1引言
電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)代智能建筑中的應(yīng)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(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在工程建設(shè)、項目運行過程中發(fā)揮應(yīng)有的作用，需要建設(shè)單位、設(shè)計單位、規(guī)范標準制定單位、系統(tǒng)設(shè)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(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)變成“雞肋"。
2工程概況
濱河商務(wù)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(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)有監(jiān)控主機一套，設(shè)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(zāi)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(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用存在的問題
3.1關(guān)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(zāi)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(wù)器為一臺PC級服務(wù)器，系統(tǒng)可靠性較低。
3.2關(guān)于系統(tǒng)管理的問題
項目建設(shè)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(zāi)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(zāi)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(shè)備一般歸工程部管理；電氣火災(zāi)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(zāi)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(zāi)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(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)一般不做檢查，導(dǎo)致物業(yè)管理單位對火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的重視程度降低；⑥電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)處于建設(shè)重視、管理漠視的“雞肋"狀態(tài)。
4電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用
4.1明確建筑功能需求
該工程中包含了層建筑，在設(shè)計電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)時，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)建筑需求設(shè)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(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)需要實時采集建筑內(nèi)部消防類相關(guān)數(shù)據(jù)，并對設(shè)備運行的狀態(tài)進行有效監(jiān)控，以便于及時發(fā)出預(yù)警，避免火災(zāi)發(fā)生。
在設(shè)計系統(tǒng)時，可以借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)內(nèi)容主要為低壓配電線路相關(guān)電氣參數(shù)等信息。其次，在系統(tǒng)中設(shè)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。主要功能：利用無線上傳云主站，完成電氣火災(zāi)隱患警報、設(shè)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(luò)設(shè)計
在設(shè)計電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)時，可以利用無線通信網(wǎng)絡(luò)提高系統(tǒng)運行水平。該網(wǎng)絡(luò)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(shè)計時，可以通過剩余電流探測器以及開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器，監(jiān)控電氣火災(zāi)剩余電流。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(luò)監(jiān)測圖示
設(shè)計人員也可以使用云平臺設(shè)計電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，確保電氣設(shè)備正常運行，保證系統(tǒng)可以對建筑電氣火災(zāi)進行實時監(jiān)控與檢測。技術(shù)人員可以將不同電氣火災(zāi)探測器安裝在關(guān)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(shè)備，接著再傳遞至監(jiān)控主機，后傳遞至云平臺。根據(jù)不同用戶需求，劃分電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)控制區(qū)域，根據(jù)每一個區(qū)域特征，設(shè)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(zāi)事故發(fā)生，降低事故損失和火災(zāi)風(fēng)險（見圖2）。
圖2基于云平臺的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計圖示
4.3系統(tǒng)監(jiān)控模塊位置設(shè)計
在設(shè)計電氣火災(zāi)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(yù)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(yīng)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(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主機時，可以將其布設(shè)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(guān)信息，并對建筑電氣火災(zāi)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(zāi)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(shè)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(shè)計
在系統(tǒng)中設(shè)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(dāng)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。為了防止數(shù)據(jù)庫被侵入，也可以設(shè)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(yīng)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(shè)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(guān)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(jié)合不同計算方法計算相關(guān)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(shè)置報警值：300mA；報警延時時長：0.2s。設(shè)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(yīng)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(zāi)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(xùn)，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(shù)水平。培訓(xùn)時，也應(yīng)面對物業(yè)消防控制室監(jiān)控值班員進行系統(tǒng)基礎(chǔ)維護培訓(xùn)，如發(fā)生報警情況，班員可做好礎(chǔ)處理，既可保證系統(tǒng)快速恢復(fù)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(yīng)一時間從網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、設(shè)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(zāi)監(jiān)控風(fēng)險。其次，統(tǒng)一管理電氣火災(zāi)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(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的重視。相關(guān)部門可成立專門管理小組，定期對電氣火災(zāi)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(zé)任制和獎懲制，提高相關(guān)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(guān)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(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)介紹
5.1概述
Acre1-6000電氣火災(zāi)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(yīng)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(zāi)的早期預(yù)防和報警，當(dāng)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(zāi)自動報警系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)交換和共享。
5.2應(yīng)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(lǐng)域。
5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5.4系統(tǒng)功能
監(jiān)控設(shè)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(shè)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(shè)備的“復(fù)位"按鈕或觸摸屏的“復(fù)位"按鍵遠程對探測器實現(xiàn)復(fù)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(dāng)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(shè)備，當(dāng)報警消除后，控制輸出繼電器釋放。
通訊故障報警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)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(yīng)的探測器顯示故障提示，同時設(shè)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(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進入相應(yīng)的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。
當(dāng)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(dāng)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
應(yīng)用場合 | 型號 | 產(chǎn)品照片 | 功能 |
消防控制室 | Acrel-6000/B |
| 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。 |
Acrel-6000/Q |
| 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。 | |
一、二級 低壓配電 | ARCM200L-Z 2 |
| 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(guān)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 |
ARCM200L-J 8 | 8路剩余電流監(jiān)測，2路繼電器輸出，4路開關(guān)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 | ||
ARCM 300-J 1 |
| 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 | |
AAFD-□ |
| 檢測末端線路的故障電弧，485通訊，導(dǎo)軌式安裝。 | |
ASCP 200-□ |
| 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(shè)。 | |
| 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(shè)。 | ||
配套附件 | AKH-0.66 |
| 測量型互感器，采集交流電流信號 |
AKH-0.66/L |
| 剩余電流互感器，采集剩余電流信號 | |
ARCM-NTC |
| 溫度傳感器，采集線纜或配電箱體溫度 |
6結(jié)語
電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)代智能建筑中的應(yīng)用必不可缺，通過引進新信息技術(shù)提高系統(tǒng)功能設(shè)計的可行性和合理性，同時在系統(tǒng)運行期間，加強相關(guān)人員的管理培訓(xùn)和專業(yè)培訓(xùn)，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(zāi)情況。
參考文獻：
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彭天海，陳羽，楊帆，等.高層建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控終端信息模型[J].山東大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版），2022，52（5）：132-140.
賀麗.基于云平臺的智能配電系統(tǒng)設(shè)計[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2022（11）：161-163.
安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.5版.
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