張小莉

（安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定）

摘要：近年來(lái)，石化企業(yè)的電氣設(shè)計(jì)以及施工過(guò)程中的電氣安全問(wèn)題受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，電氣安全防范層次也有了很大的提高，但各類(lèi)電氣安全事故時(shí)有發(fā)生。據(jù)測(cè)算，僅略大于0.5安的電流所產(chǎn)生的電弧穩(wěn)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(guò)介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在廣西玉柴石油化工有限公司6萬(wàn)噸年MTBE裝置原料預(yù)處理技改項(xiàng)目中的應(yīng)用，簡(jiǎn)析相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范，概述電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在電氣火災(zāi)預(yù)防方面的具體架構(gòu)以及其優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：化工；電氣火災(zāi)；廣西玉柴；安科瑞；

0.前言

   近十年的火災(zāi)事故中，電氣火災(zāi)居首位，且年均發(fā)生次數(shù)占火災(zāi)年均總發(fā)生次數(shù)的27%，占重特大火災(zāi)總發(fā)生次數(shù)的80%，且損失占火災(zāi)總損失的53%，而發(fā)達(dá)國(guó)家每年電氣火災(zāi)發(fā)生次數(shù)占總火災(zāi)發(fā)生次數(shù)的8%~13%。事實(shí)上，電氣火災(zāi)已成為消防安全的主要致災(zāi)因素，不僅次數(shù)多、損失大，而且多年來(lái)一直居高不下。商業(yè)酒店人員來(lái)往密集、流動(dòng)性大、公共關(guān)注度高，其配電系統(tǒng)電氣火災(zāi)的預(yù)防顯得更加重要。

   本項(xiàng)目作為石化類(lèi)項(xiàng)目其主要的電氣安全難點(diǎn)為以下幾個(gè)方面：

   (1)電氣火災(zāi)一般初起于電氣柜、電纜橋架等內(nèi)部，當(dāng)火蔓延至設(shè)備及電纜表面時(shí)，已形成較大火勢(shì)，此時(shí)火勢(shì)往往不容易被控制，故而預(yù)防便十分重要。

   (2)由于短路而產(chǎn)生的電弧容易引燃易燃物，而石化生產(chǎn)環(huán)境中又擁有大量的易燃物，故本項(xiàng)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(fā)的研發(fā)的安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)重要回路的漏電流等參量來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣火災(zāi)的預(yù)防。本系統(tǒng)后臺(tái)在顯示各個(gè)探測(cè)點(diǎn)位數(shù)據(jù)的同時(shí)，還提供越限聲光報(bào)警、人性化的界面等功能。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了配電系統(tǒng)的24小時(shí)無(wú)人實(shí)時(shí)監(jiān)控，減少了人力成本，提高了電氣火災(zāi)隱患的排除效率。

   本文就電氣火災(zāi)系統(tǒng)在廣西玉柴石油化工有限公司6萬(wàn)噸年MTBE裝置原料預(yù)處理技改項(xiàng)目中的應(yīng)用，簡(jiǎn)單介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用和其實(shí)際意義。

1.項(xiàng)目概況

   廣西玉柴石油化工有限公司一套產(chǎn)能6萬(wàn)噸/年MTBE裝置于2011年8月份投產(chǎn)。這是繼珠海寶塔石化、廣州誠(chéng)恒化工及惠州中創(chuàng)之后第四家MTBE民營(yíng)生產(chǎn)企業(yè)。

   現(xiàn)針對(duì)本項(xiàng)目廠區(qū)內(nèi)的重要配電柜設(shè)計(jì)一套電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)其配電回路的漏電流等電參量，確保其整個(gè)配電系統(tǒng)的電氣安全。

   針對(duì)本項(xiàng)目的特性，在廠區(qū)配電系統(tǒng)中的重要回路安裝安科瑞研發(fā)的ARCM系列剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)須實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)重要回路的剩余電流值、箱體回路的實(shí)時(shí)溫度，監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至后臺(tái)主機(jī)，當(dāng)發(fā)生剩余電流值越限、溫度越限時(shí)，后臺(tái)能進(jìn)行聲光報(bào)警，同時(shí)后臺(tái)能夠和消防火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)消防聯(lián)動(dòng)。

2.參照標(biāo)準(zhǔn)

   鑒于公共建筑以及相關(guān)場(chǎng)所發(fā)生火災(zāi)容易造成人員生命財(cái)產(chǎn)損失。為了加大電氣火災(zāi)監(jiān)控防范的力度，近年來(lái)，國(guó)家相繼制訂或修改了一批相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已經(jīng)對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)提出了具體的要求，本項(xiàng)目中選用的安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參照的標(biāo)準(zhǔn)主要有：

   (1)GB50045-95(2005版)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，其中在條文9.5.1里規(guī)定:高層建筑內(nèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性大、人員密集等場(chǎng)所宜設(shè)置漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。

   (2)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑電氣火災(zāi)預(yù)防要求和檢測(cè)方法》有關(guān)條文也明確要求“應(yīng)在電源進(jìn)線端設(shè)置自動(dòng)切斷電源或報(bào)警的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器。

   (3）電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品應(yīng)滿足:GB14287.1-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》、 GB14287.2-2005《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》、GB14287.3-2005《測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》

   (4)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝和運(yùn)行應(yīng)滿足GB13955-2005《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》

   (5)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的供電應(yīng)滿足GB50052《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求

   (6)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法》的要求(暫行規(guī)定)

3.系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)計(jì)

 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D

(1)站控管理層

   站控管理層針對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的最上層部分。安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)充分考慮到用戶的操作習(xí)慣，和持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，參照的相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。主機(jī)主要由監(jiān)控軟件、觸摸屏、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備組成。將現(xiàn)場(chǎng)的各類(lèi)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)算、分析、處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應(yīng)給終端管理人員。使管理人員能夠?qū)崟r(shí)掌握系統(tǒng)動(dòng)態(tài)，且實(shí)現(xiàn)故障信息可追循，信息可導(dǎo)出等功能。

   鑒于本項(xiàng)目中儀表點(diǎn)位以及數(shù)據(jù)量的規(guī)模，現(xiàn)為項(xiàng)目配置安科瑞Acrel-6000/B主機(jī)，本主機(jī)的具體參數(shù)見(jiàn)下文介紹。

(2)網(wǎng)絡(luò)通訊層

   本項(xiàng)目中的所有儀表須嚴(yán)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(shè)。本項(xiàng)目的儀表分布在樓層強(qiáng)電間電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)。

   本項(xiàng)目的數(shù)據(jù)總線設(shè)計(jì)為兩根總線，獨(dú)立的總線便于后期系統(tǒng)的維護(hù)，發(fā)生漏電流報(bào)警時(shí)也可以根據(jù)后期我方提供的點(diǎn)檢表快速定位故障回路，快速排除故障。

   現(xiàn)場(chǎng)電氣火災(zāi)探測(cè)器通過(guò)雙絞線（ZR-RVSP2*1.0）以手拉手方式進(jìn)行通訊連接，每根總線的儀表數(shù)量在20只左右。

4.系統(tǒng)特點(diǎn)和工作原理

   鑒于本項(xiàng)目的規(guī)模，以及本項(xiàng)目電氣火災(zāi)檢測(cè)點(diǎn)位的實(shí)際情況。無(wú)論在終端剩余電流探測(cè)器還是后臺(tái)主機(jī)都是根據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

   4.1本項(xiàng)目的系統(tǒng)特點(diǎn)可總結(jié)為一下3點(diǎn)：

   (1)終端探測(cè)器選用嵌入式電氣火災(zāi)探測(cè)器，方便安裝、節(jié)省成本、便于后期維護(hù)。

   (2)RS485總線連接方便，可操作性強(qiáng)。總線布線時(shí)走的是弱電橋架，不會(huì)受到強(qiáng)電的影響，確保的整個(gè)系統(tǒng)的通訊穩(wěn)定。

   (3)考慮到本項(xiàng)目中儀表數(shù)據(jù)量，客戶要求。本項(xiàng)目的主機(jī)選用壁掛式。壁掛式主機(jī)界面簡(jiǎn)潔，系統(tǒng)操作方便，適合本項(xiàng)目中的配電間環(huán)境和客戶的相關(guān)操作要求。 

5.系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)和方法

   5.1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)測(cè)剩余電流和溫度兩類(lèi)對(duì)象，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的基本要點(diǎn)

   (1)關(guān)于剩余電流

   由于剩余電流監(jiān)測(cè)的原理采用了基爾霍夫電流定律，所以，對(duì)所應(yīng)用的低壓配電系統(tǒng)形式有一定要求。目前，可以應(yīng)用剩余電流互感器的低壓配電系統(tǒng)有：TT系統(tǒng)，IT系統(tǒng)，TN-S系統(tǒng)，不能使用在TN-C系統(tǒng)中。對(duì)將要設(shè)計(jì)安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的用戶，不管是新工程或舊工程改造項(xiàng)目，首先要調(diào)查核實(shí)該用戶低壓配電系統(tǒng)的系統(tǒng)接地形式是什么，否則，設(shè)計(jì)安裝剩余電流互感器的點(diǎn)位進(jìn)行檢測(cè)是根本無(wú)法施行的。

6.系統(tǒng)參數(shù)的配置

6.1報(bào)警值設(shè)置范圍

   本項(xiàng)目中現(xiàn)場(chǎng)儀表的剩余電流報(bào)警值設(shè)置在300mA，關(guān)于剩余電流值的設(shè)置在相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都有詳細(xì)的規(guī)定。

   依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB14287.2-2005中的規(guī)定，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的報(bào)警值設(shè)置范圍在20~1000mA之間。按此要求，一般把電源總進(jìn)線處的剩余電流動(dòng)作值定為400~800mA，電源分支線路上的剩余電流動(dòng)作值定為100~400mA.一般在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的報(bào)警值，具體地說(shuō)應(yīng)不小于被保護(hù)電氣線路和設(shè)備的正常運(yùn)行時(shí)泄漏電流最大值的2倍，且不大于1000mA。電氣火災(zāi)探測(cè)器的報(bào)警設(shè)定值應(yīng)考慮配電系統(tǒng)及用電設(shè)備的正常泄漏電流。

7.主要設(shè)備參數(shù)

   上海交通大學(xué)包兆龍圖書(shū)館項(xiàng)目電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置Acrel-6000/B、漏電火災(zāi)探測(cè)器ARCM200L-J1、漏電流互感器AKH-0.66L組成。關(guān)于儀表和互感器在此就不多做介紹，相關(guān)資料可登陸安科瑞官網(wǎng)http://www.acrel.cn查詢。

7.1主要技術(shù)參數(shù) 

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(shí)，維持監(jiān)控設(shè)備工作時(shí)間 ≥4小時(shí)

工作制： 24小時(shí)工作制

通訊方式：RS485總線通訊，Modbus-RTU通信協(xié)議，傳輸距離1.2km，可通過(guò)中繼器延長(zhǎng)通訊傳輸距離

監(jiān)控容量：

(1)監(jiān)控設(shè)備最高可監(jiān)控1024（須定制）個(gè)監(jiān)控單元（探測(cè)器）

(2)可配接ARCM系列監(jiān)控探測(cè)器

監(jiān)控報(bào)警項(xiàng)目：

(1)剩余電流故障（漏電）：故障單元屬性（部位、類(lèi)型）

(2)溫度報(bào)警（超溫）： 故障單元屬性（部位、類(lèi)型）

(3)電流故障（過(guò)流）： 故障單元屬性（部位、類(lèi)型）

監(jiān)控報(bào)警響應(yīng)時(shí)間： ≤30s 

監(jiān)控報(bào)警聲壓級(jí)（A計(jì)權(quán)）：≥70dB／1m

監(jiān)控報(bào)警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報(bào)警信號(hào)應(yīng)保持，直至手動(dòng)復(fù)位 

監(jiān)控報(bào)警聲信號(hào)：可手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)

故障報(bào)警項(xiàng)目：

(1)監(jiān)控設(shè)備與探測(cè)器之間的通訊連接線發(fā)生斷路或短路

(2)監(jiān)控設(shè)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(fā)生斷路或短路

故障報(bào)警響應(yīng)時(shí)間：≤100s 

監(jiān)控報(bào)警聲壓級(jí)（A計(jì)權(quán)）：≥70dB／1m

監(jiān)控報(bào)警光顯示：黃色LED指示燈，黃色光報(bào)警信號(hào)應(yīng)保持至故障排除

故障報(bào)警聲信號(hào)：可手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)

故障期間，非故障回路的正常工作不受影響

控制輸出：

報(bào)警控制輸出：1組常開(kāi)無(wú)源觸點(diǎn)，容量：AC250V 3A或DC30V 3A

自檢項(xiàng)目：

指示燈檢查：

(1)報(bào)警、故障、運(yùn)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(shí) ≤60s 

事件記錄：

(1)記錄內(nèi)容：記錄類(lèi)型、發(fā)生時(shí)間、探測(cè)器編號(hào)、區(qū)域、故障描述，可存儲(chǔ)記錄不少于2萬(wàn)條

(2)記錄查詢：根據(jù)記錄的日期、類(lèi)型等條件查詢

操作分級(jí)：

(1)日常值班級(jí)：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢

(2)監(jiān)控操作級(jí)：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測(cè)器遠(yuǎn)程復(fù)位、設(shè)備自檢

(3)系統(tǒng)管理級(jí)：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測(cè)器遠(yuǎn)程復(fù)位、設(shè)備自檢，監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)查詢、監(jiān)控設(shè)備各模塊單獨(dú)檢測(cè)、操作員添加與刪除

使用環(huán)境條件：

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

(2)工作環(huán)境溫度：0℃～40℃

(3)工作環(huán)境相對(duì)濕度：5%～95%RH

(4) 海拔高度：≤2500m

參考文獻(xiàn)

[1].任致程 周中. 電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國(guó)電力出版社. 2007. 4

[2].周中.電力儀表在大型商業(yè)酒店電能分項(xiàng)計(jì)量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6

作者簡(jiǎn)介

張小莉，女，本科。任職單位：現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司
聯(lián)系電話：021-59104852，手機(jī)：18702111813，QQ：2880157855