纵观建筑工程领域电气火灾监控系统的实际应用分析

0.引言

    电气火灾监控系统是近几年来在我国建筑工程领域出现的一个新型的实时功能系统。由于实践时间短，基础研究的试验不足，因此对系统应用的规范、指导和监督等方面还处于一个初级的阶段。就目前现状看，电气火灾监控系统从标准、规范、工程设计到产品制造均存在着许多误区和缺陷，这是非常不利于系统的健康发展的。为了有助于该系统在应用方面的进步，本文将针对当前存在的问题从概念、工程应用设计和安科瑞产品开发制造能进一步趋于规范和科学。

1.电气故障和电气火灾的概念

    电气火灾，顾名思义，是一种由电气故障而引发的火灾。分析电气故障可知，可能引起火灾的故障主要是短路和漏电故障，而过载则是一种非正常运行的状态，本身并非故障。过载发展成故障是一个渐变的过程，*终同过电压等故障一样，是以击穿短路的形式表现的。一个符合规范的工程电力系统设计，本身对短路、过载和金属性接地故障已有完善的保护措施，均可及时地切断故障线路。并在新建工程中，由于配电开关的性能保证和电力线路敷设环境防火要求的规范，因短路引发的火灾实例较为少见。从火灾案例分析可看出，电气短路火灾主要是存在于一些老旧建筑和棚户建筑中。新建工程中引起电气火灾的原因主要是接地故障，特别是非完全的接地故障，即漏电故障。因此，现行设计规范把对电气火灾的预防明确地界定为“漏电火灾报警系统”。

    从以上分析可以认为：电气火灾是一种主要由电气线路或电气设备的接地故障，特别是电弧性燃物所致。

2.电气火灾监控系统的设计理念

    电气火灾监控系统是一种火灾预防手段，是作用于火灾发生前的一种实时监控系统，与作用于火灾发生后的“火灾自动报警系统”在承担任务、功能和采取的技术手段等方面均是不同的，两者不应该混淆和重复。

    Acrel-6000电气火灾监控系统由漏电（包括电流）探头、探测控制器和监控设备三部分组成。探测控制器与漏电（电流）探头需配套使用。所有需要监控的电路分支点均安装，探测控制器均并联于二总线上，监控设备由一台工业控制用PC机及外围设备组成。

    专用管理软件能实时动态地显示各个监控点的工作情况，值班人员在控制中心通过观察计算机屏幕就可以了解所有监控点的工作情况。监控设备具有庞大的数据库，能够存储配电系统产生的所有情况记录，便于有关人员查询和分析。

2.1基本功能

    Acrel-6000电气火灾监控系统是用于接收剩余电流式电气火灾探测器等现场设备信号，以实现对被保护电气线路的报警、监视、控制、管理的运行于计算机的工业级硬件/软件系统。它主要包括以下六个功能：监控报警；故障报警；控制输出；自检；报警记录；操作分级。监控报警功能主要包括：被监控回路开关的实时状态；故障信号指示；联动输入；≤30s的监控报警响应时间；监控报警声信号指示及操作。故障报警功能包括：监控设备与探测器之间的连接线断路、短路故障监测；监控设备主电源欠压（≤80%主电源电压）或过压（≥110%主电源电压）监测。

    此外，与电气火灾监控设备相配套的ARCM系列电气火灾监控探测器负责被监测线路的参数上传。监控探测器主要将电压信号、电流信号和剩余电流信号经过互感器隔离调理之后，进入电参量采集模块，将采样计算好的数据上传到MCU处理单元，MCU处理单元对接收到的数据作进一步处理，并采集温度检测模块的温度信号，数据处理完之后与之前设定的保护参数进行比较，判断是否出现故障，并将数据实时显示在LCD或LED显示屏上。如果发生故障将会根据之前的设定故障处理方式进行处理，保护供电安全，并触发声光报警通知工作人员，并将故障类型、时间和参数存入的存储芯片内。另外，MCU处理单元也接收联动输入模块传来的消防联动和烟雾联动的信号，与消防系统配合，远程切断电源，防止火灾的发生。MCU处理单元通过双通信模块可以与两个上位机系统进行数据交换，方便上位机对装置的监控，并保证两个系统互不影响，同时可减少系统投资成本，方便后期维护，方便电气火灾系统的普及。

2.2选型方案

   主要表计功能及选型方案

2.3系统组成与组网方案

    Acrel-6000剩余电流式电气火灾监控系统采用分层分布式结构，由站控管理层、网络通讯层和现场设备层组成。系统拓扑图如下图所示：各电气火灾监控探测器通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入通讯服务器，然后通过五类线TCP/TP协议进入监控主机。如下图所示：

2）组网方案

 （a）大型建筑群组网方案

    大型建筑群，楼层高，多栋楼体分散。采用Acrel-6000/Q电气火灾监控设备+ACREL6000/B电气火灾监控设备+电气火灾监控探测器三层结构组网模式，便于区域化管理，采用RS-485网络通信，以太网通信，以太网通信，满足了通信实时性高的要求。

   （b）大型单体建筑组网方案

    大型单体建筑，采用Acrel-6000/Q电气火灾监控设备+电气火灾监控探测器两层建构组网模式，检测管理功能全面，性价比高，采用RS-485网络，通信介质采用屏蔽双绞线，满足了通信实时性高的要求。

   （c）中型建筑组网方案

    中型单体建筑，采用Acrel-6000/B电气火灾监控设备+电气火灾监控探测器两层结构组网模式，造价经济，性价比高，采用RS-485网络，满足了通信实时性高的要求。

   （d）小型建筑电气火灾监控系统

    小型建筑，采用Acrel-6000/B电气火灾监控设备进行监控，造价经济，性价比高。

3.结束语

    安科瑞应时代发展潮流，与时俱进，不断研发、更新、符合国家标准的、维护人民安全和财产的产品，而电气火灾监控系统是一种新型的以预防为特点的实时系统，随着研究的深入和工程实践的积累，已得到逐步完善，广泛应用到实际生活中。在未来的发展中，相信电气火灾监控系统会走上更健康的发展之路！

参考文献

[1] GB 50045-95.高层民用建筑设计防火规范（2005年版）

[2] GB 142867.1-2005. 电气火灾监控系统 第1部分：电气火灾监控设备

[3] 安科瑞电气股份有限公司产品选型手册2013.1版