电气火灾监控设备一体化解决方案

2016-08-24夏晓东

现代建筑电气 2016年6期

关键词：探测器报警电气

曹　科,　夏晓东

(上海盛善电气有限公司, 上海　200331)

电气火灾监控设备一体化解决方案

曹科,夏晓东

(上海盛善电气有限公司, 上海200331)

针对电气系统中因剩余电流引起的火灾事故,提出了电气火灾监控设备一体化解决方案,详细介绍了系统组成、系统功能及技术特点。提出电气火灾监控设备一体化解决方案通过对电气系统中各回路剩余电流的实时监控、管理及分析,降低了电气系统安全运行的成本,可提高整个电气防火系统的安全性。

电气火灾; 剩余电流; 监控设备; 一体化方案

0　引　言

在传统观念中对火灾的防范往往集中于烟雾报警、气体监测等方面,易忽略由于电气回路中剩余电流引起的火灾。根据相关资料统计,在火灾事故中由电气故障引起的火灾事故占火灾事故总数的25%,而其中由于电气线路原因造成的火灾事故占50%以上,造成了巨大的经济损失。因此,国内各类工矿企业对于电网中因剩余电流引起的火灾及安全问题关注度大大提升,对电网中各回路剩余电流的监控、报警提出了更高的要求[1-2]。

本文提出了电气火灾监控设备一体化解决方案,通过现代计算机技术、通信技术、采集控制技术,建立完善的火灾剩余电流实时监视、分析、报警、紧急处置一体化管理体系,实现电气系统中各回路剩余电流在线监控的信息化、可视化、可控化,对电气系统运行过程中因设备老化、人员操作不当、意外故障等因素导致的剩余电流隐患做到防患于未然。

1　电气火灾监控设备一体化解决方案

电气火灾监控设备一体化解决方案通过前端的剩余电流式电气火灾监控探测器采集低压配电系统中各回路的剩余电流、温度等参数,并在后台的电气火灾监控设备上实时监测、显示,并根据设定保护阈值作出相应报警提示和保护动作;同时可与消防系统联动,通过RS-485或TCP/IP端口实现远程联网监控,提高整个电气防火系统的安全性。

用户从系统中可得到以下运行及安全信息:各回路剩余电流实时值、各回路开关/设备当前状态、当前报警/故障状态、历史报警事件记录。

2　系统架构及工作原理

电气火灾监控设备一体化解决方案采用多层组网方式,分为站控层、通信层、设备层。该系统结构可支持不同数量、不同型号的电气火灾监控探测器的无缝接入,有很强的灵活性、兼容性、可靠性和安全性[3]。电气火灾监控设备一体化解决方案系统架构如图1所示。

图1　电气火灾监控设备一体化解决方案系统架构

(1) 站控层是系统的核心部分,由工控计算机、消防电源、I/O模块、打印机等组成,完成数据采集、记录、整理、分析、显示、遥控操作以及系统维护、授权使用、权限分级控制等;将历史报警及故障信息保存、打印;支持数据上传共享功能。

(2) 通信层负责数据通信传输,主要设备是智能通信管理机,通过RS-485采集探测器的实时数据,再通过TCP/IP网络把数据实时传输到站控层,具有实时传输、抗干扰能力强、总线接入简单等特点。

(3) 设备层主要设备是各种型号的电气火灾监控探测器,实现对电气系统的实时监测及保护控制,监测数据包括剩余电流、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、谐波、开关/设备状态等用电参数。

3　采集设备配置

针对不同应用领域电气系统的电气火灾监控,上海盛善电气研发了多种电气火灾监控探测器,用于不同应用场合下的电气回路剩余电流监测。

(1) SDF200剩余电流式电气火灾监控探测器。该探测器主要应用于低压配电系统(0.4 kV以下)的剩余电流监测,在实现剩余电流报警保护之外,还具备电源监测功能;采用LED显示方式;支持声光报警;具备RS-485通信接口(Modbus-RTU 协议),方便实现集中监控和智能管理;体积小巧,采用导轨式安装方式,适用于抽屉柜等对安装尺寸要求较小的应用场合。

(2) SDF310剩余电流式电气火灾监控探测器。该探测器主要应用于低压配电系统(0.4 kV以下)的剩余电流监测,在实现剩余电流报警保护之外,还具备电源监测功能;采用LCD显示方式;支持声光报警;具备RS-485通信接口(Modbus-RTU 协议),方便实现集中监控和智能管理;采用嵌入式开孔安装方式。

(3) SDF300剩余电流式电气火灾监控探测器。该探测器主要应用于低压配电系统(0.4 kV以下)的剩余电流监测、三相电网所有电量监测、电能计量、谐波监测等,在实现剩余电流报警保护之外,还具备过压、过流、欠压、缺相、谐波超标等报警保护功能,并支持消防联动和电源监测功能;采用LCD显示方式;支持声光报警;具备RS-485通信接口(Modbus-RTU 协议),方便实现集中监控和智能管理;采用嵌入式开孔安装方式,适用于对现场监测要求较高或需要构建整体自动化无人值守系统的应用场合。

4　系统功能

4.1剩余电流的实时监控、管理及分析

电气火灾监控系统可对电气回路中剩余电流进行实时监控,精确定位报警点信息,并通过通信层将数据传输至站控层。站控层的工控机对数据进行分析整理,在LCD屏上将各回路剩余电流直观显示。

剩余电流监控界面如图2所示。

图2　剩余电流监控界面

4.2设备联动管理

系统可监测主电、备电、报警、故障、消音、运行灯的控制。设置联动后相应状态会控制相应指示灯,方便操作人员及时掌握设备的运行状况。设备联动管理界面如图3所示。

4.3报警事件管理

系统将历史报警事件以表格形式存放,用户可在系统界面中按时间等进行历史记录查询,并可将查询到的报警信息保存为Excel文件。

图3　设备联动管理界面

历史报警事件查询界面如图4所示。

图4　历史报警事件查询界面

4.4消防控制功能

基于消防安全的特殊考虑,系统提供2路继电器输出,可在紧急报警状态下自动断开用电回路,确保用电设备的安全、可靠。

4.5数据上传与共享

基于消防安全对及时性和可靠性的考虑,系统界面仅显示各回路的剩余电流、当前状态、设备联动等关键信息,其余电网参数采集整理后存入数据库,并提供相应数据接口,可供第三方系统使用,无需添加额外硬件和布线,在保证消防安全特殊要求的同时,兼顾了系统的可扩展性和实用性,大大降低了用户在构建自动控制系统时的成本。

4.6数据输出打印

系统配备小型打印机,可将历史报警信息表等文档打印输出,方便用户留档。

5　技术特点

(1) 采用工控计算机,配备19英寸液晶显示器,界面更加美观,操作更加人性化。

(2) 二级操作权限设置,方便管理。

(3) 对监控区域的剩余电流进行实时监控,可以对监测回路进行早期的预见性告警和紧急性报警,以便及时排除火灾隐患。

(4) 支持4路无源干接点开关量输入;2路继电器输出,可在紧急报警状态下自动断开用电回路,确保用电设备的安全、可靠。

(5) 由独立监控器对保护区域内的剩余电流进行监控,也可将各区域监控分级组网集中监控;剩余电流预报警阈值和报警动作值多挡可调,既可现场设置,也可远程设置。

(6) 提供模块化的系统软件及硬件,便于根据实际需求灵活进行系统设计及今后扩展硬件及软件功能。

(7) 系统软件设计中提供多种高安全性措施,并提供冗余系统等高可靠性系统结构设计。

(8) 采用设计开放性原则,提供多种协议接口,方便其他系统数据通信。

(9) 严格按照国家和地方的相关标准,采用标准化设计。

6　结　语

电气火灾监控设备一体化解决方案可以实现对电气系统回路中的剩余电流、开关状态等关键信息进行监测、分析和管理,并可实现实时报警、历史报警信息查询、紧急断电等功能,可将监测到的其他电网数据共享给第三方系统,方便整体自动化系统的构建。

[1]高层民用建筑设计防火规范:GB 50045—1995(2005年版)[S].

[2]火灾自动报警系统设计规范:GB 50116—2008[S].

[3]电气火灾监控系统第2部分:剩余电流式电气火灾监控探测器: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