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苏州湾艾美温泉大酒店电气火灾监控系统的设计与应用
日期：2024-04-29 15:18
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摘要：大型公共建筑、酒店以及医院等区域，人员密集，社会关注度高，其电气火灾预防十分重要。在上述的各种人员密集型场所安装电气火灾监控系统可以有效的预防电气火灾的发生。
沈烨
安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定 201801；
摘要：大型公共建筑、酒店以及医院等区域，人员密集，社会关注度高，其电气火灾预防十分重要。在上述的各种人员密集型场所安装电气火灾监控系统可以有效的预防电气火灾的发生。本文通过介绍安科瑞电气火灾监控系统在艾美温泉大酒店项目中的应用，简析相关国家标准和设计规范，概述电气火灾监测系统在电气火灾预防方面的具体架构以及其优越性。
关键词： 酒店；电气火灾；安科瑞；
0 前言
近十年的火灾事故中，电气火灾居首位，且年均发生次数占火灾年均总发生次数的27%，占重特大火灾总发生次数的80%，且损失占火灾总损失的53%，而发达国家每年电气火灾发生次数占总火灾发生次数的8%~13%。
酒店等商业建筑电气火灾预防主要有以下几个方面：
1)电气火灾一般初起于电气柜、电缆桥架等内部，当火蔓延设备及电缆表面时，已形成较大火势，此时火势往往不容易被控制，故而预防便十分重要。
2)酒店商业建筑人员密集度高，人员流动性大，易燃物品多，若是发生火灾容易造员伤亡。
3)酒店商业建筑社会关注度高，若发生火灾事故容易造成不好的社会影响。
本文电气火灾系统在艾美温泉大酒店项目中的应用，简单介绍安科瑞电气火灾系统的实际应用和其实际意义。
1 项目概况
万豪集团旗下艾美酒店及度假酒店是其苏州地区的一家艾美酒店。苏州湾艾美酒店将通过艾美品牌的三重滤镜聚焦目的地、文化及美食带领充满好奇心与富有创意思维的宾客，开启超乎想象的目的地探索之旅。
2 参照标准
鉴于公共建筑区域发生火灾容易造员生命财产损失。为了加大电气火灾监控防范的力度，近年来，国家相继制订或修改了一批相关标准规范。相关的标准规范已经对电气火灾监控系统提出了具体的要求，本项目中选用的安科瑞Acrel-6000/B电气火灾系统的设计参照的标准主要有：
1)GB50045-95(2005版)《高层民用建筑设计防火规范》，其中在条文9.5.1里规定:高层建筑内火灾危险性大、人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。
2)国家标准《建筑电气火灾预防要求和检测方法》有关条文也明确要求“应在电源进线端设置自动切断电源或报警的剩余电流动作保护器。
3)电气火灾监控系统的产品应满足:GB14287.1-2014《电气火灾监控设备》、 GB14287.2-2014《剩余电流式电气火灾监控探测器》、GB14287.3-2014《测温式电气火灾监控探测器》
4)电气火灾监控系统的安装和运行应满足GB13955-2005《剩余电流动作保护装置安装和运行》
5)电气火灾监控系统的供电应满足GB50052《供配电系统设计规范》的要求
6)电气火灾监控系统的设计应满足《电气火灾监控系统的设计方法》的要求(暂行规定)
3 系统架构及设计
系统架构图：
电气火灾监控系统拓扑图
1)站控管理层
站控管理层针对电气火灾监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口，也是系统的*上层部分。安科瑞电气火灾监控系统主机充分考虑到用户的操作习惯，和持续稳定运行，参照的相应的国家标准和规范。主机主要由监控软件、触摸屏、UPS电源、打印机等设备组成。将现场的各类数据信息进行计算、分析、处理，并以图形、数显、声音、指示灯等方式反应给终端管理人员。使管理人员能够实时掌握系统动态，且实现故障信息可追循，信息可导出等功能。
2)网络通讯层
本项目中的所有仪表须严格按照手拉手的形式连接，且所有的通讯总线须沿着弱电桥架铺设。本项目的仪表分布在楼层强电间电气火灾监控探测。
3)现场设备层
本项目中主要是针对楼层配电箱的进线回路安装安科瑞嵌入式电气火灾探测器，通过嵌入式电气火灾探测器实时监控配电回路的漏电流大小来显示整个配电系统的工作状态。
4 系统特点和工作原理
鉴于本项目的规模，以及本项目电气火灾检测点位的实际情况。无论在终端剩余电流探测器还是后台主机都是根据本项目的实际情况来进行设计的。
本项目的系统特点可总结为一下3点：
1)终端探测器选用嵌入式电气火灾探测器，方便安装、节省成本、便于后期维护。
2)监控楼层重要配电柜的进线，采集重要回路的电气**参数。
3)RS485总线连接方便，可操作性强。总线布线时走的是弱电桥架，不会受到强电的影响，确保的整个系统的通讯稳定。
4)考虑到本项目中仪表数据量，客户要求。本项目的主机选用壁挂式。壁挂式主机界面简洁，系统操作方便，适合本项目中的配电间环境和客户的相关操作要求。
2)终端探测器负责监测各个回路的剩余电流值，将剩余电流值的数据传输系统主机。终端探测器还负责其监测回路剩余电流值的实时显示，同时能够设置限值，当剩余电流值越限时能够发出声光报警，提醒管理人员及时维护、整改。
3)仪表通过RS485总线将数据传输系统主机，系统主机将上传数据通过图形、报表、事件记录等形式反映整个系统的运行状态。
5 系统设计注意事项和方法
5.1 电气火灾监控系统主要监测剩余电流和温度两类对象，在设计时应注意的基本要点
1)关于剩余电流
由于剩余电流监测的原理采用了基尔霍夫电流定律，所以，对所应用的低压配电系统形式有一定要求。目前，可以应用剩余电流互感器的低压配电系统有：TT系统，IT系统，TN-S系统，不能使用在TN-C系统中。对将要设计安装电气火灾监控系统的用户，不管是新工程或旧工程改造项目，首先要调查核实该用户低压配电系统的系统接地形式是什么，否则，设计安装剩余电流互感器的点位进行检测是根本无法施行的。
2)关于温度
温度测量与系统接地的形式无关，主要考虑包括线缆在内的低压配电装置中关键部位的温度，一般在二级保护的线路中应用。温度探头Pt100可采用接触式布置法，当被检测对象为绝缘体时，宜将探测器的温度传感器直接设置在被探测对象的表面。当被检测对象为配电柜内部温度变化时，可采用非接触式布置，靠近发热部件。
5.2 系统设计中的点位分配
根据国家标准GB13955-2005《剩余电流动作保护装置安装和运行》4.4条中关于分级保护的规定，安装剩余电流火灾监控装置时，点位分配原则的步骤是：
1)研究分析被控低压AC380V/220V配电线路的相关图纸，将建筑电气的分布情况调查核实，确定配电设备(如配电柜、箱、盘、电缆等重要设备)的位置，把每一个监控探测器分配到相应的配电设备上，以此来确定探测器的数量，避免重设浪费。
2)确定分级保护。为了缩小发生人身电击事故和接地故障切断电源时引起的停电范围，通常在供电线路的不同地点安装三级(或两级)不同容量的剩余电流保护装置，以形成分级保护。根据用电负载及线路情况，一般分两级或三级保护，适用于城镇和农村**级和级保护。其中，重要线路应包括安防、消防、应急电源、通道照明线路及不容许停电的重要场所。
6 系统参数的配置
6.1 报警值设置范围
本项目中现场仪表的剩余电流报警值设置在300mA，关于剩余电流值的设置在相关的国家标准都有详细的规定。
依据国家标准GB14287.2-2005中的规定，剩余电流式电气火灾监控探测器的报警值设置范围在20~1000mA之间。按此要求，一般把电源总进线处的剩余电流动作值定为400~800mA，电源分支线路上的剩余电流动作值定为100~400mA.一般在实际现场，设置剩余电流式电气火灾监控探测器的报警值，具体地说应不小于被保护电气线路和设备的正常运行时泄漏电流*大值的2倍，且不大于1000mA。电气火灾探测器的报警设定值应考虑配电系统及用电设备的正常泄漏电流。
7 主要设备参数
艾美温泉大酒店项目电气火灾监控系统由电气火灾监控装置Acrel-6000/B、漏电火灾探测器ARCM200L-J1、漏电流互感器AKH-0.66L组成。关于仪表和互感器在此不多做介绍，相关资料可登陆安科瑞官网http://www.acrel.cn
7.1主要技术参数
电源：
1)额定工作电压AC220V（-15% ～ +10%）
2)备用电源：主电源欠压或停电时，维持监控设备工作时间 ≥4小时
工作制：24小时工作制
通讯方式：RS485总线通讯，Modbus-RTU通信协议，传输距离1.2km，可通过中继器延长通讯传输距离
监控容量：
1)监控设备*高可监控1024（须定制）个监控单元（探测器）
2)可配接ARCM系列监控探测器
监控报警项目：
1)剩余电流故障（漏电）：故障单元属性（部位、类型）
2)温度报警（超温）： 故障单元属性（部位、类型）
3)电流故障（过流）： 故障单元属性（部位、类型）
监控报警响应时间： ≤30s
监控报警声压级（A计权）：≥70dB／1m
监控报警光显示：红色LED指示灯，红色光报警信号应保持，直手动复位
监控报警声信号：可手动**，当再次有报警信号输入时，能再次启动
故障报警项目：
1)监控设备与探测器之间的通讯连接线发生断路或短路
2)监控设备主电源欠压或断电
3)给电池充电的充电器与电池之间的连接线发生断路或短路
故障报警响应时间：≤100s
监控报警声压级（A计权）：≥70dB／1m
监控报警光显示：黄色LED指示灯，黄色光报警信号应保持故障排除
故障报警声信号：可手动**，当再次有报警信号输入时，能再次启动
故障期间，非故障回路的正常工作不受影响
控制输出：
报警控制输出：1组常开无源触点，容量：AC250V 3A或DC30V 3A
自检项目：
指示灯检查：
1)报警、故障、运行、主电源、备用电源指示灯
2)显示屏检查
3)音响器件检查
自检耗时 ≤60s
事件记录：
1)记录内容：记录类型、发生时间、探测器编号、区域、故障描述，可存储记录不少于2万条
2)记录查询：根据记录的日期、类型等条件查询
操作分级：
1)日常值班级：实时状态监视、事件记录查询
2)监控操作级：实时状态监视、事件记录查询、探测器远程复位、设备自检
3)系统管理级：实时状态监视、事件记录查询、探测器远程复位、设备自检，监控设备系统参数查询、监控设备各模块单独检测、操作员添加与删除
使用环境条件：
1)工作场所：消防控制室内、有人值班的变配电所（配电室）、有人值班的房间内墙壁上
2)工作环境温度：0℃～40℃
3)工作环境相对湿度：5%～95%RH
4)海拔高度：≤2500m
7.2基本功能
1)监控报警功能：
监控设备能接收多台探测器的漏电、温度信息，报警时发出声光报警信号，同时设备上红色“报警”指示灯亮，显示屏指示报警部位及报警类型，记录报警时间，声光报警一直保持，直按显示屏“复位”按钮远程对探测器实现复位。对于声音报警信号也可以使用显示屏“消声”按钮手动**。
2)故障报警功能
通讯故障报警：当监控设备与所接的任一台探测器之间发生通讯故障时，监控画面中相应的探测器显示故障提示，同时设备上的黄色“故障”指示灯亮，并发出故障报警声音。
电源故障报警：当主电源或备用电源发生故障时，监控设备也发出声光报警信号并显示故障信息，可进入相应的界面查看详细信息并可解除报警声响。
3)自检功能
检查设备中所有状态指示灯、显示屏、喇叭是否正常。
4)报警记录存储查询功能
当发生漏电、超温报警或通讯、电源故障时，将报警部位、故障信息、报警时间等信息存储在数据库中，当报警解除、排除故障时，同样予以记录。历史数据提供多种便捷、快速的查询方法。
5)电源功能
当主电源发生停电、欠压等故障时，监控设备可自动切换到备用电源工作，当主电源恢复正常供电时，自动切回到主电源，切换过程中保证监控设备连续平稳运行。
6)对探测器控制功能
通过监控软件操作，可对连接到本设备的所有探测器进行远程复位控制。
7)权限控制功能
为确保监控系统的**运行，监控设备软件操作权限分为三级，不同级别的操作员具有不同的操作权限。
参考文献
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[4].司戈.消防科学与技术[J].中国消防协会 2008.1
作者简介：
沈烨，女，安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电
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