淺談電氣火災監控系統在現代智能建筑中的研究與應用

任運業

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】文章就濱河商務建筑項目展開討論，針對項目中的電氣火災監控問題提出電氣火災監控系統設計與應用、網絡設計、系統監控設計、系統監測、數據收集和分析、遠程監控等相關措施，以強化電氣火災監控水平，降低用戶使用風險。

【關鍵詞】電氣火災監控系統；設計；應用

1引言

電氣火災監控系統在現代智能建筑中的應用，不僅可以推動建筑行業實現智能化、信息化發展，也可以為用戶創造更加安全、舒適的工作環境，使得行業經濟效益和大眾生活質量共同提升。如何讓電氣火災監控系統在工程建設、項目運行過程中發揮應有的作用，需要建設單位、設計單位、規范標準制定單位、系統設備廠家、物業管理單位、社會監督主管門共同重視，避免讓電氣火災監控系統變成“雞肋"。

2工程概況

濱河商務擁有10KV主變電室兩座，分變電室兩座；1號主變電室位于A座負一層，主要為A座及裙樓供電。2號主變電室位于B座負一層，3號、4號分變電室分別位于C座、D座負一層，分別為C座、D座供電。

電氣火災監控系統有監控主機一套，設置在建筑群消防監控室內；監控分機四套分別安裝在四個變電室內。實現了對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監控。監控分機具有報警、查詢、打印功能，同時將數據上傳至監控主機，在消防監控室內具有報警、查詢、打印、消除報警功能。

3電氣火災監控系統應用存在的問題

3.1關于系統運行的問題

在系統運行過程中，工作人員發現以下問題：①沒有實現與大廈綜合管理系統的系統融合，電氣火災監控系統獨立運行；②系統存在誤報，對管理人員工作造成干擾；③系統分布范圍廣，運行管理時多次出現掉線、斷網等問題；④系統主服務器為一臺PC級服務器，系統可靠性較低。

3.2關于系統管理的問題

項目建設完成后交付專業物業管理單位管理，經過三年時間的跟蹤回訪，發現如下問題：①物業公司項目部機電人員對電氣火災監控系統重視程度不夠；②物業消防控制室監控值班員只能對電氣火災監控系統報警查詢，對報警事件轉交電工處理；③物業電工對漏電電流大報警、超溫報警現象束手無策，發現缺陷容易，解決問題難；④物業消防中控室一般歸安保部管理，機電設備一般歸工程部管理；電氣火災監控管理處于兩個部門共同管理的狀態。物業管理人員對電氣火災監控系統的重要性認識不足，容易出現兩不管的空檔；⑤社會安全監督部門對建筑群的消防監督檢查，主要檢查火災報警系統、疏散指示系統、消防通道暢通等。社會安全監督部門對電氣火災監控系統一般不做檢查，導致物業管理單位對火災監控系統的重視程度降低；⑥電氣火災監控系統處于建設重視、管理漠視的“雞肋"狀態。

4電氣火災監控系統設計與應用

4.1明確建筑功能需求

該工程中包含了層建筑，在設計電氣火災監控系統時，設計人員應根據建筑需求設計合理化、可靠度高的系統，以解決系統運行問題。一般高層建筑電氣火災監控系統需要實時采集建筑內部消防類相關數據，并對設備運行的狀態進行有效監控，以便于及時發出預警，避免火災發生。

在設計系統時，可以借助物聯網技術采集數據，數據內容主要為低壓配電線路相關電氣參數等信息。其次，在系統中設計低壓配電物聯終端和傳感器：①安裝低壓配電物聯終端：位置在線路側、低壓側以及用戶側。主要功能：利用通信通道監控上傳的數據信息；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，完成電氣火災隱患警報、設備運行監視、事故發生溯源等。該項功能可以通過手機進行訪問。

4.2系統網絡設計

在設計電氣火災監控系統網絡時，可以利用無線通信網絡提高系統運行水平。該網絡主要由這幾個部分組成：①監控主站；②上位機單元；③總線；④監控輔站。運行時，ZigBee（紫蜂無線通訊）主站會與總線進行連接，總線接收到上位機單元信息后，主站也會得到實時信息。對系統監控模塊進行設計時，可以通過剩余電流探測器以及開關電壓調節器，監控電氣火災剩余電流[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系統網絡監測圖示

設計人員也可以使用云平臺設計電氣火災監控系統，確保電氣設備正常運行，保證系統可以對建筑電氣火災進行實時監控與檢測。技術人員可以將不同電氣火災探測器安裝在關鍵位置，并將這些探測器收集到的數據信息統一傳遞至總線監測設備，接著再傳遞至監控主機，后傳遞至云平臺[3]。根據不同用戶需求，劃分電氣火災監控系統控制區域，根據每一個區域特征，設置參數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，對監測主機和探測器故障進行定期檢測，發現異常時可及時報警，并將監測到的剩余電流值數據發送至系統；工作人員對數據進行分析和判斷，確定報警位置后可及時采取措施，防范火災事故發生，降低事故損失和火災風險（見圖2）。

圖2基于云平臺的電氣火災監控系統設計圖示

4.3系統監控模塊位置設計

在設計電氣火災監控系統時，可以將系統監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模塊，可以在漏電發生時及時找到故障位置和高溫隱患位置，且預測的位置較為準確。但是其無法確定哪一個支路發生漏電，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模塊，其應用成本低。但是產生漏電電流時，系統只能明確哪一個主回路漏電無法對漏電故障發生的具體位置進行確定，無法對高溫隱患位置進行確定；③末端配電箱。在此處安裝系統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，以此來實現全面覆蓋與監控。但是這種安裝方法成本較高。安裝電氣火災監控系統主機時，可以將其布設消防控制室內。在此處安裝主機，可以實時傳遞報警信息和故障信息至消防控制。一旦發現問題，消防控制的工作人員會在一時間處理相關信息，并對建筑電氣火災隱患問題進行解決[5]。也可以將主機安裝在變電室之內，電氣火災監控系統會對配電線路中的漏電情況進行監測，將主機設置在此處可以由變電室值班人員進行統一管理。

4.4監控報警設計

在系統中設計監控報警平臺時，需要根據不同監控區域部署傳感器。利用可視化聯網平臺實現指令與碼流之間的轉換。當遠程通信中斷后，可以實時接收報警信號，并上傳至安全管理平臺。同時，控制主機會開啟周圍視頻監控點，并及時發出報警信號。為了保證平臺信息儲存的安全性，設計人員可以在平臺設置存儲模塊，以便于工作人員儲存重要信息。對于一些重要的用戶信息，可以進行加密處理以保證信息私mi性。例如，訪客需要登錄信息數據庫時，通過嚴格的權限驗證才可進入平臺查看信息。如連續3次輸入錯誤密碼，系統會自動提示需要輸入驗證碼再次登錄。在這種防護功能下，可以保護信息不被盜qu。另外，為了防止數據庫被黑ke侵入，也可以設置特殊字符以及邏輯格式過濾驗證方式進行防護。由于探測器在實際應用中常常受到其他工況的影響，容易發出錯誤警報。如電梯在負載狀態下，會因以下幾種情況發生誤報警：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，且電機處于開啟狀態，或者檢測到變頻器；②監控環境中，功率因數低造成電能設備運行質量受到影響；③現場施工不規范，造成混接現象發生。為避免誤報警現象發生，相關人員需要對傳感器報警裝置進行測試[6]。以電梯報警測試為例，可以采用電梯驅動回路進行測試，并結合不同計算方法計算相關數據，如值、半波均方根等。在電梯電源上接入剩余電流互感器，設置報警值：300mA；報警延時時長：0.2s。設置后進行3次監控試驗：①電梯靜止至開啟，再到運行；②電梯正常運行；③運行中的電梯到停止的過程。如發現誤報警現象，則應針對實際問題改良傳感器誤報警問題。

4.5提高人員系統使用與管理水平

電氣火災監控系統運行時，常會受到外界因素干擾造成運行異常。因此，需要通過提高各個部門人員安全管理意識，增強系統維護力度。首先，針對系統運行與維護進行統一培訓，突出系統維護要點、技能提升以及人員配合的重要性，從而強化各個人員日常維護與管理意識，并提高維修人員技術水平。培訓時，也應面對物業消防控制室監控值班員進行系統基礎維護培訓，如發生報警情況，班員可做好礎處理，既可保證系統快速恢復運行，也可減少維修成本。例如，在日常維護中，如發現系統運行異常時，工作人員應一時間從網絡狀態、設備狀態等方面查找故障原因，盡量在較短時間內完成系統維修，以降低電氣火災監控風險。其次，統一管理電氣火災監控系統提高管理可靠性，加強社會安全主管部門對電氣火災監控系統的重視。相關部門可成立專門管理小組，定期對電氣火災監控系統進行檢查與維護，減少系統運行異常情況發生。建立嚴格的責任制和獎懲制，提高相關人員的監管意識，以確保監管的有效性。監管過程中，相關人員需要實時記錄監管問題，定期針對問題開展會議進行協商和解決。對于一些較為緊急的監管問題，可立即召開會議解決實際問題。通過不斷更新監管方式和監管制度，提高各部門人員系統維護、系統檢查、系統管理等方面的能力。

5安科瑞電氣火災監控系統介紹

5.1概述

Acre1-6000電氣火災監控系統，是根據現行規范標準由安科瑞電氣股份有限公司研發的全數字化獨立運行的系統，已通過消防電子產品質量監督檢驗的消防電子產品試驗認證，并且均通過嚴格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產品在低壓配電系統中的安全正常運行，現均已批量生產并在全國得到廣泛地應用。該系統通過對剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監視，實現對電氣火災的早期預防和報警，當必要時還能聯動切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標的配電回路;并根據用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業微電網管理云平臺或火災自動報警系統等進行數據交換和共享。

5.2應用場合

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業、重點消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領域。

5.3系統結構

5.4系統功能

監控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發出聲、光報警信號，同時設備上紅色“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，直至按設備的“復位"按鈕或觸摸屏的“復位"按鍵遠程對探測器實現復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動消除。

當被監測回路報警時，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設備，當報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

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

當發生剩余電流、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據庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢方法。

5.5配置方案

6結語

電氣火災監控系統在現代智能建筑中的應用必不可缺，通過引進新信息技術提高系統功能設計的可行性和合理性，同時在系統運行期間，加強相關人員的管理培訓和專業培訓，以保證系統異常時可一時間進行有效處理，從而延長系統使用壽命，使其可以實時監測建筑電氣火災情況。

參考文獻：

1. 王少軍.電氣火災監控在現代智能建筑中的應用.

2. 彭天海，陳羽，楊帆，等.高層建筑電氣火災監控終端信息模型[J].山東大學學報（工學版），2022，52（5）：132-140.

3. 賀麗.基于云平臺的智能配電系統設計[J].工程建設與設計，2022（11）：161-163.

4. 安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.5版.

作者簡介：任運業，男，現任職于安科瑞電氣股份有限公司。