【摘要】文章就濱河商務建筑項目展開討論，針對項目中的電氣火災監(jiān)控問題提出電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設計與應用、網(wǎng)絡設計、系統(tǒng)監(jiān)控設計、系統(tǒng)監(jiān)測、數(shù)據(jù)收集和分析、遠程監(jiān)控等相關措施，以強化電氣火災監(jiān)控水平，降低用戶使用風險。
【關鍵詞】電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)；設計；應用
1引言
電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)代智能建筑中的應用，不僅可以推動建筑行業(yè)實現(xiàn)智能化、信息化發(fā)展，也可以為用戶創(chuàng)造更加安全、舒適的工作環(huán)境，使得行業(yè)經(jīng)濟效益和大眾生活質(zhì)量共同提升。如何讓電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在工程建設、項目運行過程中發(fā)揮應有的作用，需要建設單位、設計單位、規(guī)范標準制定單位、系統(tǒng)設備廠家、物業(yè)管理單位、社會監(jiān)督主管門共同重視，避免讓電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)變成“雞肋”。
2工程概況
濱河商務擁有10KV主變電室兩座，分變電室兩座；1號主變電室位于A座負一層，主要為A座及裙樓供電。2號主變電室位于B座負一層，3號、4號分變電室分別位于C座、D座負一層，分別為C座、D座供電。
電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)有監(jiān)控主機一套，設置在建筑群消防監(jiān)控室內(nèi)；監(jiān)控分機四套分別安裝在四個變電室內(nèi)。實現(xiàn)了對10KV回路電纜、10KV變壓器、400V低壓配電柜主要回路、建筑群樓層配電箱、主要動力配電柜的電氣火災監(jiān)控。監(jiān)控分機具有報警、查詢、打印功能，同時將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控主機，在消防監(jiān)控室內(nèi)具有報警、查詢、打印、消除報警功能。
3電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)應用存在的問題
3.1關于系統(tǒng)運行的問題
在系統(tǒng)運行過程中，工作人員發(fā)現(xiàn)以下問題：①沒有實現(xiàn)與大廈綜合管理系統(tǒng)的系統(tǒng)融合，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)獨立運行；②系統(tǒng)存在誤報，對管理人員工作造成干擾；③系統(tǒng)分布范圍廣，運行管理時多次出現(xiàn)掉線、斷網(wǎng)等問題；④系統(tǒng)主服務器為一臺PC級服務器，系統(tǒng)可靠性較低。
3.2關于系統(tǒng)管理的問題
項目建設完成后交付專業(yè)物業(yè)管理單位管理，經(jīng)過三年時間的跟蹤回訪，發(fā)現(xiàn)如下問題：①物業(yè)公司項目部機電人員對電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)重視程度不夠；②物業(yè)消防控制室監(jiān)控值班員只能對電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)報警查詢，對報警事件轉(zhuǎn)交電工處理；③物業(yè)電工對漏電電流大報警、超溫報警現(xiàn)象束手無策，發(fā)現(xiàn)缺陷容易，解決問題難；④物業(yè)消防中控室一般歸安保部管理，機電設備一般歸工程部管理；電氣火災監(jiān)控管理處于兩個部門共同管理的狀態(tài)。物業(yè)管理人員對電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的重要性認識不足，容易出現(xiàn)兩不管的空檔；⑤社會安全監(jiān)督部門對建筑群的消防監(jiān)督檢查，主要檢查火災報警系統(tǒng)、疏散指示系統(tǒng)、消防通道暢通等。社會安全監(jiān)督部門對電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)一般不做檢查，導致物業(yè)管理單位對火災監(jiān)控系統(tǒng)的重視程度降低；⑥電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)處于建設重視、管理漠視的“雞肋”狀態(tài)。
4電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設計與應用
4.1明確建筑功能需求
該工程中包含了層建筑，在設計電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)時，設計人員應根據(jù)建筑需求設計合理化、可靠度高的系統(tǒng)，以解決系統(tǒng)運行問題。一般高層建筑電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)需要實時采集建筑內(nèi)部消防類相關數(shù)據(jù)，并對設備運行的狀態(tài)進行有效監(jiān)控，以便于及時發(fā)出預警，避免火災發(fā)生。
在設計系統(tǒng)時，可以借助物聯(lián)網(wǎng)技術采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)內(nèi)容主要為低壓配電線路相關電氣參數(shù)等信息。其次，在系統(tǒng)中設計低壓配電物聯(lián)終端和傳感器：①安裝低壓配電物聯(lián)終端：位置在線路側(cè)、低壓側(cè)以及用戶側(cè)。主要功能：利用通信通道監(jiān)控上傳的數(shù)據(jù)信息；②傳感器：溫度傳感器、煙感傳感器[1]。主要功能：利用無線上傳云主站，完成電氣火災隱患警報、設備運行監(jiān)視、事故發(fā)生溯源等。該項功能可以通過手機進行訪問。
4.2系統(tǒng)網(wǎng)絡設計
在設計電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡時，可以利用無線通信網(wǎng)絡提高系統(tǒng)運行水平。該網(wǎng)絡主要由這幾個部分組成：①監(jiān)控主站；②上位機單元；③總線；④監(jiān)控輔站。運行時，ZigBee（紫蜂無線通訊）主站會與總線進行連接，總線接收到上位機單元信息后，主站也會得到實時信息。對系統(tǒng)監(jiān)控模塊進行設計時，可以通過剩余電流探測器以及開關電壓調(diào)節(jié)器，監(jiān)控電氣火災剩余電流[2]。其中，剩余電流探測器功能包含：①自行檢測；②按鍵切換；③聲光報警；④液晶顯示等（見圖1）。
圖1系統(tǒng)網(wǎng)絡監(jiān)測圖示
設計人員也可以使用云平臺設計電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，確保電氣設備正常運行，保證系統(tǒng)可以對建筑電氣火災進行實時監(jiān)控與檢測。技術人員可以將不同電氣火災探測器安裝在關鍵位置，并將這些探測器收集到的數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一傳遞至總線監(jiān)測設備，接著再傳遞至監(jiān)控主機，后傳遞至云平臺[3]。根據(jù)不同用戶需求，劃分電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)控制區(qū)域，根據(jù)每一個區(qū)域特征，設置參數(shù)不同的靈敏度以及報警值，以防止誤報警。利用平臺自檢功能，對監(jiān)測主機和探測器故障進行定期檢測，發(fā)現(xiàn)異常時可及時報警，并將監(jiān)測到的剩余電流值數(shù)據(jù)發(fā)送至系統(tǒng)；工作人員對數(shù)據(jù)進行分析和判斷，確定報警位置后可及時采取措施，防范火災事故發(fā)生，降低事故損失和火災風險（見圖2）。
圖2基于云平臺的電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設計圖示
4.3系統(tǒng)監(jiān)控模塊位置設計
在設計電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)時，可以將系統(tǒng)監(jiān)控模塊放在這幾個位置：①樓層配電箱。在這個位置安裝系統(tǒng)模塊，可以在漏電發(fā)生時及時找到故障位置和高溫隱患位置，且預測的位置較為準確。但是其無法確定哪一個支路發(fā)生漏電，也無法檢測配電室到豎井間的漏電情況。②低壓柜出線。在這個位置安裝系統(tǒng)模塊，其應用成本低。但是產(chǎn)生漏電電流時，系統(tǒng)只能明確哪一個主回路漏電無法對漏電故障發(fā)生的具體位置進行確定，無法對高溫隱患位置進行確定；③末端配電箱。在此處安裝系統(tǒng)模塊可以明確漏電故障以及高溫隱患位置，但是對配電室到豎井間以及豎井間到支路間的漏電情況無法確定[4]。④為了解決上述問題，可以分別在3個位置安裝探測器，使其形成分層保護，以此來實現(xiàn)全面覆蓋與監(jiān)控。但是這種安裝方法成本較高。安裝電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)主機時，可以將其布設消防控制室內(nèi)。在此處安裝主機，可以實時傳遞報警信息和故障信息至消防控制。一旦發(fā)現(xiàn)問題，消防控制的工作人員會在一時間處理相關信息，并對建筑電氣火災隱患問題進行解決[5]。也可以將主機安裝在變電室之內(nèi)，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)會對配電線路中的漏電情況進行監(jiān)測，將主機設置在此處可以由變電室值班人員進行統(tǒng)一管理。
4.4監(jiān)控報警設計
在系統(tǒng)中設計監(jiān)控報警平臺時，需要根據(jù)不同監(jiān)控區(qū)域部署傳感器。利用可視化聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)指令與碼流之間的轉(zhuǎn)換。當遠程通信中斷后，可以實時接收報警信號，并上傳至安全管理平臺。同時，控制主機會開啟周圍視頻監(jiān)控點，并及時發(fā)出報警信號。為了保證平臺信息儲存的安全性，設計人員可以在平臺設置存儲模塊，以便于工作人員儲存重要信息。對于一些重要的用戶信息，可以進行加密處理以保證信息私密性。例如，訪客需要登錄信息數(shù)據(jù)庫時，通過嚴格的權限驗證才可進入平臺查看信息。如連續(xù)3次輸入錯誤密碼，系統(tǒng)會自動提示需要輸入驗證碼再次登錄。在這種防護功能下，可以保護信息不被盜取。另外，為了防止數(shù)據(jù)庫被黑客侵入，也可以設置特殊字符以及邏輯格式過濾驗證方式進行防護。由于探測器在實際應用中常常受到其他工況的影響，容易發(fā)出錯誤警報。如電梯在負載狀態(tài)下，會因以下幾種情況發(fā)生誤報警：①剩余電流互感器在檢測到下端有電梯，或者檢測到三相電機，且電機處于開啟狀態(tài)，或者檢測到變頻器；②監(jiān)控環(huán)境中，功率因數(shù)低造成電能設備運行質(zhì)量受到影響；③現(xiàn)場施工不規(guī)范，造成混接現(xiàn)象發(fā)生。為避免誤報警現(xiàn)象發(fā)生，相關人員需要對傳感器報警裝置進行測試[6]。以電梯報警測試為例，可以采用電梯驅(qū)動回路進行測試，并結合不同計算方法計算相關數(shù)據(jù)，如值、半波均方根等。在電梯電源上接入剩余電流互感器，設置報警值：300mA；報警延時時長：0.2s。設置后進行3次監(jiān)控試驗：①電梯靜止至開啟，再到運行；②電梯正常運行；③運行中的電梯到停止的過程。如發(fā)現(xiàn)誤報警現(xiàn)象，則應針對實際問題改良傳感器誤報警問題。
4.5提高人員系統(tǒng)使用與管理水平
電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)運行時，常會受到外界因素干擾造成運行異常。因此，需要通過提高各個部門人員安全管理意識，增強系統(tǒng)維護力度。首先，針對系統(tǒng)運行與維護進行統(tǒng)一培訓，突出系統(tǒng)維護要點、技能提升以及人員配合的重要性，從而強化各個人員日常維護與管理意識，并提高維修人員技術水平。培訓時，也應面對物業(yè)消防控制室監(jiān)控值班員進行系統(tǒng)基礎維護培訓，如發(fā)生報警情況，班員可做好礎處理，既可保證系統(tǒng)快速恢復運行，也可減少維修成本。例如，在日常維護中，如發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行異常時，工作人員應一時間從網(wǎng)絡狀態(tài)、設備狀態(tài)等方面查找故障原因，盡量在較短時間內(nèi)完成系統(tǒng)維修，以降低電氣火災監(jiān)控風險。其次，統(tǒng)一管理電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)提高管理可靠性，加強社會安全主管部門對電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的重視。相關部門可成立專門管理小組，定期對電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)進行檢查與維護，減少系統(tǒng)運行異常情況發(fā)生。建立嚴格的責任制和獎懲制，提高相關人員的監(jiān)管意識，以確保監(jiān)管的有效性。監(jiān)管過程中，相關人員需要實時記錄監(jiān)管問題，定期針對問題開展會議進行協(xié)商和解決。對于一些較為緊急的監(jiān)管問題，可立即召開會議解決實際問題。通過不斷更新監(jiān)管方式和監(jiān)管制度，提高各部門人員系統(tǒng)維護、系統(tǒng)檢查、系統(tǒng)管理等方面的能力。
5安科瑞電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)介紹
5.1概述
Acre1-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范標準由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨立運行的系統(tǒng)，已通過消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗的消防電子產(chǎn)品試驗認證，并且均通過嚴格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運行，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應用。該系統(tǒng)通過對剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監(jiān)視，實現(xiàn)對電氣火災的早期預防和報警，當必要時還能聯(lián)動切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標的配電回路;并根據(jù)用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災自動報警系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)交換和共享。
5.2應用場合
適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、重點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領域。
5.3系統(tǒng)結構
5.4系統(tǒng)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。
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。
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。
5.5配置方案
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應用場合 |
型號 |
產(chǎn)品照片 |
功能 |
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消防控制室 |
Acrel-6000/B |
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適用于1~4條通信總線多可連接256個探測器，可適用于壁掛安裝的場所。 |
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Acrel-6000/Q |
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適用于大型組網(wǎng)，壁掛式監(jiān)控主機數(shù)量較多且需集中查看的場所，主要監(jiān)測壁掛主機信息。 |
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一、二級 低壓配電 |
ARCM200L-Z 2 |
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三相(I、U、kW、Kvar、kWh、Kvar h、Hz、cos中)，視在電能、四象限電能計量，單回路剩余電流監(jiān)測，4路溫度監(jiān)測，2路繼電器輸出，4路開關量輸入，事件記錄，內(nèi)置時鐘，點陣式LCD顯示，2路獨立RS 485/Modbus通訊 |
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ARCM200L-J 8 |
8路剩余電流監(jiān)測，2路繼電器輸出，4路開關量輸入，事件記錄，內(nèi)置時鐘，點陣式LCD顯示，1路RS 485/Modbus通訊 |
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ARCM 300-J 1 |
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1路剩余電流監(jiān)測，4路溫度監(jiān)測，1路繼電器輸出，事件記錄，LCD顯示，1路RS 485/Modbus通訊 |
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AAFD-□ |
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檢測末端線路的故障電弧，485通訊，導軌式安裝。 |
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ASCP 200-□ |
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短路限流保護、過載保護、內(nèi)部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測，1路RS 485通訊，1路GPRS或NB無線通訊，額定電流為0-40A可設。 |
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短路限流保護、過載保護、內(nèi)部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測，1路RS485通訊，1路NB或4G無線通訊，額定電流為0-63A可設。 |
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配套附件 |
AKH-0.66 |
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測量型互感器，采集交流電流信號 |
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AKH-0.66/L |
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剩余電流互感器，采集剩余電流信號 |
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ARCM-NTC |
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溫度傳感器，采集線纜或配電箱體溫度 |
6結語
電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)代智能建筑中的應用必不可缺，通過引進新信息技術提高系統(tǒng)功能設計的可行性和合理性，同時在系統(tǒng)運行期間，加強相關人員的管理培訓和專業(yè)培訓，以保證系統(tǒng)異常時可一時間進行有效處理，從而延長系統(tǒng)使用壽命，使其可以實時監(jiān)測建筑電氣火災情況。
參考文獻：
作者簡介：龔永波，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電，Email: 28801392115@qq.com QQ:2881392115
