电气火灾监控云平台在建筑防火中的研究与应用

摘要：为解决建筑防火中的电气火灾监控问题，本文结合某建筑实际情况，对其电气火灾监控系统进行深入分析，提出设备选型、系统设计及安装等内容，以期为相关人员提供参考。

0引言

如今，建筑电气设备种类和数量都在不断增多，这在丰富建筑使用功能的同时，增加了火灾隐患。要想有效预防建筑电气火灾，在火灾发生后立即通过监控和自动控制切断设备，能有效控制火灾的发展和蔓延，并减小由此造成的损失。

1建筑概况

某建筑地上共14层，设1层地下室，总建筑面积1.51万m'。对于该建筑，其消防设备属于一级负荷；二级负荷包括电梯（非消防）、水泵与楼梯间照明；除以上一级和二级负荷外的负荷均属于三级负荷。该建筑变电所位于地下一层，为满足建筑用电量要求，需在低压配电柜中对消防用电回路进行预留；低压侧电源采用交流三相四线220/380V,其配电系统为单母线分段形式；干线配电方式为树干式，主要负荷与容量相对较大的动力负荷均为放射式配电。现以该建筑为例，对其电气火灾监控系统做如下深入分析。

2设备选型

在建筑中，一旦发生电气火灾，则其隐患的分布将极为分散，基于此，对电气火灾监控而言，需要将集中监控设备与现场处理设备充分结合到一起，形成集散式系统。该系统的优势在于通过对剩余电流的实时检测，确定各监控点实际剩余电流，基本不会对原配电系统造成任何影响，且系统比较单一和灵活，无论是新建、改建还是扩建项目，都可以使用。除此之外，采用集散式系统还能结合实际需要，有针对性地增减监控点，保证灵活性。

在设备选型过程中，应优先考虑技术先进且经济合理的类型。通过对上述各因素的综合考虑，在本次设计工作中，主要选择由施耐德万高公司生产的产品。其中，剩余电流探测装置选择WEFP-T系列产品，用于对安装地点实际剩余电流进行检测，检测到的信号传输到WEFP-J；现场处理设备选择WEFP-J系列产品，对安装地点实际剩余电流实施检测后，将得到的信号传输到WEFP-S；集中监控设备选择WEFP-S系列产品，用于对所有探测装置实施集中管理。

3系统设计及安装

3.1剩余电流探测装置及现场处理设备

装置的安装主要分成以下两种情况：

（1）对于剩余电流探测装置，一般在低压柜各线路出线处进行安装。每个WEFP-J都能同时接收多个剩余电流探测装置传输的信号，同时对其进行显示，并通过通信线为WEFP-S传递信号。

（2）如果将剩余电流探测装置安装在进箱断路器之后，则其作用原理和与WEFP-J之间的关系将和在低压柜中进行的安全基本相同。考虑到各楼层中层箱之间的距离相对较远，故WEFP-J仅对一路信号进行接收与传送，在对这些信号予以现场显示和报警的同时，将其传输到WEFP-S。

3.2集中监控设备

整个监控系统与系统的WEFP-S都需要依靠专门的管理软件来实现集中管理目标。系统的集中监控设备需要在消防控制室中进行安装，能对各监控点的主要参数进行显示，包括三相电流、电压和温度等；在显示参数的同时，还能实现报警，包括过流过压、欠压、超温、剩余电流，当然也能根据需求增加其他报警。

3.3监控系统

按照现行建筑防火规范提出的要求，建筑应做好电气火灾监控系统的合理设置，同时该系统要满足以下几个方面要求：其一，监控主机以PC计算机为主，并采用组态管理软件；其二，在楼层箱处进行测点的布置，且所有测点都能对三相电流、电压与剩余电流等信息进行采集，同时要能在计算机上实时显示；其三，当过流、过压、欠压与剩余电流超出允许范围时，应能立即报警；其四，二总线宜选择双色双绞线ZR-RVSP 2 x 1.5mm2,以便于和报警系统的通信线路实现共管敷设；其五，WEFP-S和相应的操作计算机都应在消防值班室进行设置。

除此之外，在对剩余电流检测结果报警值进行设定的过程中，要对固有剩余电流予以充分考虑。在配电系统当中，无论是用电设备还是长距离线路，均有一定剩余电流，即固有剩余电流。针对这部分电流，需在监控时将其排除在外。基于此，需在探测装置中通过适当的设施，用检测到的电流值与固有剩余电流相减，相减后的结果才是系统重点监控对象。要将固有剩余电流准确写入到监控系统中，但对固有剩余电流而言，并不是一个固定的值，和配电系统所包含的用电设备数量及空气湿度等很多因素都有关联，这会给系统报警值的设定造成很大不便。通过连续观察与测量，固有剩余电流和线路长度及系统接入的用电设备总数有关，虽然其他因素也会造成影响，但只会引起小幅的波动现象。基于此，在对固定剩余电流进行设定的过程中，可直接根据系统投入，使用时对应的实测值确定，也可通过参数估算的方式确定。 线路的单位长度固有剩余电流如表1所示。

表1线路的单位长度固有剩余电流(单位：mA/km )

荧光灯：当安装于金属构件时，固有剩余电流为0.1mA；当安装于木质或者混凝土构件时，固有剩余电流为0.02mA。家用电器：对于手握式丨级设备，其固有剩余电流不超过0.75mA；

对于固定式I级设备，其固有剩余电流不超过3.5mA；对于II级设备，其固有剩余电流不超过0.25mA；对于I级电热设备，其固有剩余电流不超过0.75 ~ 5.0mA。对于计算机，移动式计算机的固有剩余电流为1.0mA,固定式计算机的固有剩余电流为3.5mA,组合式计算机的固有剩余电流为15.0mA。

4安科瑞安全用电云平台及选型

4.1安科瑞安全用电云平台介绍

Acrelcloud-6000安全用电云管理系统能够对剩余电流、设备温度、故障电弧等电气故障进行实时监控、报警、记录，并且通过云端的远程控制。设备与云端的通讯方向不受限制，能上传数据、透传指令，并时间显示实时状态。通过对上传至云端的数据进行分析，为用户提供火灾隐患的相关数据，能够及早的发现问题并实施排查，避免火灾的发生。另一方面，云平台提供超大容量的信息储存及稳定的服务，提升了服务质量，对用户的长远发展具有战略意义。此外，该系统通过集中监控，使得数据通过每个节点的4G网络传输至云端集中式管理和监控，主控端布置于城市消防大队，从而能够对采集的信息进行统一的监控和管理。

具体功能如下：

（1）安全用电监管服务系统包含安全用电管理云平台、电脑终端显示系统、手机APP、漏电探测器、漏电互感器、电流互感器等。
（2）安全用电监管服务系统平台能展示剩余电流、温度、电流等电气安全参数的实时监测数据及变化曲线、历史数据与变化曲线、实时报警数据等，能实时显示现场服务次数、排除隐患数、未排除隐患数、报警未处理数、常规巡检及产品维护等数据，监管数据能保存十年以上。
（3）手机APP软件同时具有IOS版本和安卓版本，能通过手机APP对每条报警记录进行呼叫，便于紧急情况下能尽快通知用电单位。
（4）能对各个单位及设备的电气安全运行情况进行自动统计和分析评估，并随时展示电气安全运行分析报告。
（5）监控探测终端产品满足国家法律法规和有关技术标准（GB14287.2《剩余电流式电气火灾监控探测器》和GB14287.3《测温式电气火灾监控探测器》）的要求，并通过国家消防产品质量监测检验中心提供的消防3C认证。
（6）漏电探测器能同时探测剩余电流、四路温度、三相电流等参数值，并能通过无线以移动通讯网络接入安全用电监管系统平台。

4.2产品选型

4.2.1漏电火灾监控探测器

4.2.2故障电弧探测器

安科瑞故障电弧产品型号代码为AAFD，共有两种电流等级，可监测回路故障电弧的发生，并及时预警，提醒用户处理，防止电弧导致的火灾的发生。

AAFD可配合AF-GSM400使用并接入安全用电平台，该产品不可在同一台AF-GSM400下与ARCM混接。如图：

4.2.3限流式保护器

安科瑞限流式保护器型号代码为ASCP200-1，有三种电流等级，可监测回路短路过载等故障信息，发生故障时预警和产生灭弧效果，防止电弧导致的火灾的发生。

ASCP200-1可配合AF-GSM400使用并接入安全用电平台，也能够通过插入SIM卡直接上传到平台。

以下是ASCP200-1的主要功能：

短路保护功能。保护器实时监测用电线路电流，当线路发生短路故障时，能在150微秒内实现快速限流保护，并发出声光报警信号。

过载保护功能。当被保护线路的电流过载且过载持续时间超过动作时间（3…60秒可设）时，保护器启动限流保护，并发出声光报警信号。

表内超温保护功能。当保护器内部器件工作温度过高时，保护器启动超温限流保护，并发出声光报警信号。

过、欠压保护功能。当保护器检测到线路电压过压或欠压时，保护器发出声光报警信号，可预先设置是否启动限流保护。

配电线缆温度监测功能。当被监测线缆温度超过报警设定值时，保护器发出声光报警信号，可预先设置是否启动限流保护。

漏电流监测功能。当被监测的线路漏电超过报警设定值时，保护器发出声光报警信号，可预先设置是否启动限流保护。

保护器具有1路RS485接口，1路2G无线通讯，可以将数据发送到后台监控系统，实现远程监控。

4.2.4剩余电流互感器

4.2.5AF-GSM400-2G/4G无线上传模块

AF-GSM400-2G/4G/CE模块是一款2G/4G有线无线模块，该无线模块为安全用电云平台专用模块。

AF-GSM400接入每块仪表所需流量为20M/月，单个模块可以接入30块仪表。默认上传间隔2分钟，如发生报警，会实时上传数据。

4.2.6温度传感器

温度传感器为一热敏电阻NTC，它提供0-120°的温度监控基准，可以用来监测线缆或配电箱体的温度，提供温度保护。

5结语

综上所述，电气火灾监控系统大多在建筑中容易发生电气火灾且火灾发生后危险性相对较大的地方设置；监控系统按照三级保护标准，除了要尽可能减小事故面，还应便于事故点的查找；对于建筑一级保护，只作为报警信号，如果剩余电流超过设定值，则立刻断电，避免还没有形成火灾直接大面积断电，导致混乱和恐慌。

作者简介：张星，女，现任职于安科瑞电气股份有限公司，主要从事安全用电的研发与应用。

审核编辑：符乾江