張小莉

（安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定）

摘要：近年來，石化企業的電氣設計以及施工過程中的電氣安全問題受到了社會各界的廣泛關注，電氣安全防范層次也有了很大的提高，但各類電氣安全事故時有發生。據測算，僅略大于0.5安的電流所產生的電弧穩定即可瞬間上升2000~3000攝氏度，足以引燃任何可燃物，造成安全事故。本文通過介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災監控系統在廣西玉柴石油化工有限公司6萬噸年MTBE裝置原料預處理技改項目中的應用，簡析相關國家標準和設計規范，概述電氣火災監測系統在電氣火災預防方面的具體架構以及其優越性。

關鍵詞：化工；電氣火災；廣西玉柴；安科瑞；

0.前言

   近十年的火災事故中，電氣火災居首位，且年均發生次數占火災年均總發生次數的27%，占重特大火災總發生次數的80%，且損失占火災總損失的53%，而發達國家每年電氣火災發生次數占總火災發生次數的8%~13%。事實上，電氣火災已成為消防安全的主要致災因素，不僅次數多、損失大，而且多年來一直居高不下。商業酒店人員來往密集、流動性大、公共關注度高，其配電系統電氣火災的預防顯得更加重要。

   本項目作為石化類項目其主要的電氣安全難點為以下幾個方面：

   (1)電氣火災一般初起于電氣柜、電纜橋架等內部，當火蔓延至設備及電纜表面時，已形成較大火勢，此時火勢往往不容易被控制，故而預防便十分重要。

   (2)由于短路而產生的電弧容易引燃易燃物，而石化生產環境中又擁有大量的易燃物，故本項目中的電氣安全就顯得十分重要。

   安科瑞電氣股份有限公司自主研發的研發的安科瑞Acrel-6000/B電氣火災監控系統能夠實時監測各個重要回路的漏電流等參量來實現電氣火災的預防。本系統后臺在顯示各個探測點位數據的同時，還提供越限聲光報警、人性化的界面等功能。本系統實現了配電系統的24小時無人實時監控，減少了人力成本，提高了電氣火災隱患的排除效率。

   本文就電氣火災系統在廣西玉柴石油化工有限公司6萬噸年MTBE裝置原料預處理技改項目中的應用，簡單介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災系統的實際應用和其實際意義。

1.項目概況

   廣西玉柴石油化工有限公司一套產能6萬噸/年MTBE裝置于2011年8月份投產。這是繼珠海寶塔石化、廣州誠恒化工及惠州中創之后第四家MTBE民營生產企業。

   現針對本項目廠區內的重要配電柜設計一套電氣火災監控系統，監測其配電回路的漏電流等電參量，確保其整個配電系統的電氣安全。

   針對本項目的特性，在廠區配電系統中的重要回路安裝安科瑞研發的ARCM系列剩余電流式電氣火災監控探測器。電氣火災監控系統須實時監測重要回路的剩余電流值、箱體回路的實時溫度，監測的數據實時傳輸至后臺主機，當發生剩余電流值越限、溫度越限時，后臺能進行聲光報警，同時后臺能夠和消防火災報警系統實現消防聯動。

2.參照標準

   鑒于公共建筑以及相關場所發生火災容易造成人員生命財產損失。為了加大電氣火災監控防范的力度，近年來，國家相繼制訂或修改了一批相關標準規范。相關的標準規范已經對電氣火災監控系統提出了具體的要求，本項目中選用的安科瑞Acrel-6000/B電氣火災系統的設計參照的標準主要有：

   (1)GB50045-95(2005版)《高層民用建筑設計防火規范》，其中在條文9.5.1里規定:高層建筑內火災危險性大、人員密集等場所宜設置漏電火災報警系統。

   (2)國家標準《建筑電氣火災預防要求和檢測方法》有關條文也明確要求“應在電源進線端設置自動切斷電源或報警的剩余電流動作保護器。

   (3）電氣火災監控系統的產品應滿足:GB14287.1-2005《電氣火災監控設備》、 GB14287.2-2005《剩余電流式電氣火災監控探測器》、GB14287.3-2005《測溫式電氣火災監控探測器》

   (4)電氣火災監控系統的安裝和運行應滿足GB13955-2005《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》

   (5)電氣火災監控系統的供電應滿足GB50052《供配電系統設計規范》的要求

   (6)電氣火災監控系統的設計應滿足《電氣火災監控系統的設計方法》的要求(暫行規定)

3.系統架構及設計

 電氣火災監控系統拓撲圖

(1)站控管理層

   站控管理層針對電氣火災監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統的最上層部分。安科瑞電氣火災監控系統主機充分考慮到用戶的操作習慣，和持續穩定運行，參照的相應的國家標準和規范。主機主要由監控軟件、觸摸屏、UPS電源、打印機等設備組成。將現場的各類數據信息進行計算、分析、處理，并以圖形、數顯、聲音、指示燈等方式反應給終端管理人員。使管理人員能夠實時掌握系統動態，且實現故障信息可追循，信息可導出等功能。

   鑒于本項目中儀表點位以及數據量的規模，現為項目配置安科瑞Acrel-6000/B主機，本主機的具體參數見下文介紹。

(2)網絡通訊層

   本項目中的所有儀表須嚴格按照手拉手的形式連接，且所有的通訊總線須沿著弱電橋架鋪設。本項目的儀表分布在樓層強電間電氣火災監控探測。

   本項目的數據總線設計為兩根總線，獨立的總線便于后期系統的維護，發生漏電流報警時也可以根據后期我方提供的點檢表快速定位故障回路，快速排除故障。

   現場電氣火災探測器通過雙絞線（ZR-RVSP2*1.0）以手拉手方式進行通訊連接，每根總線的儀表數量在20只左右。

4.系統特點和工作原理

   鑒于本項目的規模，以及本項目電氣火災檢測點位的實際情況。無論在終端剩余電流探測器還是后臺主機都是根據本項目的實際情況來進行設計的。

   4.1本項目的系統特點可總結為一下3點：

   (1)終端探測器選用嵌入式電氣火災探測器，方便安裝、節省成本、便于后期維護。

   (2)RS485總線連接方便，可操作性強。總線布線時走的是弱電橋架，不會受到強電的影響，確保的整個系統的通訊穩定。

   (3)考慮到本項目中儀表數據量，客戶要求。本項目的主機選用壁掛式。壁掛式主機界面簡潔，系統操作方便，適合本項目中的配電間環境和客戶的相關操作要求。 

5.系統設計注意事項和方法

   5.1電氣火災監控系統主要監測剩余電流和溫度兩類對象，在設計時應注意的基本要點

   (1)關于剩余電流

   由于剩余電流監測的原理采用了基爾霍夫電流定律，所以，對所應用的低壓配電系統形式有一定要求。目前，可以應用剩余電流互感器的低壓配電系統有：TT系統，IT系統，TN-S系統，不能使用在TN-C系統中。對將要設計安裝電氣火災監控系統的用戶，不管是新工程或舊工程改造項目，首先要調查核實該用戶低壓配電系統的系統接地形式是什么，否則，設計安裝剩余電流互感器的點位進行檢測是根本無法施行的。

6.系統參數的配置

6.1報警值設置范圍

   本項目中現場儀表的剩余電流報警值設置在300mA，關于剩余電流值的設置在相關的國家標準都有詳細的規定。

   依據國家標準GB14287.2-2005中的規定，剩余電流式電氣火災監控探測器的報警值設置范圍在20~1000mA之間。按此要求，一般把電源總進線處的剩余電流動作值定為400~800mA，電源分支線路上的剩余電流動作值定為100~400mA.一般在實際現場，設置剩余電流式電氣火災監控探測器的報警值，具體地說應不小于被保護電氣線路和設備的正常運行時泄漏電流最大值的2倍，且不大于1000mA。電氣火災探測器的報警設定值應考慮配電系統及用電設備的正常泄漏電流。

7.主要設備參數

   上海交通大學包兆龍圖書館項目電氣火災監控系統由電氣火災監控裝置Acrel-6000/B、漏電火災探測器ARCM200L-J1、漏電流互感器AKH-0.66L組成。關于儀表和互感器在此就不多做介紹，相關資料可登陸安科瑞官網http://www.acrel.cn查詢。

7.1主要技術參數 

電源：

(1)額定工作電壓AC220V（-15% ～ +10%）

(2)備用電源：主電源欠壓或停電時，維持監控設備工作時間 ≥4小時

工作制： 24小時工作制

通訊方式：RS485總線通訊，Modbus-RTU通信協議，傳輸距離1.2km，可通過中繼器延長通訊傳輸距離

監控容量：

(1)監控設備最高可監控1024（須定制）個監控單元（探測器）

(2)可配接ARCM系列監控探測器

監控報警項目：

(1)剩余電流故障（漏電）：故障單元屬性（部位、類型）

(2)溫度報警（超溫）： 故障單元屬性（部位、類型）

(3)電流故障（過流）： 故障單元屬性（部位、類型）

監控報警響應時間： ≤30s 

監控報警聲壓級（A計權）：≥70dB／1m

監控報警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報警信號應保持，直至手動復位 

監控報警聲信號：可手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動

故障報警項目：

(1)監控設備與探測器之間的通訊連接線發生斷路或短路

(2)監控設備主電源欠壓或斷電

(3)給電池充電的充電器與電池之間的連接線發生斷路或短路

故障報警響應時間：≤100s 

監控報警聲壓級（A計權）：≥70dB／1m

監控報警光顯示：黃色LED指示燈，黃色光報警信號應保持至故障排除

故障報警聲信號：可手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動

故障期間，非故障回路的正常工作不受影響

控制輸出：

報警控制輸出：1組常開無源觸點，容量：AC250V 3A或DC30V 3A

自檢項目：

指示燈檢查：

(1)報警、故障、運行、主電源、備用電源指示燈 

(2)顯示屏檢查

(3)音響器件檢查 

自檢耗時 ≤60s 

事件記錄：

(1)記錄內容：記錄類型、發生時間、探測器編號、區域、故障描述，可存儲記錄不少于2萬條

(2)記錄查詢：根據記錄的日期、類型等條件查詢

操作分級：

(1)日常值班級：實時狀態監視、事件記錄查詢

(2)監控操作級：實時狀態監視、事件記錄查詢、探測器遠程復位、設備自檢

(3)系統管理級：實時狀態監視、事件記錄查詢、探測器遠程復位、設備自檢，監控設備系統參數查詢、監控設備各模塊單獨檢測、操作員添加與刪除

使用環境條件：

(1)工作場所：消防控制室內、有人值班的變配電所（配電室）、有人值班的房間內墻壁上

(2)工作環境溫度：0℃～40℃

(3)工作環境相對濕度：5%～95%RH

(4) 海拔高度：≤2500m

參考文獻

[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

[2].周中.電力儀表在大型商業酒店電能分項計量中的應用[J].現代建筑電氣 2010. 6

作者簡介

張小莉，女，本科。任職單位：現任職于安科瑞電氣股份有限公司
聯系電話：021-59104852，手機：18702111813，QQ：2880157855