电气火灾监控系统在某奥体中心中的应用与创新

王海芹

0　引言

电气火灾监控系统从投入市场的那***起，就受到了各界的广泛关注。因为在我国电气火灾发生的数量长时间以来居高不下，已经是一个影响我国国民经济发展的一个不容忽视的严重问题。在消防监督部门的大力支持下，在科研部门和生产厂家的不懈努力下，经过近十年的发展，电气火灾监控设备已逐渐走进了用户，发挥了越来越大的作用，并逐步取得了相关部门和社会的认可。

1　项目简介 

本项目奥体中心主要由体育场、体育馆、游泳馆、 球中心、中心商业区及地下车库组成，总建筑面积约36万m2，建成后将成为标志性建筑及新城区内大规模商业娱乐综合体。由于奥体中心内人员密集，安防、消防设备供电必须可靠，有效地防止电气火灾的发生，保证广大观众和运动员的安全。奥体中心 球中心可以容纳运动员、观众和工作人员多达3万人。场地为双路高压供电，一路高压接入华北电管局的华北电 ，另一路接入北京地区高压电 ，除此以外还备有自发电装置。

场地的用电包括两个方面：照明和动力。照明用电主要是场地的灯光照明，采用新一代电光源，照度高、功率大，设备的数量多。动力用电主要是冷却塔、中央空调、风机、排污泵和大型电动器具等。

球项目是露天比赛，占地面积大，用电设备分散。总配电室位于中心赛场北侧100m处，距离*远端的配电柜有1000m。

配电系统为TN-C-S系统，为三相五线制、四级结构，用电末端安装带漏电单相双极空气开关，在二级、三级开关上均安装漏电探头，以此计算，共需要漏电探头228个，通信*远距离为1000米，是一个中等规模的电气火灾 警系统。在二级、三级空气断路器的下端安装闭合式漏电探头，没有设计安装电流探头。二级开关采用额定电流200A的空气断路器，三级开关均为额定电流100A的空气断路器。为了配合这种配置情况，在200A的下端采用的是50mm2导线，设计采用直径100mm穿线孔径的漏电探头可以保证四根导线的顺利穿过。在100A开关的下端采用25mm2导线，采用直径为48mm穿线孔径的漏电探头可以保证四根导线的顺利穿过。

二级开关处的漏电额定 警值为400mA，设定的 警延时时间为3秒；在三级开关处的漏电额定 警值设定为200mA，设定的 警延时时间为1秒。

2　电气火灾监控系统的设计

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系统组成

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、 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：

1）现场设备层主要是连接 络中用于漏电及温度信号采集测量的各类型的仪表和保护装置等，也是构建该监控系统必要的基本组成元素。不仅肩负着采集数据的重任，同时也是执行后台控制命令的终端元件

2）通讯控制层主要是由通讯服务器、接口转换器件及总线 络等组成。该层是数据信息交换的桥梁，不同的接口转换器件提供了RS232、RS422、RS485、SPABUS等及以太 等各种接口，组 方式灵活，支持点对点的通讯、现场总线 络、以太 等类型的组态 络。通讯服务器主要用于直接对现场仪器仪表转达上位机的各种控制命令，并负责对现场仪器仪表回送的数据信息进行采集、分类和存储等工作；接口转换器件则是由于现场仪表或其它系列的装置与上位机的通讯接口存在差异，需要进行转换方可进行数据交换。

3）管理测控层是针对监控 络的管理人员。该层直接面向用户。该层也是系统的*上层部分，主要是由电气火灾监控系统软件和必要的硬件设备如计算机、人机界面、打印机、UPS等。其中软件部分具有良好的人机交互界面，通过数据传输协议读取前置机采集的现场各类数据信息，自动经过计算处理，以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况，并可接受管理人员的操作命令，实时发送并检测操作的执行状况，以保证供用电单位的正常工作。

2.2 工作原理

其基本原理是，当电气设备中的漏电流、温度等参数发生异常或突变时，终端探测头(如剩余电流互感器、温度传感器等)利用电磁场感应原理、温度效应的变化对该信息进行采集，并输送到监控探测器里，经放大、A/D转换、CPU对变化的幅值进行分析、判断，并与 警设定值进行比较，一旦超出设定值则发出 警信号，同时也输送到监控设备中，再经监控设备进一步识别、判定，当确认可能会发生火灾时，监控主机发出火灾 警信号，点亮 警指示灯，发出 警音响，同时在液晶显示屏上显示火灾 警等信息。值班人员则根据以上显示的信息，迅速到事故现场进行检查处理，并将 警信息发送到集中控制台。

3　典型组 方案

（a）大型建筑群组 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 模式，便于区域化管理，采用RS-485 络通信，以太 通信，以太 通信，满足了通信实时性高的要求。

（b）大型单体建筑组 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 模式，检测管理功能全面，性价比高，采用RS-485 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 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 模式，造价经济，性价比高，采用RS-485 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。

4　设备清单