摘要：建筑电气火灾在建筑物火灾中占较大的比例，起火原因也很多，包括短路、过热、漏电、雷击和电气等故障，火灾危害也较大。因此，各种原因引起的火灾都应得到有效控制。目前，短路、过热、雷击等保护措施日渐成熟，而由于正常泄露电流的普遍存在，漏电往往没有引起足够的重视，从而导致火灾的发生。本文通过介绍安科瑞Acrel-6000/B电气火灾监控系统在联化科技配电室项目中的应用，简析相关国家标准和设计规范，概述电气火灾监测系统在电气火灾预防方面的具体架构以及其优越性。
关键词： 公共建筑；电气火灾；安科瑞；漏电火灾；配电房；
 
0 前言
       随着我国人民生活水平的不断提高，用电量不断增加，但电气火灾也随之剧增，从而也给国家经济和人民生命财产造成巨大的损失。据《中国火灾统计年鉴》统计近年的火灾事故中，电气火灾居首位，且所占比例在30%，且逐年呈上升趋势，造成的损失十分惨重。事实上，电气火灾已成为消防安全的主要致灾因素，不仅次数多、损失大，而且多年来一直居高不下。
公共建筑电气火灾产生的原因主要有以下几个方面：
0.1 建筑物内导线使用年久失修，其绝缘层老化破损。
0.2 建筑物内导线安装施工不规范，如导线不穿管路保护，直接埋于墙内或置于构件上。
0.3 娱乐场所等公共活动场所在二次装修时，乱铺设电线，致使遗留火灾隐患。
0.4 导线施工质量粗糙，偷工减料，使用钢管穿线是钢管内壁乱挂伤导线绝缘层。
0.5 线路受自然条件影响，如空气潮湿导致导线绝缘水平下降等。
针对以上几个方面，安科瑞电气股份有限公司以其自主研发的ARCM系列电气火灾监控探测器为基础，通过对RS485总线技术、终端微机软件显示技术的集成，研发了安科瑞Acrel-6000/B电气火灾监控系统。
       本文就电气火灾系统在海尔（合肥）空调二期扩展项目中的应用，简单介绍安科瑞Acrel-6000/B电气火灾系统的实际应用和其实际意义。  
1 项目概况
       海尔（合肥）空调公司主营海尔中央空调的企业单位,是合肥中央空调销售企业。公司集家用、商用空调及中央空调的设计、销售、安装和售后服务于一体。
       海尔（合肥）空调二期扩展项目配电室分为北区配电室、南区配电室，海尔（合肥）空调二期扩展项目因消防局要求需加装电气火灾检测系统，提高公司安全，杜绝因泄露电流而引起火灾。
       针对本项目的特性，为预防接地故障引起的电气火灾，结合本工程的重要性，本工程所有配电房的出线均配置漏电火灾报警系统。该系统主要包括系统主机、现场监控器以及数据集中控制器。
2 参照标准
       鉴于公共建筑发生火灾容易造成人员生命财产损失。为了加大电气火灾监控防范的力度，近年来，国家相继制订或修改了一批相关标准规范。相关的标准规范已经对电气火灾监控系统提出了具体的要求，本项目中选用的安科瑞Acrel-6000/B电气火灾系统的设计参照的标准主要有：
2.1 GB50045-95(2005版)《高层民用建筑设计防火规范》，其中在条文9.5.1里规定:高层建筑内火灾危险性大、人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。
2.2 国家标准《建筑电气火灾预防要求和检测方法》有关条文也明确要求“应在电源进线端设置自动切断电源或报警的剩余电流动作保护器。
2.3 电气火灾监控系统的产品应满足:GB14287.1-2014《电气火灾监控设备》、 GB14287.2-2014《剩余电流式电气火灾监控探测器》、GB14287.3-2014《测温式电气火灾监控探测器》
2.4 电气火灾监控系统的安装和运行应满足GB13955-2005《剩余电流动作保护装置安装和运行》
2.5 电气火灾监控系统的供电应满足GB50052《供配电系统设计规范》的要求
2.6 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》的要求(暂行规定)
3.系统架构及设计

电气火灾监控系统拓扑图
3.1 站控管理层
       站控管理层针对电气火灾监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口，也是系统的最上层部分。安科瑞电气火灾监控系统主机充分考虑到用户的操作习惯，和持续稳定运行，参照的相应的国家标准和规范。主机主要由监控软件、触摸屏、UPS电源、打印机等设备组成。将现场的各类数据信息进行计算、分析、处理，并以图形、数显、声音、指示灯等方式反应给终端管理人员。使管理人员能够实时掌握系统动态，且实现故障信息可追循，信息可导出等功能。
       鉴于本项目中仪表点位以及数据量的规模，现为项目配置安科瑞Acrel-6000/B主机，本主机的具体参数见下文介绍。
3.2 网络通讯层
       本项目中的所有仪表须严格按照手拉手的形式连接，且所有的通讯总线须沿着弱电桥架铺设。本项目的仪表分布在楼层强电间配电柜。
       本项目的数据总线设计为两根总线，独立的总线便于后期系统的维护，发生漏电流报警时也可以根据后期我方提供的点检表快速定位故障回路，快速排除故障。
       现场电气火灾探测器通过双绞线（ZR-RVSP2*1.0）以手拉手方式进行通讯连接，每根总线的仪表数量在30只以内。
3.3 现场设备层
       主要是针对配电房的出线回路安装安科瑞嵌轨式电气火灾探测器ARCM200BL-J4\J8\J16，通过嵌轨式电气火灾探测器实时监控配电回路的漏电流大小来显示整个配电系统的工作状态。
       ARCM系列剩余电流式电气火灾监控探测器，是针对 0.4kV 以下的TT、TN 系统设计的，通过对配电回路的剩余电流、导线温度等火灾危险参数实施监控和管理，从而预防电气火灾的发生，并实现了对多种电力参数的实时监测,为能耗管理提供准确的数据。
4系统特点和工作原理
       鉴于本项目的规模，项目电气火灾检测点位的实际情况。无论在终端剩余电流探测器还是后台主机都是根据本项目的实际情况来进行设计的。
4.1 本项目的系统特点可总结为一下3点：
4.1.1 终端探测器选用面板式电气火灾探测器，方便安装、节省成本、便于后期维护。
4.1.2 RS485总线连接方便，可操作性强。
4.1.3 考虑到本项目中仪表数据量，客户要求。
4.2 电气火灾系统工作原理
4.2.1 剩余电流测量是根据基尔霍夫电流定律：在同一时刻，电路中流入和流出一个节点的电流矢量和为零。
4.2.2 终端探测器负责监测各个回路的剩余电流值，将剩余电流值的数据传输至系统主机。
4.2.3 仪表通过RS485总线将数据传输至系统主机，系统主机将上传数据通过图形、报表、事件记录等形式反映整个系统的运行状态。   
5 系统设计注意事项和方法
5.1 电气火灾监控系统主要监测剩余电流和温度两类对象，在设计时应注意的基本要点
5.1.1 关于剩余电流
       由于剩余电流监测的原理采用了基尔霍夫电流定律，所以，对所应用的低压配电系统形式有一定要求。目前，可以应用剩余电流互感器的低压配电系统有：TT系统，IT系统，TN-S系统，不能使用在TN-C系统中。对将要设计安装电气火灾监控系统的用户，不管是新工程或旧工程改造项目，首先要调查核实该用户低压配电系统的系统接地形式是什么，否则，设计安装剩余电流互感器的点位进行检测是根本无法施行的。
       关于AC220V单相供电系统，剩余电流互感器只要套住L/N两根电源线即可，但要求中性线N此后不容许再接地。
       在系统接地的形式为TN-C型时工业自动化网，必须将其改造为TN-S型、TN-C-S型或局部TT型系统后，才可以安装剩余电流检测装置。
5.1.2 关于温度
       温度测量与系统接地的形式无关，主要考虑包括线缆在内的低压配电装置中关键部位的温度，一般在二级保护的线路中应用。
5.2 系统设计中的点位分配
5.2.1 研究分析被控低压AC380V配电线路的相关图纸，将建筑电气的分布情况调查核实，确定配电设备(如配电柜、箱、盘、电缆等重要设备)的位置，把每一个监控探测器分配到相应的配电设备上，以此来确定探测器的数量，避免重设浪费。
5.2.2 确定分级保护。
5.2.3 二级保护中，所有开关处都要设置安装剩余电流火灾监控探测器，即在线路的电源端(第一级保护)和分支首端(第二级也称为末端保护)都要安装剩余电流探测器，并接入电气火灾监控系统，只作火灾监控报。
5.2.4 温度检测是以配电设备异常时发热为基本原则而进行的。
6 系统参数的配置
6.1 报警值设置范围
       本项目中现场仪表的剩余电流报警值设置在600mA，关于剩余电流值的设置在相关的国家标准都有详细的规定。
6.2 关于电缆温升报警设定参考，根据《电力电缆设计规范》对电缆有关温度的规定
6.2.1 60℃以上高温场所应按经受高温及其持续时间和绝缘类型要求，选用耐热聚氯乙烯、交联聚乙烯或乙丙橡皮绝缘等耐热型电缆100℃以上高温环境宜选用矿物绝缘电缆。高温场所不宜选用普通聚氯乙烯绝缘电缆。
6.2.2 电缆持续允许载流量的环境温度应按使用地区的气象温度多年平均值确定，并应符合规定。在户内电缆沟敷设时，环境温度为场所最热月的日温度平均值另加5℃.

6.2.3 电缆所承受温升与敷设及散热条件有关。
7 主要设备参数
       联化科技配电室由电气火灾监控装置Acrel-6000/B、漏电火灾探测器ARCM300L-J1漏电流互感器AKH-0.66L组成。关于仪表和互感器在此就不多做介绍，相关资料可登陆安科瑞网站查询。

7.1主要技术参数

7.1.1 电源：
① 额定工作电压AC220V（-15% ～ +10%）
② 备用电源：主电源欠压或停电时，维持监控设备工作时间 ≥4小时
7.1.2 工作制：
24小时工作制
7.1.3 通讯方式：
RS485总线通讯，Modbus-RTU通信协议，传输距离1.2km，可通过中继器延长通讯传输距离
7.1.4 监控容量：
① 监控设备可监控1024（须定制）个监控单元（探测器）
② 可配接ARCM系列监控探测器
7.1.5 监控报警项目：
① 剩余电流故障（漏电）：故障单元属性（部位、类型）
② 温度报警（超温）： 故障单元属性（部位、类型）
③ 电流故障（过流）： 故障单元属性（部位、类型）
7.1.6 故障报警项目：
① 监控设备与探测器之间的通讯连接线发生断路或短路
② 监控设备主电源欠压或断电
③ 给电池充电的充电器与电池之间的连接线发生断路或短路
7.1.7 控制输出：
报警控制输出：1组常开无源触点，容量：AC250V 3A或DC30V 3A
7.1.8 自检项目：
① 指示灯检查：报警、故障、运行、主电源、备用电源指示灯 
② 显示屏检查
③ 音响器件检查 
自检耗时 ≤60s 
7.1.9 事件记录：
① 记录内容：记录类型、发生时间、探测器编号、区域、故障描述，可存储记录不少于2万条
② 记录查询：根据记录的日期、类型等条件查询
7.1.10 操作分级：
① 日常值班级：实时状态监视、事件记录查询
② 监控操作级：实时状态监视、事件记录查询、探测器远程复位、设备自检
③ 系统管理级：实时状态监视、事件记录查询、探测器远程复位、设备自检，监控设备系统参数查询、监控设备各模块单独检测、操作员添加与删除
7.1.11 使用环境条件：
① 工作场所：消防控制室内、有人值班的变配电所（配电室）、有人值班的房间内墙壁上
② 工作环境温度：0℃～40℃
③ 工作环境相对湿度：5%～95%RH
④ 海拔高度：≤2500m
7.2基本功能
7.2.1 监控报警功能
7.2.2 故障报警功能
7.2.3 自检功能
7.2.4 报警记录存储查询功能
7.2.5 电源功能
7.2.6 对探测器控制功能
7.2.7 权限控制功能

结束语
       综上所述，漏电火灾报警系统能准确检测电气线路的故障和异常状态，能发现电气火灾的火灾隐患，及时报警提醒人员去消除这些隐患。从建筑物安全角度讲，建筑物漏电火灾报警系统的设计是十分重要的内容。从长远看漏电火灾报警系统可作为火灾自动报警系统中的一个子系统，从而实现真正意义上的强弱电优化结合，构成完善的火灾自动报警系统。
参考文献
[1].任致程 周中. 电力电测数字仪表原理与应用指南[M]. 北京. 中国电力出版社. 2007. 4
[2].周中.电力仪表在大型公共建筑电能分项计量中的应用[J].现代建筑电气 2010. 6
[3].沈阳消防研究所. GB 50116 - 2013 火灾自动报警系统设计规范 ［S］. 北京： 中国计划出版社， 2014
[4].消防局. 消防安全技术实务 ［M］. 北京：机械工业出版社， 2014.