謝吉寧

（重慶建工集團(tuán)股份有限公司，重慶401122）

淺析EF-ACS電氣火災(zāi)監(jiān)視與控制系統(tǒng)

謝吉寧

（重慶建工集團(tuán)股份有限公司，重慶401122）

通過對重慶國泰藝術(shù)中心工程電氣火災(zāi)監(jiān)視與控制系統(tǒng)的分析，簡明扼要地介紹了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組成、特點(diǎn)、運(yùn)用及對安裝工程的技術(shù)要求。

電氣火災(zāi)；監(jiān)視；控制；監(jiān)控模塊；傳感器；剩余電流

0 前言

EF-ACS是Alarm and control system for electric fire protection的簡稱，中文含義：電氣火災(zāi)監(jiān)視與控制系統(tǒng)。

《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95中對漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（也稱電氣火災(zāi)監(jiān)視與控制系統(tǒng)）設(shè)計(jì)作了相關(guān)規(guī)定。由于近年來電氣火災(zāi)在建筑火災(zāi)中的比例發(fā)生較多，電氣火災(zāi)監(jiān)視與控制得到廣泛關(guān)注與重視，配套設(shè)備隨之應(yīng)運(yùn)而生，并得到迅猛發(fā)展。工程運(yùn)用越來越普遍，因而對其系統(tǒng)的了解和把握很有必要。

1 工程實(shí)例

1.1 工程概況

重慶國泰藝術(shù)中心工程地下3層，地上6層，局部7層；總建筑面積為30200m2，建筑高度為44.2m；屬一類高層民用建筑。

依據(jù)電氣設(shè)計(jì)圖紙，低壓配電系統(tǒng)采用放射式與樹干式相結(jié)合的方式，對容量較大的負(fù)荷或重要負(fù)荷，如風(fēng)冷機(jī)組、舞臺工藝控制室、消防控制室、消防水泵房、電梯機(jī)房、智能化系統(tǒng)機(jī)房等采用放射式供電；其它負(fù)荷采用樹干式與放射式相結(jié)合的方式。

其中，低壓配電采用MNS型抽屜柜，共36臺；動(dòng)力、照明配電箱共227臺。樓層配電箱（柜）分布點(diǎn)多、面廣。

1.2 電氣火災(zāi)監(jiān)視與控制系統(tǒng)配置

基于供配電及工程性質(zhì)特點(diǎn)，EF-ACS電氣火災(zāi)監(jiān)視與控制系統(tǒng)采用電氣動(dòng)力集中監(jiān)控，監(jiān)控點(diǎn)位于變配電室低壓柜內(nèi)，一個(gè)監(jiān)控模塊帶多點(diǎn)傳感器[1-2]。

2 系統(tǒng)簡介

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

電氣火災(zāi)監(jiān)視與控制系統(tǒng)由電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備（EFACS/B128）、監(jiān)控模塊ACS及傳感器R、T等組成。R：剩余電流傳感器（動(dòng)作電流500mA，動(dòng)作時(shí)間30S～60S）；T：箱內(nèi)溫度傳感器（動(dòng)作溫度65℃，動(dòng)作時(shí)間30S）。

一臺電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備（一條通訊線）最多可配帶128個(gè)監(jiān)控模塊，1個(gè)監(jiān)控模塊最多可配帶8個(gè)不同傳感器（2對AC220V/1A無源輸出常開/常閉端口），是大通訊容量可帶210（=1024）點(diǎn)傳感器。

系統(tǒng)采用集散式網(wǎng)絡(luò)，從結(jié)構(gòu)上可分為管理網(wǎng)絡(luò)層、控制網(wǎng)絡(luò)層和現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)層。

2.1.1 傳感器

剩余電流傳感器對線路剩余電流高精度實(shí)時(shí)取樣。該部件按剩余電流監(jiān)控模塊參數(shù)配制，一般按主路額定電流來配套選擇。

溫度傳感器對配電箱（柜）進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)取樣（亦可對電纜、母線及大型設(shè)備等進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)取樣）。

2.1.2 監(jiān)控模塊

電氣火災(zāi)監(jiān)控模塊EF-ACS，亦稱電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，是系統(tǒng)主機(jī)配套部件，負(fù)責(zé)收集傳感器采集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、確認(rèn)，同時(shí)將其傳送到電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備主機(jī)。

2.1.3 設(shè)備主機(jī)

電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備EF-ACS/B128：在系統(tǒng)中負(fù)責(zé)在線監(jiān)測、處理各檢測模塊傳送上來的數(shù)據(jù)，可進(jìn)行聲光報(bào)警、綜合查詢及控制工作，可以存儲10000～20000條以上信息。采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)總線進(jìn)行數(shù)字通訊，大屏幕漢字液晶顯示。

電氣火災(zāi)終端顯示設(shè)備：由電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備EF-ACS/ B128、通訊模塊、微型計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件構(gòu)成。

2.2 動(dòng)作原理

當(dāng)供配電回路中的漏電電流超過給定值(預(yù)設(shè))，或時(shí)所監(jiān)視的配電箱（柜）內(nèi)異常溫升達(dá)到給定溫度，由剩余電流傳感器或溫度傳感器將采集到的相應(yīng)數(shù)據(jù)傳送至現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集單元——監(jiān)控模塊ACS，由監(jiān)控模塊對接收來自探測器的傳感信號進(jìn)行分析確認(rèn)，并將處理后的信號再傳送到電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備主機(jī)，通過主機(jī)中的工業(yè)級嵌入式單片機(jī)的算術(shù)邏輯運(yùn)算（比較、分析、處理）給出結(jié)果，并對外通信。

設(shè)備主機(jī)按預(yù)設(shè)程序給出報(bào)警或控制信號，可作用于斷路器的脫扣器或其它相應(yīng)操作機(jī)構(gòu)，即可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)聯(lián)動(dòng)輸出。

通常情況下，對重要線路（包括消防、安防、應(yīng)急電源、通道照明線路及不容許停電的重要場所），電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)只進(jìn)行監(jiān)視（報(bào)警），但不切斷電源（不控制脫扣），既保證了用電安全又保證了供電的不間斷性。

2.3 剩余電流傳感器設(shè)置的參數(shù)選擇

按I d≤Kc x Ler

式中：I d為監(jiān)視范圍內(nèi)配電系統(tǒng)的單相最大自然泄漏值；

Kc為剩余電流可靠系數(shù)，一般取0.4；

L er為剩余電流額定動(dòng)作值，一般為300mA、最大不宜高于500mA。

2.4 動(dòng)作參數(shù)的設(shè)置（如表1）

2.5 動(dòng)作方式及時(shí)間（如表2）

表1 傳感器動(dòng)作參數(shù)的設(shè)置表

表2 動(dòng)作方式及時(shí)間表

3 系統(tǒng)安裝

由于電氣火災(zāi)監(jiān)視與控制系統(tǒng)是一個(gè)相對獨(dú)立的系統(tǒng)，有時(shí)，電氣工程最初設(shè)計(jì)無該系統(tǒng)，或設(shè)計(jì)后補(bǔ)，或設(shè)計(jì)不夠完善，或者需由相關(guān)專業(yè)廠家另外的補(bǔ)充設(shè)計(jì)（本工程情況）；這樣，如果在配電箱（柜）制造時(shí)未能完善該系統(tǒng)設(shè)計(jì)，或未能納入配電箱（柜）制造廠家的裝配范疇，那么，施工現(xiàn)場對系統(tǒng)的安裝、組網(wǎng)工作不可避免。

3.1 監(jiān)控模塊EF-ACS的安裝

監(jiān)控模塊外型尺寸：長（L）×寬（B）×高（H）=155 mm× 110 mm×110mm，一般置于配電箱（柜）內(nèi)（或電纜、插接母線及電動(dòng)機(jī)進(jìn)線盒及定子等處）。在配電箱內(nèi)安裝，如圖1。

圖1 監(jiān)控模塊EF-ACS安裝圖

監(jiān)控模塊的安裝方式分為導(dǎo)軌式、視窗式、明裝式。不管何種安裝方式都應(yīng)滿足：顯示便于觀察、功能鍵便于操作。監(jiān)控模塊的接線根據(jù)其型號的不同而異，包括電源線（L、N、PE）、傳感器信號線（R或T）、通訊二總線（EF-BUS）或開關(guān)量輸入信號線等。

例如：ACS-RT4/1000型監(jiān)控模塊，為剩余電流、測溫混合式，最多可帶4個(gè)R型傳感器和4個(gè)T型傳感器，接線端子位于上方端子板，電源線、通訊線等位于下方端子板，其接線端子如圖2。

3.2 剩余電流傳感器的安裝

剩余電流傳感器的外形酷似電流互感器，若不由配電箱廠家配套安裝，則需要求配電箱廠家為其預(yù)留安裝位置，剩余電流傳感器安裝尺寸依型號規(guī)格不同而異，參見表3所示。

一般而言，用于三相配電系統(tǒng)剩余電流采樣A、B、C、N四線均同穿過傳感器，用于單相配電系統(tǒng)剩余電流采樣L、N二線均同穿過傳感器，剩余電流傳感器二次配線采用屏蔽電纜，其屏蔽層必須可靠接地。

3.3 溫度傳感器的安裝（箱式）

溫度傳感器宜安裝于配電箱(柜)內(nèi)最高處，若監(jiān)控模塊EF-ACS已位于配電箱最頂端，也可直接將溫度傳感器安裝于監(jiān)控模塊接線端子上。

3.4 電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備（EF-ACS/B128）的安裝

電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備一般安裝在消防控制中心，其外型尺寸依據(jù)通信容量不同而異，分為琴臺式、落地式、壁掛式。

安裝要求與普通電氣箱（柜）安裝無本質(zhì)區(qū)別。

3.5 電源要求

監(jiān)控模塊EF-ACS、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備（EF-ACS/B128）輸入電源均為AC220V±15%，頻率50Hz，就近取用。其中，電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備主機(jī)尚需自帶DC24V應(yīng)急電源（備電時(shí)間不低于4h）。

3.6 配管布線

監(jiān)控模塊間、監(jiān)控模塊與主機(jī)之間通信線采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)485二總線（最大通訊距離1200m），本系統(tǒng)稱為ACS-BUS總線。按設(shè)計(jì)采用NH-RVS-2×1.5mm2，穿鍍鋅鋼管SC20暗敷設(shè)。若鋼管明敷時(shí)，表面需刷防火涂料。

系統(tǒng)外通訊采用RS232接口，連接線在15m以內(nèi)時(shí)，可采用RVSP-3×0.5 mm2多芯電纜。

3.7 施工中應(yīng)注意的問題

(1)剩余電流傳感器標(biāo)有電源側(cè)（輸入端）和負(fù)荷側(cè)（輸出端）時(shí)，應(yīng)按規(guī)定安裝接線，不得反接。

(2)安裝監(jiān)控模塊時(shí)，應(yīng)注意保持與斷路器電弧噴出方向有足夠的飛弧距離。

(3)安裝時(shí)，必須嚴(yán)格區(qū)分N線和PE線，三級四線式或四極四線式電的N線應(yīng)通過剩余電流傳感器。穿過剩余電流傳感器的N線，不得作為PE線。

在TN-C-S系統(tǒng)中，一般不可在全系統(tǒng)中使用，剩余電流監(jiān)測功能只能就末端部位采用，其保護(hù)線（PE）必須在剩余電流傳感器線圈前端接入。

在TN-S系統(tǒng)中，剩余電流監(jiān)測功能可以在全系統(tǒng)中使用，其相線與N線均穿過剩余電流傳感器線圈（PE線不得接入剩余電流保護(hù)裝置）。

(4)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)按照消防用電的規(guī)定接入消防用電電源，確保應(yīng)急供電萬無一失。

(5)在配電柜（箱）內(nèi)安裝時(shí)，要特別注意施工安全，要在斷電情況下施工，并注意強(qiáng)弱電分開走線，防止接錯(cuò)線或搭線，損壞系統(tǒng)。

(6)施工時(shí)，應(yīng)配備移動(dòng)式（手持便攜式）剩余電流檢測儀，并在調(diào)試時(shí)先進(jìn)行配電系統(tǒng)剩余電流的檢測，及時(shí)排除剩余電流異常情況，并作詳細(xì)記錄[3-7]。

表3 型號規(guī)格參考表

4 系統(tǒng)的擴(kuò)展

此外，若采用導(dǎo)線式或電纜式溫度傳感器，即可通過檢測導(dǎo)線或電纜的過電流產(chǎn)生的溫升，從而監(jiān)測供配電線路的運(yùn)行狀況。

甚至可對電纜溝、母線槽、大型設(shè)備（如電動(dòng)機(jī)）等進(jìn)行監(jiān)測。

通過電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備（EF-ACS/B128）的輸出控制端口中的無源常開觸點(diǎn)既開關(guān)量信號接入火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的編碼模塊，在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)上亦可實(shí)現(xiàn)對電氣火災(zāi)的監(jiān)視和控制。

隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信、控制等技術(shù)的不斷融入，電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備（EF-ACS/B128）與通訊模塊及相關(guān)軟件的配合下，計(jì)算機(jī)加入IP地址即可接入INTERNET，從而可擴(kuò)展為多區(qū)域、遠(yuǎn)程大型監(jiān)控系統(tǒng)。

5 結(jié)束語

通過以上電氣火災(zāi)監(jiān)視與控制系統(tǒng)的剖析，我們知道，盡管電氣火災(zāi)監(jiān)視與控制系統(tǒng)是相對獨(dú)立的一個(gè)系統(tǒng)，但它也不是一個(gè)孤立的系統(tǒng)，它與別的系統(tǒng)也緊密聯(lián)系。熟悉其結(jié)構(gòu)、組成、特點(diǎn)、運(yùn)用及對安裝工程的施工技術(shù)的要求，定能給我們以啟迪，達(dá)到拋磚引玉之效。

[1]GB50116-2008火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中華人民共和國公安部，2008.

[2]GB50054-2011低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會，2011.

[3]GB50343-2012建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范[S].中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2012.

[4]GB50171-2012電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路接線施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2012.

[5]GB50169-2006電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2006.

[6]GB50575-2010 1kV及以下配線工程施工與驗(yàn)收規(guī)范[S].中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2010.

[7]GB50149-2010電氣裝置安裝工程母線裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].中國電力企業(yè)聯(lián)合會，2010.

責(zé)任編輯：李紅，孫蘇

Analysis on EF-ACS ElectricalFire Monitoring and ControlSystem

Based on the analysis on the electrial fire monitoring and control system in the Guotai Arts Center project,the system structure,formation, characteristics,application and technique requirements for installation are introduced briefly.

electricalfire;monitoring;control;monitoring module;sensor;residualelectric current

TU976+.1

A

1671-9107（2013）05-0015-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2013.05.015

2013-02-27

謝吉寧（1966-），男，重慶人，大專，工程師，主要從事電氣專業(yè)方面的研究。