電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備一體化解決方案

曹　科,　夏曉東

(上海盛善電氣有限公司, 上海　200331)

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電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備一體化解決方案

曹科,夏曉東

(上海盛善電氣有限公司, 上海200331)

針對(duì)電氣系統(tǒng)中因剩余電流引起的火災(zāi)事故,提出了電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備一體化解決方案,詳細(xì)介紹了系統(tǒng)組成、系統(tǒng)功能及技術(shù)特點(diǎn)。提出電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備一體化解決方案通過(guò)對(duì)電氣系統(tǒng)中各回路剩余電流的實(shí)時(shí)監(jiān)控、管理及分析,降低了電氣系統(tǒng)安全運(yùn)行的成本,可提高整個(gè)電氣防火系統(tǒng)的安全性。

電氣火災(zāi); 剩余電流; 監(jiān)控設(shè)備; 一體化方案

0　引　言

在傳統(tǒng)觀念中對(duì)火災(zāi)的防范往往集中于煙霧報(bào)警、氣體監(jiān)測(cè)等方面,易忽略由于電氣回路中剩余電流引起的火災(zāi)。根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì),在火災(zāi)事故中由電氣故障引起的火災(zāi)事故占火災(zāi)事故總數(shù)的25%,而其中由于電氣線路原因造成的火災(zāi)事故占50%以上,造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,國(guó)內(nèi)各類工礦企業(yè)對(duì)于電網(wǎng)中因剩余電流引起的火災(zāi)及安全問(wèn)題關(guān)注度大大提升,對(duì)電網(wǎng)中各回路剩余電流的監(jiān)控、報(bào)警提出了更高的要求[1-2]。

本文提出了電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備一體化解決方案,通過(guò)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、采集控制技術(shù),建立完善的火災(zāi)剩余電流實(shí)時(shí)監(jiān)視、分析、報(bào)警、緊急處置一體化管理體系,實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)中各回路剩余電流在線監(jiān)控的信息化、可視化、可控化,對(duì)電氣系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中因設(shè)備老化、人員操作不當(dāng)、意外故障等因素導(dǎo)致的剩余電流隱患做到防患于未然。

1　電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備一體化解決方案

電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備一體化解決方案通過(guò)前端的剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器采集低壓配電系統(tǒng)中各回路的剩余電流、溫度等參數(shù),并在后臺(tái)的電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備上實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、顯示,并根據(jù)設(shè)定保護(hù)閾值作出相應(yīng)報(bào)警提示和保護(hù)動(dòng)作;同時(shí)可與消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),通過(guò)RS-485或TCP/IP端口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控,提高整個(gè)電氣防火系統(tǒng)的安全性。

用戶從系統(tǒng)中可得到以下運(yùn)行及安全信息:各回路剩余電流實(shí)時(shí)值、各回路開關(guān)/設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)、當(dāng)前報(bào)警/故障狀態(tài)、歷史報(bào)警事件記錄。

2　系統(tǒng)架構(gòu)及工作原理

電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備一體化解決方案采用多層組網(wǎng)方式,分為站控層、通信層、設(shè)備層。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可支持不同數(shù)量、不同型號(hào)的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的無(wú)縫接入,有很強(qiáng)的靈活性、兼容性、可靠性和安全性[3]。電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備一體化解決方案系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1　電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備一體化解決方案系統(tǒng)架構(gòu)

(1) 站控層是系統(tǒng)的核心部分,由工控計(jì)算機(jī)、消防電源、I/O模塊、打印機(jī)等組成,完成數(shù)據(jù)采集、記錄、整理、分析、顯示、遙控操作以及系統(tǒng)維護(hù)、授權(quán)使用、權(quán)限分級(jí)控制等;將歷史報(bào)警及故障信息保存、打印;支持?jǐn)?shù)據(jù)上傳共享功能。

(2) 通信層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信傳輸,主要設(shè)備是智能通信管理機(jī),通過(guò)RS-485采集探測(cè)器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),再通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)秸究貙?具有實(shí)時(shí)傳輸、抗干擾能力強(qiáng)、總線接入簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

(3) 設(shè)備層主要設(shè)備是各種型號(hào)的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器,實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及保護(hù)控制,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括剩余電流、電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、諧波、開關(guān)/設(shè)備狀態(tài)等用電參數(shù)。

3　采集設(shè)備配置

針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域電氣系統(tǒng)的電氣火災(zāi)監(jiān)控,上海盛善電氣研發(fā)了多種電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器,用于不同應(yīng)用場(chǎng)合下的電氣回路剩余電流監(jiān)測(cè)。

(1) SDF200剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。該探測(cè)器主要應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)(0.4 kV以下)的剩余電流監(jiān)測(cè),在實(shí)現(xiàn)剩余電流報(bào)警保護(hù)之外,還具備電源監(jiān)測(cè)功能;采用LED顯示方式;支持聲光報(bào)警;具備RS-485通信接口(Modbus-RTU 協(xié)議),方便實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控和智能管理;體積小巧,采用導(dǎo)軌式安裝方式,適用于抽屜柜等對(duì)安裝尺寸要求較小的應(yīng)用場(chǎng)合。

(2) SDF310剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。該探測(cè)器主要應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)(0.4 kV以下)的剩余電流監(jiān)測(cè),在實(shí)現(xiàn)剩余電流報(bào)警保護(hù)之外,還具備電源監(jiān)測(cè)功能;采用LCD顯示方式;支持聲光報(bào)警;具備RS-485通信接口(Modbus-RTU 協(xié)議),方便實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控和智能管理;采用嵌入式開孔安裝方式。

(3) SDF300剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。該探測(cè)器主要應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)(0.4 kV以下)的剩余電流監(jiān)測(cè)、三相電網(wǎng)所有電量監(jiān)測(cè)、電能計(jì)量、諧波監(jiān)測(cè)等,在實(shí)現(xiàn)剩余電流報(bào)警保護(hù)之外,還具備過(guò)壓、過(guò)流、欠壓、缺相、諧波超標(biāo)等報(bào)警保護(hù)功能,并支持消防聯(lián)動(dòng)和電源監(jiān)測(cè)功能;采用LCD顯示方式;支持聲光報(bào)警;具備RS-485通信接口(Modbus-RTU 協(xié)議),方便實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控和智能管理;采用嵌入式開孔安裝方式,適用于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)要求較高或需要構(gòu)建整體自動(dòng)化無(wú)人值守系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合。

4　系統(tǒng)功能

4.1剩余電流的實(shí)時(shí)監(jiān)控、管理及分析

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)電氣回路中剩余電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,精確定位報(bào)警點(diǎn)信息,并通過(guò)通信層將數(shù)據(jù)傳輸至站控層。 站控層的工控機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理,在LCD屏上將各回路剩余電流直觀顯示。

剩余電流監(jiān)控界面如圖2所示。

圖2　剩余電流監(jiān)控界面

4.2設(shè)備聯(lián)動(dòng)管理

系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)主電、備電、報(bào)警、故障、消音、運(yùn)行燈的控制。設(shè)置聯(lián)動(dòng)后相應(yīng)狀態(tài)會(huì)控制相應(yīng)指示燈,方便操作人員及時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況。設(shè)備聯(lián)動(dòng)管理界面如圖3所示。

4.3報(bào)警事件管理

系統(tǒng)將歷史報(bào)警事件以表格形式存放,用戶可在系統(tǒng)界面中按時(shí)間等進(jìn)行歷史記錄查詢,并可將查詢到的報(bào)警信息保存為Excel文件。

圖3　設(shè)備聯(lián)動(dòng)管理界面

歷史報(bào)警事件查詢界面如圖4所示。

圖4　歷史報(bào)警事件查詢界面

4.4消防控制功能

基于消防安全的特殊考慮,系統(tǒng)提供2路繼電器輸出,可在緊急報(bào)警狀態(tài)下自動(dòng)斷開用電回路,確保用電設(shè)備的安全、可靠。

4.5數(shù)據(jù)上傳與共享

基于消防安全對(duì)及時(shí)性和可靠性的考慮,系統(tǒng)界面僅顯示各回路的剩余電流、當(dāng)前狀態(tài)、設(shè)備聯(lián)動(dòng)等關(guān)鍵信息,其余電網(wǎng)參數(shù)采集整理后存入數(shù)據(jù)庫(kù),并提供相應(yīng)數(shù)據(jù)接口,可供第三方系統(tǒng)使用,無(wú)需添加額外硬件和布線,在保證消防安全特殊要求的同時(shí),兼顧了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和實(shí)用性,大大降低了用戶在構(gòu)建自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)的成本。

4.6數(shù)據(jù)輸出打印

系統(tǒng)配備小型打印機(jī),可將歷史報(bào)警信息表等文檔打印輸出,方便用戶留檔。

5　技術(shù)特點(diǎn)

(1) 采用工控計(jì)算機(jī),配備19英寸液晶顯示器,界面更加美觀,操作更加人性化。

(2) 二級(jí)操作權(quán)限設(shè)置,方便管理。

(3) 對(duì)監(jiān)控區(qū)域的剩余電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,可以對(duì)監(jiān)測(cè)回路進(jìn)行早期的預(yù)見(jiàn)性告警和緊急性報(bào)警,以便及時(shí)排除火災(zāi)隱患。

(4) 支持4路無(wú)源干接點(diǎn)開關(guān)量輸入;2路繼電器輸出,可在緊急報(bào)警狀態(tài)下自動(dòng)斷開用電回路,確保用電設(shè)備的安全、可靠。

(5) 由獨(dú)立監(jiān)控器對(duì)保護(hù)區(qū)域內(nèi)的剩余電流進(jìn)行監(jiān)控,也可將各區(qū)域監(jiān)控分級(jí)組網(wǎng)集中監(jiān)控;剩余電流預(yù)報(bào)警閾值和報(bào)警動(dòng)作值多擋可調(diào),既可現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置,也可遠(yuǎn)程設(shè)置。

(6) 提供模塊化的系統(tǒng)軟件及硬件,便于根據(jù)實(shí)際需求靈活進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)及今后擴(kuò)展硬件及軟件功能。

(7) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中提供多種高安全性措施,并提供冗余系統(tǒng)等高可靠性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

(8) 采用設(shè)計(jì)開放性原則,提供多種協(xié)議接口,方便其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信。

(9) 嚴(yán)格按照國(guó)家和地方的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

6　結(jié)　語(yǔ)

電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備一體化解決方案可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)回路中的剩余電流、開關(guān)狀態(tài)等關(guān)鍵信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析和管理,并可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)警、歷史報(bào)警信息查詢、緊急斷電等功能,可將監(jiān)測(cè)到的其他電網(wǎng)數(shù)據(jù)共享給第三方系統(tǒng),方便整體自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建。

[1]高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范:GB 50045—1995(2005年版)[S].

[2]火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范:GB 50116—2008[S].

[3]電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第2部分:剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器:GB 14287.2─2005[S].

Integration Solution of Electrical Fire Monitoring Equipment

CAO Ke,XIA Xiaodong

(Shanghai Sunshy Electric Co., Ltd., Shanghai 200331, China)

Aiming at electrical fire accident caused by residual current in the electrical system,this paper proposed an integration solution of electrical fire monitoring equipment,and introduced its system composition,system functions and technical characteristics in detail.It is pointed out that through the real-time monitoring,management and analysis of residual current in each circuit,the integration solution of electrical fire monitoring equipment reduces the safe operation costs of electrical system,and improves the safety of electrical fire prevention system.

electrical fire; residual current; monitoring equipment; integration solution

曹科(1980—),男,工程師,從事電力技術(shù)、工程管理等工作。

TU 855

B

1674-8417(2016)06-0062-03

10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.06.016

2016-05-18

夏曉東(1970—),男,工程師,從事電力技術(shù)、系統(tǒng)工程等工作。