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建筑防火中電氣火災監(jiān)控云平臺的研究與應用

發(fā)布時間: 2022-03-11  點擊次數(shù): 520次

王晶晶

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
 
摘要:為解決建筑防火中的電氣火災監(jiān)控問題,本文結合某建筑實際情況,對其電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)進行深入分析, 
提出設備選型、系統(tǒng)設計及安裝等內容,以期為相關人員提供參考。 
關鍵詞:建筑防火;電氣火災;電氣火災監(jiān)控
 
0引言
      如今,建筑電氣設備種類和數(shù)量都在不斷增多,這在豐富建筑使用功能的同時,增加了火災隱患。要想有效預防建筑電氣火災,在火災發(fā)生后立即通過監(jiān)控和自動控制切斷設備,能有效控制火災的發(fā)展和蔓延,并減小由此造成的損失。 
 
1建筑概況 
      某建筑地上共14層,設1層地下室,總建筑面積1.51萬m'。對于該建筑,其消防設備屬于一級負荷;二級負荷包括電梯(非消防)、水泵與樓梯間照明;除以上一級和二級負荷外的負荷均屬于三級負荷。該建筑變電所位于地下一層,為滿足建筑用電量要求,需在低壓配電柜中對消防用電回路進行預留;低壓側電源采用交流三相四線220/380V,其配電系統(tǒng)為單母線分段形式;干線配電方式為樹干式,主要負荷與容量相對較大的動力負荷均為放射式配電?,F(xiàn)以該建筑為例,對其電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)做如下深入分析。 
 
2設備選型 
      在建筑中,一旦發(fā)生電氣火災,則其隱患的分布將極為分散,基于此,對電氣火災監(jiān)控而言,需要將集中監(jiān)控設備與現(xiàn)場處理設備充分結合到一起,形成集散式系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)勢在于通過對剩余電流的實時檢測,確定各監(jiān)控點實際剩余電流,基本不會對原配電系統(tǒng)造成任何影響,且系統(tǒng)比較單一和靈活,無論是新建、改建還是擴建項目,都可以使用。除此之外,采用集散式系統(tǒng)還能結合實際需要,有針對性地增減監(jiān)控點,保證靈活性。
      在設備選型過程中,應優(yōu)先考慮技術先進且經濟合理的類型。通過對上述各因素的綜合考慮,在本次設計工作中,主要選擇由施耐德萬高公司生產的產品。其中,剩余電流探測裝置選擇WEFP-T系列產品,用于對安裝地點實際剩余電流進行檢測,檢測到的信號傳輸?shù)絎EFP-J;現(xiàn)場處理設備選擇WEFP-J系列產品,對安裝地點實際剩余電流實施檢測后,將得到的信號傳輸?shù)絎EFP-S;集中監(jiān)控設備選擇WEFP-S系列產品,用于對所有探測裝置實施集中管理。 
3系統(tǒng)設計及安裝 
3.1剩余電流探測裝置及現(xiàn)場處理設備 
      裝置的安裝主要分成以下兩種情況: 
      (1)對于剩余電流探測裝置,一般在低壓柜各線路出線處進行安裝。每個WEFP-J都能同時接收多個剩余電流探測裝置傳輸?shù)男盘?,同時對其進行顯示,并通過通信線為WEFP-S傳遞信 
號。
      (2)如果將剩余電流探測裝置安裝在進箱斷路器之后,則其作用原理和與WEFP-J之間的關系將和在低壓柜中進行的安全基本相同。考慮到各樓層中層箱之間的距離相對較遠,故WEFP-J僅對一路信號進行接收與傳送,在對這些信號予以現(xiàn)場顯示和報警的同時,將其傳輸?shù)絎EFP-S。
3.2集中監(jiān)控設備 
      整個監(jiān)控系統(tǒng)與系統(tǒng)的WEFP-S都需要依靠專門的管理軟件來實現(xiàn)集中管理目標。系統(tǒng)的集中監(jiān)控設備需要在消防控制室中進行安裝,能對各監(jiān)控點的主要參數(shù)進行顯示,包括三相電流、電壓和溫度等;在顯示參數(shù)的同時,還能實現(xiàn)報警,包括過流過壓、欠壓、超溫、剩余電流,當然也能根據(jù)需求增加其他報警。 
3.3監(jiān)控系統(tǒng) 
      按照現(xiàn)行建筑防火規(guī)范提出的要求,建筑應做好電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的合理設置,同時該系統(tǒng)要滿足以下幾個方面要求:其一,監(jiān)控主機以PC計算機為主,并采用組態(tài)管理軟件;其二,在樓層箱處進行測點的布置,且所有測點都能對三相電流、電壓與剩余電流等信息進行采集,同時要能在計算機上實時顯示;其三,當過流、過壓、欠壓與剩余電流超出允許范圍時,應能立即報警;其四,二總線宜選擇雙色雙絞線ZR-RVSP 2 x 1.5mm2,以便于和報警系統(tǒng)的通信線路實現(xiàn)共管敷設;其五,WEFP-S和相應的操作計算機都應在消防值班室進行設置。 
      除此之外,在對剩余電流檢測結果報警值進行設定的過程中,要對固有剩余電流予以充分考慮。在配電系統(tǒng)當中,無論是用電設備還是長距離線路,均有一定剩余電流,即固有剩余電流。針對這部分電流,需在監(jiān)控時將其排除在外?;诖?,需在探測裝置中通過適當?shù)脑O施,用檢測到的電流值與固有剩余電流相減,相減后的結果才是系統(tǒng)重點監(jiān)控對象。要將固有剩余電流準確寫入到監(jiān)控系統(tǒng)中,但對固有剩余電流而言,并不是一個固定的值,和配電系統(tǒng)所包含的用電設備數(shù)量及空氣濕度等很多因素都有關聯(lián),這會給系統(tǒng)報警值的設定造成很大不便。通過連續(xù)觀察與測量,固有剩余電流和線路長度及系統(tǒng)接入的用電設備總數(shù)有關,雖然其他因素也會造成影響,但只會引起小幅的波動現(xiàn)象?;诖耍趯潭ㄊS嚯娏鬟M行設定的過程中,可直接根據(jù)系統(tǒng)投入,使用時對應的實測值確定,也可通過參數(shù)估算的方式確定。 線路的單位長度固有剩余電流如表1所示。 
表1線路的單位長度固有剩余電流(單位:mA/km )
      熒光燈:當安裝于金屬構件時,固有剩余電流為0.1mA;當安裝于木質或者混凝土構件時,固有剩余電流為0.02mA。家用電器:對于手握式丨級設備,其固有剩余電流不超過0.75mA; 
      對于固定式I級設備,其固有剩余電流不超過3.5mA;對于II級設備,其固有剩余電流不超過0.25mA;對于I級電熱設備,其固有剩余電流不超過0.75 ~ 5.0mA。對于計算機,移動式計算機的固有剩余電流為1.0mA,固定式計算機的固有剩余電流為3.5mA,組合式計算機的固有剩余電流為15.0mA。
 
4安科瑞安全用電云平臺及選型
4.1安科瑞安全用電云平臺介紹
      Acrelcloud-6000安全用電云管理系統(tǒng)能夠對剩余電流、設備溫度、故障電弧等電氣故障進行實時監(jiān)控、報警、記錄,并且通過云端的遠程控制。設備與云端的通訊方向不受限制,能上傳數(shù)據(jù)、透傳指令,并時間顯示實時狀態(tài)。通過對上傳至云端的數(shù)據(jù)進行分析,為用戶提供火災隱患的相關數(shù)據(jù),能夠及早的發(fā)現(xiàn)問題并實施排查,避免火災的發(fā)生。另一方面,云平臺提供超大容量的信息儲存及穩(wěn)定的服務,提升了服務質量,對用戶的長遠發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。此外,該系統(tǒng)通過集中監(jiān)控,使得數(shù)據(jù)通過每個節(jié)點的4G網(wǎng)絡傳輸至云端集中式管理和監(jiān)控,主控端布置于城市消防大隊,從而能夠對采集的信息進行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理。
 
具體功能如下:
      (1)安全用電監(jiān)管服務系統(tǒng)包含安全用電管理云平臺、電腦終端顯示系統(tǒng)、手機APP、漏電探測器、漏電互感器、電流互感器等。
      (2)安全用電監(jiān)管服務系統(tǒng)平臺能展示剩余電流、溫度、電流等電氣安全參數(shù)的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線、歷史數(shù)據(jù)與變化曲線、實時報警數(shù)據(jù)等,能實時顯示現(xiàn)場服務次數(shù)、排除隱患數(shù)、未排除隱患數(shù)、報警未處理數(shù)、常規(guī)巡檢及產品維護等數(shù)據(jù),監(jiān)管數(shù)據(jù)能保存十年以上。
      (3)手機APP軟件同時具有IOS版本和安卓版本,能通過手機APP對每條報警記錄進行呼叫,便于緊急情況下能盡快通知用電單位。
      (4)能對各個單位及設備的電氣安全運行情況進行自動統(tǒng)計和分析評估,并隨時展示電氣安全運行分析報告。
      (5)監(jiān)控探測終端產品滿足國家法律法規(guī)和有關技術標準(GB14287.2《剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器》和GB14287.3《測溫式電氣火災監(jiān)控探測器》)的要求,并通過國家消防產品質量監(jiān)測檢驗中心提供的消防3C認證。
      (6)漏電探測器能同時探測剩余電流、四路溫度、三相電流等參數(shù)值,并能通過無線以移動通訊網(wǎng)絡接入安全用電監(jiān)管系統(tǒng)平臺。
4.2產品選型
4.2.1漏電火災監(jiān)控探測器
 
4.2.2故障電弧探測器
      安科瑞故障電弧產品型號代碼為AAFD,共有兩種電流等級,可監(jiān)測回路故障電弧的發(fā)生,并及時預警,提醒用戶處理,防止電弧導致的火災的發(fā)生。
      AAFD可配合AF-GSM400使用并接入安全用電平臺,該產品不可在同一臺AF-GSM400下與ARCM混接。如圖:
4.2.3限流式保護器
      安科瑞限流式保護器型號代碼為ASCP200-1,有三種電流等級,可監(jiān)測回路短路過載等故障信息,發(fā)生故障時預警和產生滅弧效果,防止電弧導致的火災的發(fā)生。
      ASCP200-1可配合AF-GSM400使用并接入安全用電平臺,也能夠通過插入SIM卡直接上傳到平臺。
      以下是ASCP200-1的主要功能:
      短路保護功能。保護器實時監(jiān)測用電線路電流,當線路發(fā)生短路故障時,能在150微秒內實現(xiàn)快速限流保護,并發(fā)出聲光報警信號。
      過載保護功能。當被保護線路的電流過載且過載持續(xù)時間超過動作時間(3…60秒可設)時,保護器啟動限流保護,并發(fā)出聲光報警信號。
      表內超溫保護功能。當保護器內部器件工作溫度過高時,保護器啟動超溫限流保護,并發(fā)出聲光報警信號。
      過、欠壓保護功能。當保護器檢測到線路電壓過壓或欠壓時,保護器發(fā)出聲光報警信號,可預先設置是否啟動限流保護。
      配電線纜溫度監(jiān)測功能。當被監(jiān)測線纜溫度超過報警設定值時,保護器發(fā)出聲光報警信號,可預先設置是否啟動限流保護。
      漏電流監(jiān)測功能。當被監(jiān)測的線路漏電超過報警設定值時,保護器發(fā)出聲光報警信號,可預先設置是否啟動限流保護。
      保護器具有1路RS485接口,1路2G無線通訊,可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
4.2.4剩余電流互感器
 
4.2.5AF-GSM400-2G/4G無線上傳模塊
      AF-GSM400-2G/4G/CE模塊是一款2G/4G有線無線模塊,該無線模塊為安全用電云平臺專用模塊。
      AF-GSM400接入每塊儀表所需流量為20M/月,單個模塊可以接入30塊儀表。默認上傳間隔2分鐘,如發(fā)生報警,會實時上傳數(shù)據(jù)。
4.2.6溫度傳感器
      溫度傳感器為一熱敏電阻NTC,它提供0-120°的溫度監(jiān)控基準,可以用來監(jiān)測線纜或配電箱體的溫度,提供溫度保護。
 
 
5結語 
      綜上所述,電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)大多在建筑中容易發(fā)生電氣火災且火災發(fā)生后危險性相對較大的地方設置;監(jiān)控系統(tǒng)按照三級保護標準,除了要盡可能減小事故面,還應便于事故點的查找;對于建筑一級保護,只作為報警信號,如果剩余電流超過設定值,則立刻斷電,避免還沒有形成火災直接大面積斷電,導致混亂和恐慌。
 
參考文獻
[1]黃云祥.電氣火災監(jiān)控在建筑防火中的應用分析[J].今日消防,2021, 6 (02 ) : 124-125.
[2]費海新.電氣火災監(jiān)控在建筑防火中的應用研究.
[3]安科瑞安全用電管理云平臺手冊.2020.02版.


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