趙斌

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定

摘要： 安科瑞剩餘電流式電氣火災監控係統通過ARCM剩餘電流式電氣火災監控裝置
，對商場、賓館
、機場、銀行、醫院、鐵路等建築低壓配電係統進行電氣火災監控。本文通過對鷹潭
、弋陽、玉山
、東鄉高鐵站電氣火災監控係統項目的介紹
，重點闡述Acrel-6000電氣火災監控係統所實現的功能及其重要意義。

關鍵詞： 火災探測器；電氣火災；高鐵站；鐵路

0、前言

近10年來，我國發生電氣火災高居火災事故總數的首位。根據公安部消防局火災數據統計，2007年共發生火災15.9萬起（不含森林
、草原
、軍隊、礦井地下部分火災，下同），從引發火災的直接原因看
，電氣引起火災最多
，共45703起，占總數的28.8%
；2008年共發生火災13.3萬起，電線短路、超負荷、電器設備故障等電氣原因引發火災4萬起
，占總數的30.1%，比重比2007年提高1.3個百分點。電氣火災事故所占比例逐年增高，令人堪憂。對於嚴峻的電氣火災形勢，早期預測、預警、yubaozechengxiaofanggongzuodezhongzhongzhizhong
，congyuantoushangdujuedianqihuozaidefashengchengleguanzhudejiaodian。yufangheyouxiaoezhidianqihuozaiderenwuyijingpozaimeijie。guojiayouguanbumenxiangjizhidinghuoxiugaileyouguanbiaozhunguifan，yaoqiuzaijianzhuzhongshezhidianqihuozaijiankongbaojingxitong。

本文根據電氣火災監控係統的新標準（GB14827-2014），以鷹潭、弋陽
、玉山、東鄉高鐵站漏電火災監控係統為例，介紹Acrel-6000電氣火災監控係統在高鐵站及大型公共場所的應用。

1、項目簡介

鷹潭、弋陽、玉山、東鄉高鐵站是滬昆鐵路江西境內的4座重點高鐵站
，本項目主要對新建鷹潭、弋陽、玉山、東鄉高鐵站配電區域各用電回路因漏電及由於漏電可能引起火災進行預報和監控

，準確監控電氣線路的故障和異常狀態，發現電氣火災的火災隱患，及時報警提醒人員去消除這些隱患。幫助高鐵站提高安全係數
，節約人工成本。 

係統通過探測現場各用電回路漏電電流、過電流、超(chao)溫(wen)度(du)等(deng)信(xin)號(hao)，已(yi)聲(sheng)光(guang)報(bao)警(jing)的(de)方(fang)式(shi)，準(zhun)確(que)提(ti)醒(xing)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)線(xian)路(lu)故(gu)障(zhang)的(de)位(wei)置(zhi)，監(jian)視(shi)故(gu)障(zhang)點(dian)的(de)變(bian)化(hua)。儲(chu)存(cun)各(ge)種(zhong)故(gu)障(zhang)和(he)操(cao)作(zuo)試(shi)驗(yan)信(xin)號(hao)

，顯(xian)示(shi)係(xi)統(tong)電(dian)源(yuan)狀(zhuang)態(tai)有(you)效(xiao)預(yu)防(fang)常(chang)見(jian)的(de)因(yin)漏(lou)電(dian)所(suo)引(yin)起(qi)的(de)建(jian)築(zhu)物(wu)電(dian)氣(qi)火(huo)災(zai)事(shi)故(gu)
，保(bao)證(zheng)人(ren)民(min)生(sheng)命(ming)財(cai)產(chan)安(an)全(quan)。

2、參考標準

剩餘電流式電氣火災監控係統符合中華人民共和國國家標準GB14287.1-2014 《電氣火災監控係統 第1部分：電氣火災監控設備》。

3、係統的基本組成及工作原理

3.1 基本組成部分

根據國家標準GB14287-2014《電氣火災監控係統》以及相關規範《電氣火災監控係統的設計方法》，電氣火災監控係統的基本組成應包括：電氣火災監控設備、剩sheng餘yu電dian流liu式shi電dian氣qi火huo災zai監jian控kong探tan測ce器qi以yi及ji測ce溫wen式shi電dian氣qi火huo災zai監jian控kong探tan測ce器qi等deng三san個ge最zui基ji本ben產chan品pin種zhong類lei所suo組zu成cheng。其qi中zhong，剩sheng餘yu電dian流liu式shi電dian氣qi火huo災zai監jian控kong探tan測ce器qi又you由you監jian控kong探tan測ce器qi和he剩sheng餘yu電dian流liu互hu感gan器qi所suo組zu成cheng
；測溫式電氣火災監控探測器由監控探測器和測溫傳感器所組成。

剩餘電流式電氣火災監控係統采用分層分布式結構
，由站控管理層
、網絡通訊層和現場設備層組成。係統拓撲圖如下圖所示：各電氣火災監控探測器通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接接入通訊服務器
，然後通過五類線TCP/TP協議進入監控主機。

　1）xianchangshebeicengzhuyaoshilianjiewangluozhongyongyuloudianjiwenduxinhaocaijiceliangdegeleixingdeyibiaohebaohuzhuangzhideng，yeshigoujiangaijiankongxitongbiyaodejibenzuchengyuansu。bujinjianfuzhecaijishujudezhongren，tongshiyeshizhixinghoutaikongzhiminglingdezhongduanyuanjian

　2）通訊控製層主要是由通訊服務器、接口轉換器件及總線網絡等組成。該層是數據信息交換的橋梁，不同的接口轉換器件提供了RS232
、RS422、RS485
、SPABUS等及以太網等各種接口，組網方式靈活，支持點對點的通訊、現場總線網絡、以yi太tai網wang等deng類lei型xing的de組zu態tai網wang絡luo。通tong訊xun服fu務wu器qi主zhu要yao用yong於yu直zhi接jie對dui現xian場chang儀yi器qi儀yi表biao轉zhuan達da上shang位wei機ji的de各ge種zhong控kong製zhi命ming令ling，並bing負fu責ze對dui現xian場chang儀yi器qi儀yi表biao回hui送song的de數shu據ju信xin息xi進jin行xing采cai集ji、分類和存儲等工作，如電壓/電流等電參量、輸入開關量狀態
、修改儀表內部參數或各種控製繼電器斷開/閉合的操作命令等
；接口轉換器件則是由於現場儀表或其它係列的裝置與上位機的通訊接口存在差異
，需要進行轉換方可進行數據交換。 

　3）管guan理li測ce控kong層ceng是shi針zhen對dui監jian控kong網wang絡luo的de管guan理li人ren員yuan。該gai層ceng直zhi接jie麵mian向xiang用yong戶hu。該gai層ceng也ye是shi係xi統tong的de最zui上shang層ceng部bu分fen
，主zhu要yao是shi由you電dian氣qi火huo災zai監jian控kong係xi統tong軟ruan件jian和he必bi要yao的de硬ying件jian設she備bei如ru計ji算suan機ji、人機界麵、打印機、UPS等。其中軟件部分具有良好的人機交互界麵，通過數據傳輸協議讀取前置機采集的現場各類數據信息，自動經過計算處理，以圖形、數顯
、聲音等方式反映現場的運行狀況，並可接受管理人員的操作命令
，實時發送並檢測操作的執行狀況
，以保證供用電單位的正常工作。

3.2 工作原理

其基本原理是，當電氣設備中的電流、溫度等參數發生異常或突變時，終端探測頭(如剩餘電流互感器、溫度傳感器等)利用電磁場感應原理、溫度效應的變化對該信息進行采集，並輸送到監控探測器裏
，經放大、A/D轉換、CPU對變化的幅值進行分析
、判斷

，並與報警設定值進行比較
，一旦超出設定值則發出報警信號，同時也輸送到監控設備中，再經監控設備進一步識別
、判(pan)定(ding)，當(dang)確(que)認(ren)可(ke)能(neng)會(hui)發(fa)生(sheng)火(huo)災(zai)時(shi)
，監(jian)控(kong)主(zhu)機(ji)發(fa)出(chu)火(huo)災(zai)報(bao)警(jing)信(xin)號(hao)，點(dian)亮(liang)報(bao)警(jing)指(zhi)示(shi)燈(deng)，發(fa)出(chu)報(bao)警(jing)音(yin)響(xiang)，同(tong)時(shi)在(zai)液(ye)晶(jing)顯(xian)示(shi)屏(ping)上(shang)顯(xian)示(shi)火(huo)災(zai)報(bao)警(jing)等(deng)信(xin)息(xi)。值(zhi)班(ban)人(ren)員(yuan)則(ze)根(gen)據(ju)以(yi)上(shang)顯(xian)示(shi)的(de)信(xin)息(xi)
，迅(xun)速(su)到(dao)事(shi)故(gu)現(xian)場(chang)進(jin)行(xing)檢(jian)查(zha)處(chu)理(li)，並(bing)將(jiang)報(bao)警(jing)信(xin)息(xi)發(fa)送(song)到(dao)集(ji)中(zhong)控(kong)製(zhi)台(tai)。 

3.3 監控係統的設計安裝及布線設計

電氣火災監控設備以及係統的報警信號
，應設在消防控製室或有人值班的場所。主機電源應取自控製中心的消防供電(AC220V)。 

　　各監控探測器采用現場供電，電源接入點應在該級斷路器的上端。 

　　1）配電櫃內部形式的安裝設計 

本(ben)工(gong)程(cheng)為(wei)新(xin)建(jian)工(gong)程(cheng)，所(suo)有(you)監(jian)控(kong)探(tan)測(ce)器(qi)均(jun)安(an)裝(zhuang)於(yu)變(bian)電(dian)所(suo)內(nei)配(pei)電(dian)櫃(gui)內(nei)
，采(cai)用(yong)嵌(qian)入(ru)式(shi)安(an)裝(zhuang)，安(an)裝(zhuang)於(yu)配(pei)電(dian)櫃(gui)麵(mian)板(ban)上(shang)。工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)麵(mian)板(ban)按(an)鈕(niu)查(zha)看(kan)各(ge)回(hui)路(lu)漏(lou)及(ji)溫(wen)度(du)信(xin)息(xi)。剩(sheng)餘(yu)電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器(qi)安(an)套(tao)在(zai)A、B、C三相電源線及N線上，PE線不得穿過互感器，固定牢靠
，探測器與互感器之間的連線應該采用屏蔽導線
；溫度傳感器為一熱敏電阻ＮＴＣ，可以提供-10-120℃的溫度基準，熱敏電阻可以通過導線連接至漏電火災監控探測器。

2）整個漏電火災監控係統的安裝設計

現場每個漏電監控探測器均帶有485通訊接口

，需通過屏蔽雙絞線將現場所有探測器以手拉手的方式串聯起來
，連接時應注意
，每條485總線連接數量不超過32個，且在20個左右為宜。安裝走線時，應注意強弱電走線分開，導線應采用阻燃屏蔽雙絞線建議線徑不小於1.0mm2
，屏蔽線屏蔽層應良好接地
，每條總線末端應增加一個100歐姆左右的匹配電阻。配線整齊
，綁紮成束
，穿線可用阻燃PVC管、金屬管及金屬線槽。在穿管、線槽後
，應將管口、槽口封堵。 

3.4 產品的選擇與介紹

本工程在配電櫃現場均安裝ARCM200係列剩餘電流監控探測器及AKH-0.66/L型剩餘電流互感器。在車站消費控製室配置AcrelAcrel-6000/B50壁掛式電氣火災監控係統。

ARCM200係列電氣火災監控探測器是智能型探測器產品，符合GB 14287─2014。該產品既可以大量的聯機使用，也可以獨立式使用（具有漏電/過流/溫度的檢測和報警功能，另有可選功能：報警時能自動切斷被監控電路，即具有繼電器輸出功能）。它集電氣火災監控探測及報警功能於一體，具有高智能化、功能齊全、性能可靠、迷你設計、外形美觀、設定簡單
、儀表式安裝等特點。是令人耳目一新的全新思路設計的結晶
，是對防範電氣火災事故的又一新貢獻。 

電氣火災監控探測器（以下簡稱“監控探測器”）由剩餘電流互感器、溫度傳感器和監控報警器組成，當被保護線路中的剩餘電流互感器（以下簡稱“互感器”）探測到的剩餘電流超過監控報警器的預設定值或溫度傳感器探測到的溫度超出預設定值時
，監控報警器經分析、確que認ren後hou發fa出chu聲sheng光guang報bao警jing信xin號hao和he控kong製zhi信xin號hao。監jian控kong報bao警jing器qi能neng顯xian示shi報bao警jing線xian路lu漏lou電dian流liu大da小xiao

，傳chuan感gan器qi溫wen度du等deng。當dang監jian控kong報bao警jing器qi有you報bao警jing信xin息xi時shi
，啟qi動dong繼ji電dian器qi。並bing可ke以yi直zhi接jie顯xian示shi探tan測ce電dian流liu值zhi和he溫wen度du值zhi，無wu需xu占zhan用yong大da的de設she備bei場chang地di，節jie省sheng消xiao防fang設she備bei成cheng本ben，節jie約yue電dian力li能neng源yuan，監jian控kong探tan測ce器qi采cai用yong儀yi表biao安an裝zhuang方fang式shi。 

Acrel-6000係列監控設備是整個電氣火災監控的最頂端，可連接多台ARCM係列探測器，組成一套功能齊全的電氣火災監控係統，具有聲光報警功能
，並同步顯示報警回路，其報警信息可以保存12個月以上
，後備不間斷電源可以保證市電失電後連續運行4小時以上
，監控係統分為壁掛式、琴台式和櫃體式3種，有效通訊距離可達1200多米，多台設備之間或者設備和其他係統如報警與消防聯動係統
、電力監控係統等可進行數據交換。並且該係列監控設備具備自檢功能，從硬件、軟件
、通訊線路、電源各個方麵進行係統自檢，以隨時掌握係統產品運行狀態，保證係統運行的可靠性。

3．5 漏電火災監控設備Acrel-6000/B

本套上位機軟件Acrel-6000/B電氣火災係統。主要有以下功能特點：

    電源：

① 額定工作電壓AC220V（-15% ～ +10%）

② 備用電源：主電源欠壓或停電時，維持監控設備工作時間 ≥4小時

工作製：24小時工作製

通訊方式：RS485總線通訊，Modbus-RTU通信協議
，傳輸距離1km，可通過中繼器延長通訊傳輸距離

監控容量：

① 監控設備最高可監控200個監控單元（探測器）

② 可配接ARCM係列監控探測器

監控報警項目：

① 剩餘電流故障（漏電）：故障單元屬性（部位、類型）

② 溫度報警（超溫）： 故障單元屬性（部位、類型）

③ 電流故障（過流）： 故障單元屬性（部位
、類型）

監控報警響應時間： ≤30s 

監控報警聲壓級（A計權）：≥70dB／1m

監控報警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報警信號應保持，直至手動複位 

監控報警聲信號：可手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動

故障報警項目：

① 監控設備與探測器之間的通訊連接線發生斷路或短路

② 監控設備主電源欠壓或斷電

③ 給電池充電的充電器與電池之間的連接線發生斷路或短路

故障報警響應時間：≤100s 

監控報警聲壓級（A計權）：≥70dB／1m

監控報警光顯示：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

控製輸出：

報警控製輸出：1組常開無源觸點，容量：AC250V 3A或DC30V 3A

自檢項目：

① 指示燈檢查：報警、故障、運行、主電源


、備用電源指示燈 

② 顯示屏檢查

③ 音響器件檢查 

自檢耗時 ≤60s 

事件記錄：

① 記錄內容：記錄類型

、發生時間、探測器編號
、區域、故障描述
，可存儲記錄不少於2萬條

② 記錄查詢：根據記錄的日期、類型等條件查詢

操作分級：

① 日常值班級：實時狀態監視、事件記錄查詢

② 監控操作級：實時狀態監視
、事件記錄查詢、探測器遠程複位、設備自檢

③ 係統管理級：實時狀態監視、事件記錄查詢、探測器遠程複位
、設備自檢
，監控設備係統參數查詢
、監控設備各模塊單獨檢測
、操作員添加與刪除

使用環境條件：

① 工作場所：消防控製室內、有人值班的變配電所（配電室）、有人值班的房間內牆壁上

② 工作環境溫度：0℃～40℃

③ 工作環境相對濕度：5%～95%RH

④ 海拔高度：≤2500m

4結束語

隨(sui)著(zhe)智(zhi)能(neng)建(jian)築(zhu)的(de)發(fa)展(zhan)及(ji)電(dian)力(li)的(de)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)，人(ren)們(men)對(dui)安(an)全(quan)的(de)意(yi)識(shi)認(ren)識(shi)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)。公(gong)共(gong)建(jian)築(zhu)安(an)裝(zhuang)漏(lou)電(dian)火(huo)災(zai)係(xi)統(tong)是(shi)智(zhi)能(neng)化(hua)建(jian)設(she)的(de)必(bi)然(ran)趨(qu)勢(shi)。電(dian)氣(qi)火(huo)災(zai)係(xi)統(tong)有(you)利(li)於(yu)發(fa)現(xian)安(an)全(quan)隱(yin)患(huan)，及(ji)時(shi)處(chu)理(li)安(an)全(quan)隱(yin)患(huan)

，將(jiang)火(huo)災(zai)防(fang)患(huan)與(yu)未(wei)然(ran)有(you)著(zhe)重(zhong)要(yao)的(de)意(yi)義(yi)。本(ben)係(xi)統(tong)自(zi)鷹(ying)潭(tan)
、弋陽
、玉山
、東(dong)鄉(xiang)高(gao)鐵(tie)站(zhan)投(tou)入(ru)運(yun)行(xing)以(yi)來(lai)
，發(fa)現(xian)和(he)整(zheng)改(gai)了(le)多(duo)出(chu)隱(yin)患(huan)

，大(da)大(da)提(ti)高(gao)了(le)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)的(de)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)，保(bao)證(zheng)了(le)高(gao)鐵(tie)站(zhan)日(ri)常(chang)工(gong)作(zuo)的(de)穩(wen)定(ding)有(you)序(xu)的(de)進(jin)行(xing)
，確(que)保(bao)了(le)廣(guang)大(da)旅(lv)客(ke)的(de)出(chu)行(xing)安(an)全(quan)，並(bing)為(wei)高(gao)鐵(tie)站(zhan)的(de)消(xiao)防(fang)管(guan)理(li)提(ti)供(gong)了(le)科(ke)學(xue)的(de)依(yi)據(ju)。

參考文獻

[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

[2].吳恩遠 周中 電氣火災監控係統設計與應用圖集 2012. 8

作者簡介：
趙斌，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司工程師，主要研究方向為智能電力監控與電能管理係統.

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