火災隱患，不讓線路帶故障及異常運行，可以的保護用電設備。

 4.1系統(tǒng)拓展圖

 

      系統(tǒng)整體架構采用分層分布式結構，主要由監(jiān)控設備、監(jiān)控探測器等組成。系統(tǒng)主要實現(xiàn)功能：

u 實現(xiàn)對監(jiān)控單元分合閘的監(jiān)測，采用聲光報警方式顯示。

u 實時監(jiān)控設備與探測器之間的連接線斷路、短路及設備主電源欠壓、過壓的報警，發(fā)出與監(jiān)控報警有明顯區(qū)別的聲光故障報警信號。

u 可實現(xiàn)自檢功能，檢測通信線路連接狀態(tài)。

u 具備報警記錄功能，可查看故障事件類型、發(fā)生時間以及故障描述。

u 具備高權限對低權限的添加與刪除功能。

 

4.2軟件設計參照的標準和依據(jù)

l GB14287-2005               《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)》

l GB50045-95（2005版本）    《高層民用建筑設計防火規(guī)范》

l GB13955-2005               《剩余電流保護裝置與運行》

l GB50016-2006               《建筑設計防火規(guī)范》

l GB25506-2010               《消防控制通用技術要求》

4.3設備參數(shù)列表

4.4儀表參數(shù)

4.4.1概述

ARCM剩余電流式電氣火災監(jiān)控裝置安裝在0.4kV低壓配電系統(tǒng)中，用于檢測TN-C-S、TN-S及局部TT系統(tǒng)中的剩余電流、溫度等有關電氣火災隱患產(chǎn)生的電氣參數(shù)，當被保護線路中監(jiān)控裝置參數(shù)超過報警設定值時，能發(fā)生報警和控制信號，以便消除剩余電流引起的電氣火災隱患。產(chǎn)品采用RS485總線進行通訊，可以與其它監(jiān)控報警器、監(jiān)控單元或監(jiān)控主機聯(lián)合組成火災監(jiān)控系統(tǒng)，可根據(jù)用戶需要選擇集中總線型的信息管理模式或功能分區(qū)型的信息管理模式。

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家重點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領域，符合GB 14287.2-2005《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》及GB 13955-2005《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》的標準。

 

4.4.2適用環(huán)境

工作溫度：-10℃~+55℃

儲存溫度：-20℃~+70℃

相對濕度：≤95%不結露

海拔高度：≤2500m

污染等級：Ⅲ級，安裝類別：Ⅲ級

4.4.3ARCM100-Z監(jiān)控儀表

4.4.3.1功能

● 具有剩余電流保護、溫度保護、過壓保護、缺相保護、過流保護等多種保護功能；

● 實時地對回路的三相電壓、三相電流、頻率、功率、四象限電能和基波、總諧波電能等電參量進行測量；

● 提供三路開關量輸入功能，可連接消防聯(lián)動信號和煙霧報警信號，高可靠性地實現(xiàn)消防系統(tǒng)通過裝置遠程控制，強制切斷故障點電源；

● 繼電器保護輸出：具有報警輸出和脫扣輸出的功能，同時可將開關狀態(tài)反饋到消防系統(tǒng)；

● 采用的現(xiàn)場總線通信技術，上位機管理軟件可以實時監(jiān)控現(xiàn)場的運行狀況，及時發(fā)出報警信息；

● 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)和相序，根據(jù)報警記錄可以分析現(xiàn)場的用電情況，為消除故障提供依據(jù)；

● 實時溫度監(jiān)控功能，對傳感器進行在線檢測，傳感器斷線、短接都會發(fā)出告警信號；

● 掉電保護功能，當監(jiān)控裝置處于報警狀態(tài)時遇到斷電情況，下次上電時仍然會保持斷電前的報警狀態(tài)，防止由于斷電、復位等原因導致的報警無效的情況；

● 適用于0.4kV電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統(tǒng)。

4.4.3.2技術參數(shù)

4.5系統(tǒng)運行界面

系統(tǒng)運行主界面[2]：包含“菜單欄”、“快速啟動欄”、“運行監(jiān)視界面”及“系統(tǒng)狀態(tài)欄”四部分，可以分別通過點擊系統(tǒng)主界面上方的菜單欄或快速啟動欄內按鈕進入各相關功能界面。

系統(tǒng)運行主界面

 

狀態(tài)監(jiān)測界面：直觀的列出了所查詢監(jiān)測點配置的監(jiān)控裝置的內部設定參數(shù)、測量參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)，并可于該界面對監(jiān)控裝置進行遠程解除報警或分合閘控制。

狀態(tài)監(jiān)測界面

 

用戶登陸界面：輸入正確的工號和口令后，系統(tǒng)狀態(tài)欄會顯示當前的登錄用戶。本軟件針對的任意遠控操作均需權限登錄后方可操作，即防止無關人員誤操作。

用戶登陸界面

 

權限管理界面：該界面可添加新的“監(jiān)控操作級”和“日常值班級”權限的新用戶，也可刪除這兩個級別的現(xiàn)有用戶，該管理功能只有“系統(tǒng)管理級”可進行操作。

權限管理界面

 

設備檢測界面：該檢測功能為“系統(tǒng)管理級”和“監(jiān)控操作級”方可進行的操作功能，主要用于設備自檢和對監(jiān)控設備面板指示燈的手動檢測。

設備檢測界面

 

報警記錄界面：用戶于該界面內可查詢任意時段內相應報警或動作類型下的記錄，各級操作權限均可查看該界面的信息。

報警記錄界面

5、 總結

第16屆廣州亞運會是為了促進亞洲國與國之間的聯(lián)系，促進亞洲體育水平和亞洲的團結精神。開展亞運推動了我國經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，是對我國的經(jīng)濟實力、政治穩(wěn)定、社會治安、經(jīng)營管理、民眾素質、技術水平、環(huán)境衛(wèi)生以及體育競爭力的一次綜合檢閱。

電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，把看不見摸不著的用電情況變成可視的數(shù)字化監(jiān)控，準確探測電氣線路的異常狀態(tài)，通過處理將信息提供給維護人員，從而把電氣火災消滅在萌芽狀態(tài)，為的保護用電設備、節(jié)約電能、預防電氣火災提供了**的解決方案，的促進了廣州亞運會的成功舉辦。

【參考文獻】

［1］ 淺析電氣火災發(fā)生的原因與對策. 李志學

［2］ 安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊.2013.01

作者簡介：

師晴晴（1985－），女，漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)

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《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設計與應用圖集》（圖集號：ACR12CDX401）由安科瑞電氣股份有限公司及山東省建筑電氣技術情報網(wǎng)主編，該圖集的編制得到了中國建筑學會建筑電氣分會、國內建筑電氣設計技術協(xié)作及情報交流網(wǎng)的許多專家的關心和支持，參加審閱的專家有丁杰、王東林、王金元、王勇、孫成群、孫勝進、張文才、李炳華、李蔚、楊德才、沈育祥、邵民杰、陳漢民、陳眾勵、陳建飚、周名嘉、俞志敏、洪偉、夏林、郭曉巖、熊江。該圖集適用于新建、擴建和改建的民用建筑及一般工業(yè)建筑物中，電壓等級在220V/380V供配電系統(tǒng)的電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設計與應用，并包括系統(tǒng)設備的選擇與安裝，有特殊要求的建筑物需結合工程的實際情況選用。凡需要該圖集的設計、使用、生產(chǎn)、安裝與施工單位，可向安科瑞電氣股份有限公司索取。請?zhí)峁┵F單位名稱、部門、地址、郵編、聯(lián)系人、聯(lián)系電話、郵箱等信息，傳真（0510-86179975）、郵件（2880157874@qq.com）或QQ:2880157874至安科瑞師晴晴小姐收。安科瑞電氣可免費贈送《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設計與應用圖集》。