淺談電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)代智能建筑中的研究與應(yīng)用

任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】文章就濱河商務(wù)建筑項(xiàng)目展開討論，針對項(xiàng)目中的電氣火災(zāi)監(jiān)控問題提出電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)計(jì)、系統(tǒng)監(jiān)測、數(shù)據(jù)收集和分析、遠(yuǎn)程監(jiān)控等相關(guān)措施，以強(qiáng)化電氣火災(zāi)監(jiān)控水平，降低用戶使用風(fēng)險。

【關(guān)鍵詞】電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1引言

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)代智能建筑中的應(yīng)用，不僅可以推動建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化、信息化發(fā)展，也可以為用戶創(chuàng)造更加安全、舒適的工作環(huán)境，使得行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和大眾生活質(zhì)量共同提升。如何讓電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在工程建設(shè)、項(xiàng)目運(yùn)行過程中發(fā)揮應(yīng)有的作用，需要建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)制定單位、系統(tǒng)設(shè)備廠家、物業(yè)管理單位、社會監(jiān)督主管門共同重視，避免讓電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)變成“雞肋"。

2工程概況

濱河商務(wù)擁有10KV主變電室兩座，分變電室兩座；1號主變電室位于A座負(fù)一層，主要為A座及裙樓供電。2號主變電室位于B座負(fù)一層，3號、4號分變電室分別位于C座、D座負(fù)一層，分別為C座、D座供電。

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)有監(jiān)控主機(jī)一套，設(shè)置在建筑群消防監(jiān)控室內(nèi)；監(jiān)控分機(jī)四套分別安裝在四個變電室內(nèi)。實(shí)現(xiàn)了對10KV回路電纜、10KV變壓器、400V低壓配電柜主要回路、建筑群樓層配電箱、主要動力配電柜的電氣火災(zāi)監(jiān)控。監(jiān)控分機(jī)具有報警、查詢、打印功能，同時將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控主機(jī)，在消防監(jiān)控室內(nèi)具有報警、查詢、打印、消除報警功能。

3電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用存在的問題

3.1關(guān)于系統(tǒng)運(yùn)行的問題

在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，工作人員發(fā)現(xiàn)以下問題：①沒有實(shí)現(xiàn)與大廈綜合管理系統(tǒng)的系統(tǒng)融合，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行；②系統(tǒng)存在誤報，對管理人員工作造成干擾；③系統(tǒng)分布范圍廣，運(yùn)行管理時多次出現(xiàn)掉線、斷網(wǎng)等問題；④系統(tǒng)主服務(wù)器為一臺PC級服務(wù)器，系統(tǒng)可靠性較低。

3.2關(guān)于系統(tǒng)管理的問題

項(xiàng)目建設(shè)完成后交付專業(yè)物業(yè)管理單位管理，經(jīng)過三年時間的跟蹤回訪，發(fā)現(xiàn)如下問題：①物業(yè)公司項(xiàng)目部機(jī)電人員對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)重視程度不夠；②物業(yè)消防控制室監(jiān)控值班員只能對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)報警查詢，對報警事件轉(zhuǎn)交電工處理；③物業(yè)電工對漏電電流大報警、超溫報警現(xiàn)象束手無策，發(fā)現(xiàn)缺陷容易，解決問題難；④物業(yè)消防中控室一般歸安保部管理，機(jī)電設(shè)備一般歸工程部管理；電氣火災(zāi)監(jiān)控管理處于兩個部門共同管理的狀態(tài)。物業(yè)管理人員對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的重要性認(rèn)識不足，容易出現(xiàn)兩不管的空檔；⑤社會安全監(jiān)督部門對建筑群的消防監(jiān)督檢查，主要檢查火災(zāi)報警系統(tǒng)、疏散指示系統(tǒng)、消防通道暢通等。社會安全監(jiān)督部門對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)一般不做檢查，導(dǎo)致物業(yè)管理單位對火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的重視程度降低；⑥電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)處于建設(shè)重視、管理漠視的“雞肋"狀態(tài)。

4電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

4.1明確建筑功能需求

該工程中包含了層建筑，在設(shè)計(jì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)時，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)建筑需求設(shè)計(jì)合理化、可靠度高的系統(tǒng)，以解決系統(tǒng)運(yùn)行問題。一般高層建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)需要實(shí)時采集建筑內(nèi)部消防類相關(guān)數(shù)據(jù)，并對設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)控，以便于及時發(fā)出預(yù)警，避免火災(zāi)發(fā)生。

在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時，可以借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)內(nèi)容主要為低壓配電線路相關(guān)電氣參數(shù)等信息。其次，在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)低壓配電物聯(lián)終端和傳感器：①安裝低壓配電物聯(lián)終端：位置在線路側(cè)、低壓側(cè)以及用戶側(cè)。主要功能：利用通信通道監(jiān)控上傳的數(shù)據(jù)信息；②傳感器：溫度傳感器、煙感傳感器[1]。主要功能：利用無線上傳云主站，完成電氣火災(zāi)隱患警報、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視、事故發(fā)生溯源等。該項(xiàng)功能可以通過手機(jī)進(jìn)行訪問。

4.2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)時，可以利用無線通信網(wǎng)絡(luò)提高系統(tǒng)運(yùn)行水平。該網(wǎng)絡(luò)主要由這幾個部分組成：①監(jiān)控主站；②上位機(jī)單元；③總線；④監(jiān)控輔站。運(yùn)行時，ZigBee（紫蜂無線通訊）主站會與總線進(jìn)行連接，總線接收到上位機(jī)單元信息后，主站也會得到實(shí)時信息。對系統(tǒng)監(jiān)控模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)時，可以通過剩余電流探測器以及開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器，監(jiān)控電氣火災(zāi)剩余電流[2]。其中，剩余電流探測器功能包含：①自行檢測；②按鍵切換；③聲光報警；④液晶顯示等（見圖1）。

圖1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測圖示

設(shè)計(jì)人員也可以使用云平臺設(shè)計(jì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，確保電氣設(shè)備正常運(yùn)行，保證系統(tǒng)可以對建筑電氣火災(zāi)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控與檢測。技術(shù)人員可以將不同電氣火災(zāi)探測器安裝在關(guān)鍵位置，并將這些探測器收集到的數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一傳遞至總線監(jiān)測設(shè)備，接著再傳遞至監(jiān)控主機(jī)，后傳遞至云平臺[3]。根據(jù)不同用戶需求，劃分電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)控制區(qū)域，根據(jù)每一個區(qū)域特征，設(shè)置參數(shù)不同的靈敏度以及報警值，以防止誤報警。利用平臺自檢功能，對監(jiān)測主機(jī)和探測器故障進(jìn)行定期檢測，發(fā)現(xiàn)異常時可及時報警，并將監(jiān)測到的剩余電流值數(shù)據(jù)發(fā)送至系統(tǒng)；工作人員對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和判斷，確定報警位置后可及時采取措施，防范火災(zāi)事故發(fā)生，降低事故損失和火災(zāi)風(fēng)險（見圖2）。

圖2基于云平臺的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖示

4.3系統(tǒng)監(jiān)控模塊位置設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)時，可以將系統(tǒng)監(jiān)控模塊放在這幾個位置：①樓層配電箱。在這個位置安裝系統(tǒng)模塊，可以在漏電發(fā)生時及時找到故障位置和高溫隱患位置，且預(yù)測的位置較為準(zhǔn)確。但是其無法確定哪一個支路發(fā)生漏電，也無法檢測配電室到豎井間的漏電情況。②低壓柜出線。在這個位置安裝系統(tǒng)模塊，其應(yīng)用成本低。但是產(chǎn)生漏電電流時，系統(tǒng)只能明確哪一個主回路漏電無法對漏電故障發(fā)生的具體位置進(jìn)行確定，無法對高溫隱患位置進(jìn)行確定；③末端配電箱。在此處安裝系統(tǒng)模塊可以明確漏電故障以及高溫隱患位置，但是對配電室到豎井間以及豎井間到支路間的漏電情況無法確定[4]。④為了解決上述問題，可以分別在3個位置安裝探測器，使其形成分層保護(hù)，以此來實(shí)現(xiàn)全面覆蓋與監(jiān)控。但是這種安裝方法成本較高。安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)時，可以將其布設(shè)消防控制室內(nèi)。在此處安裝主機(jī)，可以實(shí)時傳遞報警信息和故障信息至消防控制。一旦發(fā)現(xiàn)問題，消防控制的工作人員會在一時間處理相關(guān)信息，并對建筑電氣火災(zāi)隱患問題進(jìn)行解決[5]。也可以將主機(jī)安裝在變電室之內(nèi)，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)會對配電線路中的漏電情況進(jìn)行監(jiān)測，將主機(jī)設(shè)置在此處可以由變電室值班人員進(jìn)行統(tǒng)一管理。

4.4監(jiān)控報警設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)監(jiān)控報警平臺時，需要根據(jù)不同監(jiān)控區(qū)域部署傳感器。利用可視化聯(lián)網(wǎng)平臺實(shí)現(xiàn)指令與碼流之間的轉(zhuǎn)換。當(dāng)遠(yuǎn)程通信中斷后，可以實(shí)時接收報警信號，并上傳至安全管理平臺。同時，控制主機(jī)會開啟周圍視頻監(jiān)控點(diǎn)，并及時發(fā)出報警信號。為了保證平臺信息儲存的安全性，設(shè)計(jì)人員可以在平臺設(shè)置存儲模塊，以便于工作人員儲存重要信息。對于一些重要的用戶信息，可以進(jìn)行加密處理以保證信息私mi性。例如，訪客需要登錄信息數(shù)據(jù)庫時，通過嚴(yán)格的權(quán)限驗(yàn)證才可進(jìn)入平臺查看信息。如連續(xù)3次輸入錯誤密碼，系統(tǒng)會自動提示需要輸入驗(yàn)證碼再次登錄。在這種防護(hù)功能下，可以保護(hù)信息不被盜qu。另外，為了防止數(shù)據(jù)庫被黑ke侵入，也可以設(shè)置特殊字符以及邏輯格式過濾驗(yàn)證方式進(jìn)行防護(hù)。由于探測器在實(shí)際應(yīng)用中常常受到其他工況的影響，容易發(fā)出錯誤警報。如電梯在負(fù)載狀態(tài)下，會因以下幾種情況發(fā)生誤報警：①剩余電流互感器在檢測到下端有電梯，或者檢測到三相電機(jī)，且電機(jī)處于開啟狀態(tài)，或者檢測到變頻器；②監(jiān)控環(huán)境中，功率因數(shù)低造成電能設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量受到影響；③現(xiàn)場施工不規(guī)范，造成混接現(xiàn)象發(fā)生。為避免誤報警現(xiàn)象發(fā)生，相關(guān)人員需要對傳感器報警裝置進(jìn)行測試[6]。以電梯報警測試為例，可以采用電梯驅(qū)動回路進(jìn)行測試，并結(jié)合不同計(jì)算方法計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)，如值、半波均方根等。在電梯電源上接入剩余電流互感器，設(shè)置報警值：300mA；報警延時時長：0.2s。設(shè)置后進(jìn)行3次監(jiān)控試驗(yàn)：①電梯靜止至開啟，再到運(yùn)行；②電梯正常運(yùn)行；③運(yùn)行中的電梯到停止的過程。如發(fā)現(xiàn)誤報警現(xiàn)象，則應(yīng)針對實(shí)際問題改良傳感器誤報警問題。

4.5提高人員系統(tǒng)使用與管理水平

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行時，常會受到外界因素干擾造成運(yùn)行異常。因此，需要通過提高各個部門人員安全管理意識，增強(qiáng)系統(tǒng)維護(hù)力度。首先，針對系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)進(jìn)行統(tǒng)一培訓(xùn)，突出系統(tǒng)維護(hù)要點(diǎn)、技能提升以及人員配合的重要性，從而強(qiáng)化各個人員日常維護(hù)與管理意識，并提高維修人員技術(shù)水平。培訓(xùn)時，也應(yīng)面對物業(yè)消防控制室監(jiān)控值班員進(jìn)行系統(tǒng)基礎(chǔ)維護(hù)培訓(xùn)，如發(fā)生報警情況，班員可做好礎(chǔ)處理，既可保證系統(tǒng)快速恢復(fù)運(yùn)行，也可減少維修成本。例如，在日常維護(hù)中，如發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行異常時，工作人員應(yīng)一時間從網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)等方面查找故障原因，盡量在較短時間內(nèi)完成系統(tǒng)維修，以降低電氣火災(zāi)監(jiān)控風(fēng)險。其次，統(tǒng)一管理電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)提高管理可靠性，加強(qiáng)社會安全主管部門對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的重視。相關(guān)部門可成立專門管理小組，定期對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行檢查與維護(hù)，減少系統(tǒng)運(yùn)行異常情況發(fā)生。建立嚴(yán)格的責(zé)任制和獎懲制，提高相關(guān)人員的監(jiān)管意識，以確保監(jiān)管的有效性。監(jiān)管過程中，相關(guān)人員需要實(shí)時記錄監(jiān)管問題，定期針對問題開展會議進(jìn)行協(xié)商和解決。對于一些較為緊急的監(jiān)管問題，可立即召開會議解決實(shí)際問題。通過不斷更新監(jiān)管方式和監(jiān)管制度，提高各部門人員系統(tǒng)維護(hù)、系統(tǒng)檢查、系統(tǒng)管理等方面的能力。

5安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)介紹

5.1概述

Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)，已通過消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)的消防電子產(chǎn)品試驗(yàn)認(rèn)證，并且均通過嚴(yán)格的EMC電磁兼容試驗(yàn)，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運(yùn)行，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應(yīng)用。該系統(tǒng)通過對剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)對電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報警，當(dāng)必要時還能聯(lián)動切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標(biāo)的配電回路;并根據(jù)用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災(zāi)自動報警系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。

5.2應(yīng)用場合

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、重點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。

5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5.4系統(tǒng)功能

監(jiān)控設(shè)備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發(fā)出聲、光報警信號，同時設(shè)備上紅色“報警"指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按設(shè)備的“復(fù)位"按鈕或觸摸屏的“復(fù)位"按鍵遠(yuǎn)程對探測器實(shí)現(xiàn)復(fù)位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動消除。

當(dāng)被監(jiān)測回路報警時，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備，當(dāng)報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

通訊故障報警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示，同時設(shè)備上的黃色“故障"指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。電源故障報警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報警聲響。

當(dāng)發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時，將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

5.5配置方案

6結(jié)語

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)代智能建筑中的應(yīng)用必不可缺，通過引進(jìn)新信息技術(shù)提高系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的可行性和合理性，同時在系統(tǒng)運(yùn)行期間，加強(qiáng)相關(guān)人員的管理培訓(xùn)和專業(yè)培訓(xùn)，以保證系統(tǒng)異常時可一時間進(jìn)行有效處理，從而延長系統(tǒng)使用壽命，使其可以實(shí)時監(jiān)測建筑電氣火災(zāi)情況。

參考文獻(xiàn)：

1. 王少軍.電氣火災(zāi)監(jiān)控在現(xiàn)代智能建筑中的應(yīng)用.

2. 彭天海，陳羽，楊帆，等.高層建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控終端信息模型[J].山東大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版），2022，52（5）：132-140.

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作者簡介：任運(yùn)業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。