电气火灾监控系统在安徽工业大学项目中的应用

2018-04-23关呈功李凤丹

现代建筑电气 2018年2期

关呈功, 李凤丹

(丹东华通测控有限公司, 辽宁丹东 118009)

0 引言

根据我国近几年的火灾统计,电气火灾年均发生次数占火灾年均总发生次数的30%左右,占重特大火灾总发生次数的80%左右,居各火灾原因之首,且损失占火灾损失的53%,而发达国家每年电气火灾发生次数仅占总火灾发生次数的8%～13%[1]。因此现阶段,在大型公共建筑及人员密集场所加装电气火灾监控系统显得尤为重要。

1 项目概况

安徽工业大学教学与创新实训楼工程项目分南楼、北楼及多功能厅,南楼4层、北楼6层,多功能厅2层,建筑高度分别为16.5 m、23.7 m、11.8 m,最大跨度为8.1 m,总建筑面积为22 886.68 m2,民用建筑工程设计等级为一级,耐火等级为二级,抗震设防烈度为6度,采用桩基础和框架结构,设计使用年限50年。现场效果图如图1所示。

图1 现场效果图

2 技术背景

电气火灾监控系统是指当被保护线路中的被探测参数超过报警设定值时,能发出报警信号、控制信号,并能指示报警部位的系统,在剩余电流监控方面属于先期预报警。电气火灾监控系统早期报警是为了避免损失,而传统火灾自动报警系统则为了减少损失,所以新建或改建工程项目,尤其是已安装火灾自动报警系统的项目,仍需要安装电气火灾监控系统。

3 火灾的起因

引发火灾主要有3个因素:电气故障,违章作业,用火不慎。由电气故障原因引起的火灾居于首位,而电气故障引发火灾的原因是多方面的,主要包括电缆老化、施工的不规范、电气设备故障等。电气火灾一般初起于电气柜、电缆隧道等内部,当火蔓延到设备及电缆表面时已形成较大火势,不易被控制。而电气火灾监控系统能在发生电气故障(存在一定电气隐患)的条件下发出报警,提醒专业人员排除电气火灾隐患,实现电气火灾的早期预防,避免电气火灾的发生,因此具有很强的电气防火预警的特殊实用功能。通过合理设置电气火灾监控系统,可以有效探测供电线路及供电设备故障,以便及时处理,避免电气火灾的发生[1]。

4 相关标准

(1) 电气火灾监控系统的产品应满足标准GB 14287.1—2014《电气火灾监控系统第1部分:电气火灾监控设备》、GB 14287.2—2014《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 14287.3—2014《电气火灾监控系统第3部分:测温式电气火灾监控探测器》的要求。

(2) GB 50045—1995(2005版)《高层民用建筑设计防火规范》中第9.5.1条规定:高层建筑内火灾危险性大、人员密集等场所宜设置剩余电流火灾报警系统。

(3) GB 50016—2014《建筑设计防火规范》中第10.2.7条规定:下列场所宜设置剩余电流动作电气火灾监控系统,这些场所包括各种类型的影剧院、馆所、仓库、住宅小区、医院、商店、学校等。

(4) 电气火灾监控系统的安装和运行应满足GB 13955—2005《剩余电流动作保护装置安装和运行》的要求。

(5) 电气火灾监控系统的供电应满足标准GB 50052—2009《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》(暂行规定)的要求。

5 系统组网设计

该项目电气火灾监控系统由电气火灾监控设备PDM-610、组合式电气火灾监控探测器(简称探测器)PDM-803ET以及剩余电流互感器组成。对于南楼、北楼,多功能厅3个区域,探测器PDM-803ET均安装在每个楼层强电井配电箱内以及天台的强电井配电箱内,其中南楼安装探测器14台,北楼安装探测器14台,多功能区安装探测器20台,消防控制室安装探测器1台,南、北楼各通过1条阻燃屏蔽双绞线接入电气火灾监控系统,多功能区由于距离较远,通信线铺设没有专用的消防通信桥架,铺设1条光缆,通过光电转换后接入电气火灾监控系统。电气火灾监控设备放置在消防控制室内,采用壁挂式安装,其中消防控制室内安装的1台探测器通过阻燃屏蔽双绞线直接接入电气火灾监控系统中,系统组网总线共计4条,每条总线中的探测器设置不同的通信地址,实现电气火灾监控系统与探测器之间的数据交互,完成探测器现场检测数据的集中监控、显示、报警、存储,查看等功能。电气火灾监控系统网络示意图如图2所示。

5.1 监控设备功能

电气火灾监控设备PDM-610采用嵌入式低功耗数字处理器、Windows操作系统、大屏幕LED人机界面,可外接各种型号打印机,具有多路用于连接电气火灾探测器的总线接口和用于连接主站的网络接口(RS-485、以太网接口等可选)[2]。

对于中小型建筑,电气火灾监控设备PDM-610可独立作为一个区域电气火灾的监控主站设备,直接安装在消防控制室或监控值班室中,具有数据采集、表格显示、故障记录、声光报警、打印等功能。

对于大中型建筑,电气火灾监控设备PDM-610在完成上述功能的同时,可作为电气火灾监控主站系统的前置通信层设备(通信管理机),具有数据分类、整理、运算、记录等功能,实现“3+2”分层分布式网络架构,满足单网、双网、环网及冗余网络应用。

(1) 采集功能:依据GB 50116—2008《火灾自动报警系统设计规范》[3]的要求,结合项目现场实际情况,可接入256台探测器(可扩展)。

(2) 显示功能:实时显示并监控区域内探测器运行参数及故障状态。

图2 电气火灾监控系统网络示意图

(3) 总线功能:支持8路RS-485/232、双路以太网等多种总线形式及通信协议。

(4) 预警功能:剩余电流、温度、超限预警、报警。

(5) 报警功能:故障时30 s内发出声光报警。

(6) 前置功能:数据分类、整理及转发,构成分层分布式网络。

(7) 消防联动:4路继电器输出接口(1路报警、3路控制输出)。

(8) 数据处理:剩余电流值、剩余电流故障、剩余电流报警存储、查询等功能。

(9) 其他功能:系统功能自检、智能扩展接口。

5.2 探测器功能

组合式电气火灾监控探测器PDM-803ET具有剩余电流、温度测量的同时,还具有综合测量功能,可节省配电柜安装空间和降低柜内器件成本,如配电箱直接加装一台探测器,即完成剩余电流检测,也进行全电量的测量。该项目通过探测器的双通信接口把数据分别送入不同的监控系统中,通信一口以RS-485通信总线接入电力监控系统,通信二口以RS-485通信总线接入电气火灾监控系统,实现集中化监控。探测器安装设置也按国家标准要求设计,剩余电流电气火灾监控探测器应以设置在低压配电系统首端为基础原则,宜设置在第一级配电柜(箱)的出线端。在供电线路剩余电流>500 mA时,宜设置在其下一级配电柜(箱)处[3]。现场涉及探测器安装位置的配电箱系统如图3所示。

(1) 剩余电流:1路(剩余电流互感器输入)。

(2) 温度测量:3路(温度传感器输入)。

(3) 电量测量:三相相/线电压、零序电压、三相电流、零序电流、电压电流不平衡度、有功功率、无功功率、功率因数、频率等。

(4) 电能计量:有功电能(kWh),无功电能(kvarh)。

(5) 其他功能:过流、过压报警功能。

(6) 继电器输出:1路(报警输出)。

(7) 装置显示:LCD中文液晶显示。