SD系列电气火灾监控系统方案.doc

ACS-SD系列电气火灾监控系统ACS-SD系列电气火灾监控系统技术方案V1.10杭州时域电子科技有限公司HANGZHOU T-DOMAIN ELECTRONICS CO.,LTDACS-SD系列电气火灾监控系统概述 随着经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，用电量成倍地增长，但电气火灾也随之剧增，从而也给国民经济和人民生命财产造成巨大损失。据统计电气火灾大部分是由电气线路的接触电弧性短路直接或间接引起的。其中由于配电线路老化、线缆绝缘破损、导线裸露造成漏电是引起接触电弧性短路的主要原因。因此对配电线路漏电引起的电气火灾隐患进行及时有效的监控是防止电气火灾频发必要措施。目前新建的高层建筑按照防火设计规范都会采用剩余电流式电气火灾监控系统，这就是我们开发高性价比剩余电流式电气火灾监控系统的出发点。ACS-SD系列剩余电流式电气火灾监控系统适用于办公楼宇、宾馆饭店、企业厂房及居民住宅配电线路的电气火灾监控。SD系列中的SD501型剩余电流式电气火灾监控器是针对配电线路对地漏电进行有效监控，防止由于电气线路对地漏电产生电气火灾的独立监控单元。它与配电线路中的断路器配合使用达到对对地漏电短路进行有效监控保护。SD501型既可以独立对区域配电电路的线路漏电进行监控保护，也可以通过RS485通讯功能与中继器、集线器、串口服务器和计算机组成多层监控网络，对多区域多层次实现远程实时监控、记录和中央监控。本监控器额定值多档可调，灵活性高、使用简单、设计完善，所以它既适合高档智能化楼宇选用又尤其适宜厂矿企业、普通商务楼和住宅楼配置。SD501型功能简介.实时监控：对监控区域的漏电流进行实时监控，在监控器和中央监控计算机上实时显示各监控区域配电线路的漏电流值、预报警阀值、报警动作值、故障区域地址和报警状态；在中央监控计算机上显示漏电流变化曲线和记录各项参数及状态；.区域监控和组网监控：可由独立监控器对保护区域内的对地漏电流进行监控，也可将各区域监控分级组网集中监控；对于剩余电流预报警阀值和报警动作值多档可调，既可现场设置也可远程设置；.预报警功能：当实时漏电电流超过额定剩余电流预报警阀值时，蜂鸣器报警、报警指示灯闪烁；操作人员可及时在报警区域排查漏电故障点，排除漏电故障，从而将火灾隐患消灭在萌芽状态；.漏电保护功能：可根据不同区域现场和实际情况要求设置剩余电流报警动作值和动作时间，以满足区域漏电保护要求，避免越级跳闸或大面积跳闸；当实时漏电电流超过额定剩余电流报警动作值时，报警输出可使断路器脱扣切断电源； .查询功能：可通过查询功能查看发生报警的累计次数；.通讯功能：通过RS-485总线连接，采用MODBUS协议可实现监控器与计算机之间的数据传输； 技术参数.环境温度： -1040.环境相对湿度： 95%，不结露.海拔高度： 4500m.额定电压： AC220V 10%.额定频率： 50HZ.漏电测量范围： 01.2A.测量精度： 5mA.显示精度： 1mA.额定剩余电流报警动作值： 0.10A、0.30A、0.50A、0.80A可调.额定剩余电流预报警值： 0.05A、0.15A、0.25A、0.40A .输出继电器容量 阻性负载 AC220V/5A、1组、有源输出.监控器外型尺寸： 8212863.5 mm；.零序互感器孔径： 40mm、60mm、80mm根据线缆直径可选其他规格.通讯方式： RS-485 通讯协议 MODBUS协议.安装方式： 壁挂式SD系列漏电火灾报警系统符合标准（1）GB5004595高层民用建筑设计防火规范(2005年)局部修订条文（2）建筑设计防火规范GB50016-2006（3）GB14287-2005电气火灾监控系统（包括三个分型）（4）GB50054-95低压配电设计规范（5）GB13955-2005剩余电流动作保护装置的安装和运行（6）JGJ 162008 民用建筑电气设计规范自2008年8月1号实施系统组成与安装本系统由SD501火灾监控器、零序电流互感器、RS485集线器、RS485中继器(可选)、带分励脱扣功能断路器(用户自备)等组成；用户可按实际要求，对总配电箱、分支配电箱等进行漏电量采集与监控；安装示例图详见图13。RS485通讯辅助设备RS485通讯辅助设备主要有RS485中继器(SZ101)、RS485集线器(SH20X系列)、串口服务器(SS30X系列)三大类；关于三种辅助设备的使用方法可参见SD501剩余电流式电气火灾监控器RS485通讯解决方案；RS485参数1 通讯协议：Modbus(通讯协议详见杭州时域电子Modbus通讯协议)；2 波特率：2400；3 数据位：8位数据位、2位停止位；4 校验方式：CRC循环冗余校验、无奇偶校验；5 通讯方式：异步主从模式、SD501控制器端为从端；上位机监控软件简介1 用户可根据本公司提供的通讯协议自行编写监控软件，或将SD501监控集成到现有平台；2 SK9000监控软件是本公司针对本公司带有RS485通讯功能产品开发的上位机监控软件，能对下位机进行监视、参数查询与参数修改；本软件界面简洁，模拟各型号控制器操控界面，使用简单。同时能对采集数据进行保存，方便用户调用查看；3 SK9000监控软件目前版本为SK9000D6，若版本有升级，不另行通知。其他1. 关于SD501剩余电流火灾监控器设置方式、尺寸参数等更详细的说明可参见SD501剩余电流式电气火灾监控器使用说明；2. SD501监控器配合带分励脱扣功能断路器接线方式可参见图4；面板及接线示意图 .外形尺寸、面板及互感器示意图1： 图9图10图1图1零序互感器可根据所穿过线缆线径选择内径45mm、75mm、100mm不同规格。 图2 .监控器提供一路AC220V/5A(阻性负载时)的有源输出(23号端子)，因此用户可外接报警器或其他报警设备；亦可通过分励脱扣器与断路器的结合使用，达到切断主回路的功能，推荐接线方式见图3、图4；图3图3图4 图4组网监控接线示意图 图5通讯组网方案直接连接：对于单台或少量监控器并且通讯距离较短(500M)的情况，可使用直接连接方式，如下图6： 图6通过RS485中继器连接：对于单台或少量监控器但通讯距离较长(500M)的情况，可通过RS485中继器连接，以保证通讯质量，如下图：图7通过RS485集线器连接：在监控器台数较多、通讯距离较长的情况下，可通过RS485集线器连接，并且RS485集线器将RS485常用的串接改为星型连接方式，便于接线；图8通过串口服务器连接:若需将串口形式转换为网络形式，可通过串口服务器将监控器与计算机连接，连接方式如下图9： 图9RS485中继器与串口服务器的联合使用连接方式：在监控器数量较少、通讯距离较长、并且希望将串口形式更改为网络形式的情况下，可先通过RS485中继器改善通讯质量后再通过串口服务器与计算机连接，如下图10：图10RS485集线器与串口服务器的联合使用连接方式：在监控器数量较多、并且希望将串口形式更改为网络形式的情况下，可先通过RS485集线器后再通过串口服务器与计算机连接，如下图11：图11RS485中继或集线器、串口服务器、路由器实现多主机共享数据的实现：如需要实现多计算机共享监控器的数据，可使用串口服务器与路由器来实现，下图12所示为RS485集线器配合串口服务器与路由器实现多计算机共享，当监控器台数超过RS485集线器或中继器接口数时可将监控器进行串接(此方法其他方案亦适用)： 图12监控布局方案由于SD501型漏电火灾监控器一般都安装在楼层配电箱内，所以漏电火灾监控布局可根据所需监控的楼宇及楼层配电箱的布局来配置。如果一个楼层的电路是单回路控制的则楼层配电箱内配一个SD501型漏电火灾监控器；如果一个楼层的电路是分N路控制的则楼层配电箱内配N个SD501型漏电火灾监控器分路监控。这样配装的好处是监控区域比较细分，查找漏电故障点范围就小。当然也可只在楼层配电箱的总回路上配装一个SD501型漏电火灾监控器对整个楼层电路的漏电进行监控，这样配置查找漏电故障点范围就大。如果整个监控区域由多幢楼宇组成，而每一幢楼又有多层，要进行集中监控则可以通过RS485通讯组网来实现。每个楼层的监控器通过RS485总线汇集到每幢楼的消防监控室，由管理人员对各个监控点的监控器进行集中监视和控制；同时通过RS485总线与小区消防总监控室连接，总监控室的管理人员可掌握各楼宇所有监控点的监控器工作状态、实时漏电状况、预报警和报警状况，并可通过上位机对每一个控制点的控制器进行设置和必要时对故障区域采取断电等紧急措施。组网连接可参阅图5,网络连接方案可参阅图6图12根据实际情况选用。SD501型漏电火灾监控器的安装与敷线监控器是电气火灾监控系统的最主要部份，它的安装质量直接决定了系统的可靠性和稳定性。安装位置：监控器可安装在需监控的配电回路的任一位置，但考虑到安装的方便性和与其它电气设备的相关性，一般情况下，监控器安装在配电箱、柜内或旁边，对于新建建筑一般安装在配电箱内；对于旧的改建建筑如果配电箱内有足够的安装空间则安装在配电箱内，如果箱内安装空间不足则可安装在配电箱旁。安装方式：监控器的安装主要与断路器和配电线路相关，具体可参阅图13。 SD501型监控器采用壁挂式安装方式。单个SD501型监控器配电箱内安装接线图 图13安装敷线：剩余电流式电气火灾监控系统的敷线要符合消防系统的敷线方式。可随消防线路敷设，若无消防线路应单独穿保护管敷设；RS485总线采用ZR-RVS-21.5/2.5mm2双绞线；配电室内可沿墙壁明敷设，其它处沿墙壁和楼板暗敷.从理论数据讲RS485通讯的传输距离可达到1200m，但为了减少信号的衰减和保障通讯可靠，RS485总线敷设长度不宜超过500米，若超过500米建议增设485中继，连接点一定要牢固。为了防止和减少其他电场干扰RS485总线应避开与强电线缆同管敷设。相关介绍功能优越性的阐述：随着社会用电量大幅增长，电气引发的火灾事故随之剧增。不仅威胁人身安全、造成财产损失，同时也是导致各类建筑物中发生火灾的主要隐患。据公安部统计，2005年19月全国100836起重大火灾中，因违反电气安装使用规定而造成的火灾30512起，占同期火灾总数的30.3 %，电气火灾发生率居各类火灾之首。由于电气使用不当，或由于电气漏电、短路、或是电路老化等情况引起的火灾在生活中率见不鲜，消防防火有关负责人接受记者采访时说，电气火灾产生的因素很多，如短路、超负荷、漏电、电气设备引燃可燃物等。相比之下，由于供电系统漏电产生的火灾比短路等因素引起的火灾更具有隐蔽性，危害性更大。一般来说，电气火灾多发生在晚上，尤其是在凌晨，99%的原因是由电气故障引起的。一些建筑尽管安装了断路器或漏电开关，但由于电路每天都在运行，电线的老化、电线被老鼠咬坏等因素，都会引起漏电，但漏电值有多大无法通过肉眼判断出来。慢慢地，这些存在的隐患就引发了火灾。 如何预防电气火灾？电路运行过程中的监控尤为重要。无论是住宅还是工厂，要对整个电路进行定期体检，很有必要安装电气防火监控系统，每时每刻对电气线路、设备设卡进行监控。电气火灾监控系统可以对电气线路、设备设卡检测、监控，一旦出现异常，就可发出声光报警，并向有关监控人员通讯报障或同时自动切断故障区域电源，从而避免电气火灾事故的发生。电气漏电火灾报警控制系统可以有效的预见以上各种情况的发生，能在火灾发生前给相关单位及负责人提出预警，便于相关人员对其情况的产生原因、产生具体位置进行排查。并对以上各类情况给予解决和处理。能尽早尽快的对电气火灾的发生进行遏止.有关部门对电气火灾频发的现象非常重视，相继制订、修改了相关国家标准和规范，强调了漏电火灾报警系统在防止因接地故障而引起的电气火灾的防护作用，要求在建筑物中设置漏电火灾报警系统。随着国家标准和规范的逐步完善，漏电火灾报警系统的设置将越来越广泛.电气火灾相关案例：1. 2004年5月15日，位于合肥市合裕路合钢菜市内的“敏敏服装店”发生火灾，火势延烧相邻门面房，过火面积400m2，造成直接财产损失143290元。经过初步勘查可以得出以下结论：起火点位于南墙的中部位置。但继续勘查发现，此处没有任何起火源，遗留的电源线无短路熔痕以及其他异常现象，并且东墙上的空气开关未动作。对火灾现场进行勘查后，排除了电气线路短路、遗留火种、人为纵火等原因。据勘查，调查组的同志一致认为，这起火灾是一起漏电火灾。 2. 2008年9月15日凌晨义乌市义亭镇一家酒店发生火灾，造成11死4伤的重大事故，新民网连线义乌市委宣传部，据称，火灾疑是电线老化引起，11名死者基本都是因为在睡梦中吸入大量浓烟窒息死亡。 3. 据【1月26日汕头新闻】报道：汕头市2009年全年共发生电气火灾38起，死亡41人，受伤37人，直接财产损失1255.5万元；四项指数分别占全年的51.4%、75.9%、69.8%和90.5%。去年1月7日22时30分，位于潮南区峡山街道华侨村埠头自然村练江旁一民用建筑发生火灾，过火面积约500平方米，造成3人死亡，直接经济损失11.2万元。起火原因是该建筑物内首层北墙由东往西第三根钢筋混凝土柱处的电气线路老化短路，引燃下方可燃物起火蔓延成灾。5月26日1时19分，位于龙湖区珠业四街1号一家庭作坊发生火灾，过火面积约70平方米，死亡3人，直接经济损失37.8万元，起火原因是阁楼下电线短路故障引燃下方可燃物所致。综合以上案例，我们可以看出这类火灾如在工程中安装运用漏电火灾报警控制系统，以上火灾完全是可以预见的，可以预防在萌芽阶段。而国务院也已制定出生产安全事故报告和调查处理条例等一系列的防范和救助措施，同时各级主管部门对火灾防范也给予了很大的重视。我国电气火灾在各类火灾中占有相当大的比例，针对电气火灾居高不下的特点，国家相关部门在近来出台的新版本的高规、建规、民规、低压成套开关设备等七部国家标准中都有要求在公建、高层楼宇、人口密集建筑中建议或强制使用电气漏电火灾报警监控系统。这类规范的指定，漏电火灾报警控制器的广泛应用对将来在日常生活中电气火灾的发生还是起到相当积极的抑制作用的。设置漏电火灾报警系统的必要性 “高层民用建筑设计防火规范GB50045-95”、“建筑设计防火规范GB50016-2006第11.2.7条”中强调以“人员密集场所”为主体的建筑，或者面积较大、功能复杂、性质较为重要的公共建筑，均应设置漏电火灾报警系统；二是住宅设计原则上要求在每幢住宅的总电源进线处设置漏电火灾报警装置，有条件时宜组成系统，信号反馈回消防控制室、值班室、物管室等实现集中报警；三是建筑物内的“歌舞娱乐放映游艺场所”的配电箱进线处应设置漏电火灾报警装置。建筑物电源进线处安装漏电火灾报警监控系统（ACS）是有效防止电气短路火灾的措施。在我国经济持续稳定发展的今天，由于人们对安全规范用电常识的深入，使得由电气故障引发的人身伤害事故逐年递减，但是每年由电气事故引发的火灾数量却在增加，这与我国火灾数目呈逐年递减的趋势形成了鲜明对比。80年代，在ACS作为防范电气火灾的一种措施推广时，我国很多省市，包括一些经济发达的地区都没有足够地重视，一些建设单位和设计人员甚至认为装设ACS保护是可有可无或者是没必要的！而一些赞成使用ACS的设计人员也由于种种原因只设计了两级，这样就使建筑物内存在未被线路防火保护的空白区，因此线路防火就存在一定的隐患，这与我国现今提倡“以人为本”的人性化和谐社会格格不入。ACS的应用在国家规范中其实早有规定，如低压配电设计规范GB50054-95第4.4.21条：“为减少接地故障引起的电气火灾危险而装设的漏电电流动作保护器，其额定动作电流不应超过0.5A”；又如高层民用建筑设计防火规范GB50045-95新增第9.5.1条：“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警系统”；建筑设计防火规范GB50016-2006第11.2.7条规定了宜设置漏电火灾警系统的场所。因此，必须充分熟悉到在建筑物电源进线处设置ACS保护功能是重要的防范电气火灾的举措之一，随着低压电气设备的不断发展，剩余电流监控器存在的一些技术问题已被攻克，为漏电火灾报警系统在民用建筑中的应用打好了基础。高规、建规补充“智能漏电火灾报警系统”这一章节，把它作为新系统加以推广的理由是这个系统将监测、分析、报警及控制集成一体并实现了统一治理，由于中心计算机的参与使数据即时分析和操作得以实现。系统由多个监控子系统、专用软件、计算机网络构成，全面实现了遥调、遥测和遥控，能够及时地实现电气故障报警和切断电源，有效防止电气火灾的发生，从而保护了整个低压电气系统。目前，“智能漏电火灾报警系统”作为一种新生的先进保护措施已经得到了消防部门、施工图审查中心和消防工程设计工作人员的重视，作为一种预警系统，其优于火灾自动警系统及消防联动系统的地方是可以提前报警并采取应急手段，将用户损失尽量减少到最低限度，因此在工程设计中应严格按照规范要求设置“漏电火灾报警系统”。漏电火灾报警系统（ACS）的作用：电气接地故障中电弧性对地短路是引发电气火灾的重要原因。电弧性对地短路具有很大的阻抗和电压降，它限制了故障电流，使过电流保护器不能动作或不能及时动作来切断电源，而几百毫安的漏电弧产生的局部高温可达2 000以上，足以引燃周围的可燃物而引起火灾。况且，用电设备分布在建筑物的各个角落，危害范围广，如不对系统的漏电进行监测和防控，就会对人身和财产安全构成威胁，存在很大的火灾隐患。漏电火灾报警系统能准确监控电气线路的故障和异常状态，能有效预防常见的因漏电导致接地电弧所引起的建筑物电气火灾事故。为了保证人民生命财产安全，在建筑物的电源进线处及干线上安装漏电火灾报警系统十分必要。漏电的产生 正常情况下，电流在绝缘体所包围的导体内流动，不会引起危害。但当绝缘层由于摩擦、挤压、切割、受热、老化、潮湿、污染、腐蚀等物理和化学作用而被破坏、丧失或部分丧失绝缘性能时，如果在绝缘破损处和大地之间存在着某种程度的导电途径，那么在对地电压的作用下，就会有一部分电流从绝缘破损处流出，经导电途径入地再流回电源，这种故障现象就是漏电。绝缘破损处称为漏电点，电流进入大地处称为接地点。在实际漏电故障中，漏电点一般只有一点，而接地点则往往有多点；另外，大部分的漏电为小电流漏电，并不能使线路中的常规保护装置(熔断器、自动开关等)动作而切除故障部分的电源，直到发生触电、火灾等事故而被发现。漏电火灾的形成 漏电造成火灾的最主要原因是漏电电流从漏电点到接地点流入大地途中，在电阻较高的部位发生热作用引燃附近可燃物而造成火灾。也就是说，漏电引起火灾的机理就是漏电电流的热作用形式，主要有击穿性电弧和电阻性发热两类： 1.击穿性电弧 漏电电流常会引起火灾漏电故障点接触不实，似接非接，导致接触电阻较大，使过流保护装置难以动作，同时会在故障点处产生电弧。据测，仅05A的电流的电弧温度可达2000C以上，足以引燃所有的可燃物； 2.电阻性发热可分为导体整体过热和接触点过热两类： 导体整体过热是由于导体截面过小所致，这种情况一般发生在漏电路径中的细铁丝上。例如，某工厂曾经发生由于电缆头漏电，使跨接在两个钢架上拉标语的铁丝红热，引燃标语起火； 接触点过热主要是指因接触电阻过大而产生的电阻性发热。电气系统中正常的电接点的接触电阻约在千分之几以下，在正常电流下不会造成过热。而漏电路径中的接触点，由于锈层、污染等因素的存在，一开始就有较大的接触电阻。当漏电电流也较大时，接触点处就会产生较多的热量，如果接点处散热条件较差，温度就会升高，因而加速了接触点的氧化，使接触电阻进一步升高。这种恶性循环的结果，可达到红热或白热的程度。链接 电气火灾 电气火灾是指由于电气线路、用电设备、器具以及供配电设备出现故障性释放的热能；如高温、电弧、电火花以及非故障性