1 概述

1.1電氣火災監控系統設置必要性

    通用的電工產品如過流過載保護電器用于執行操作和實施保護，能夠防止由線間金屬性短路故障和長時間過載發熱或接地電弧性短路故障（漏電）引發的電氣火災，但基本上屬于被動預防。特別是對于線間端子或線路發熱溫度緩慢升高，或泄漏電流緩慢增大而引發的金屬性短路或過載故障或接地電弧性故障，不能提早有效防范。因為傳統的電工保護產品都是在定的參數下動作的，如果故障電流達不到保護開關的整定值，那么保護開關就不會動作。工程實踐中，如果設計、安裝錯誤或粗心大意，導致電工保護產品不匹配或施工質量差，則存在這種電氣故障的風險就比較大。有必要對這種電氣故障進行監控、預警，因此電氣火災監控系統應運而生。

1.2電氣火災監控系統設計依據

   GB 13955-2005《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》

   GB 14287-2014《電氣火災監控系統》

   GB 50016-2006《建筑設計防火規范》

   GB 50045-1995《高層民用建筑設計防火規范》

   GB 50116-2013《火災自動報警系統設計規范》

   JG J16-2008《民用建筑電氣設計防火規范》

1.3 Acrel-6000電氣火災監控系統簡介

   安科瑞高鐵站項目用電氣火災監控系統是用于接收剩余電流式電氣火災監控探測器等現場設備信號，以實現對被保護電氣線路的報警、監視、控制、管理的運行于計算機的工業級硬件/軟件系統。本系統適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業、家重點消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領域，對分散在建筑內的探測器進行遙測、遙調、遙控、遙信，方便實現監控與管理。

    安科瑞高鐵站項目用電氣火災監控系統由Acrel-6000系列監控設備、ARCM系列監控探測器和配套附件組成。系統各設備之間均采用總線（雙絞線）進行連接，施工布線簡單方便。

2 監控設備

2.1工作電源

    ● 主電源：AC220V 50Hz（允許85%~110%范圍內變化）

    ● 備用電源：主電源低電壓或停電時，維持監控設備工作時間≥4h

2.2工作制和傳輸方式

    24小時工作制，Modbus-RTU通訊協議，RS485半雙工總線方式，傳輸距離1km(可通過中繼器延長通訊傳輸距離)。

2.3主要參數及組成部件

    Acrel-6000電氣火災監控系統的監控設柜體式、琴臺式及壁掛式三種，其主要參數及組成部件如表1所示。

表1 主要參數及組成部件

2.4監控設備面板元件布置及功能說明

2.4.1 柜體式（Acrel-6000/G）

圖1 柜體式監控設備面板元件布置及功能說明

2.4.2 琴臺式（Acrel-6000/Q）

圖2 琴臺式監控設備面板元件布置及功能說明

2.4.3 壁掛式（Acrel-6000/B）

圖3 壁掛式監控設備面板元件布置及功能說明

2.5軟件畫面

圖4 監控設備軟件畫面

2.6接線示意圖

2.6.1 柜體式

圖5 柜體式監控設備接線示意圖

2.6.2 琴臺式

圖6 琴臺式監控設備接線示意圖

2.6.3 壁掛式

圖7 壁掛式監控設備接線示意圖

3 ARCM系列監控探測器

3.1監控探測器選型覽表

表2 監控探測器選型覽表

3.2監控探測器產品介

3.2.1 ARCM100型監控探測器

圖8 ARCM100型監控探測器

3.2.1.1 功能

    ● 具有剩余電流保護、溫度保護、過壓保護、缺相保護、過流保護等多種保護功能；

    ● 實時地對回路的三相電壓、三相電流、頻率、功率、四象限電能和基波、總諧波電能等電參量進行測量；

    ● 提供三路開關量輸入功能，可連接消防聯動信號和煙霧報警信號，高可靠性地實現消防系統通過探測器遠程控制，強制切斷故障點電源；

    ● 繼電器保護輸出：具有報警輸出和脫扣輸出的功能，同時可將開關狀態反饋到消防系統中；

    ● 采用先進的現場總線通訊技術，上位機管理軟件可以實時監控現場的運行狀況，及時發出報警信息；

    ● 具有事件存儲功能，探測器能夠記錄報警發生的時間、類型、參數和相序，根據報警記錄可以分析現場的用電情況，為故障提供依據；

    ● 實時溫度監控功能，對回路線纜及接點溫度進行實時檢測，傳感器斷線、短接都會發出報警信號；

    ● 掉電保護功能，當探測器處于報警狀態時遇到斷電情況，下次上電時仍然會保持斷電前的報警狀態，防止由于斷電、復位等原因導致的報警無效的情況；

    ● 適用于0.4kV電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統。

3.2.1.2 技術參數

表3 ARCM100型監控探測器技術參數

3.2.1.3 外形及安裝尺寸（mm）

圖9 ARCM100型監控探測器外形及安裝尺寸

3.2.1.4 接線端子

圖10 ARCM100型監控探測器接線端子

3.2.2 ARCM200BL型監控探測器

圖11 ARCM200BL型監控探測器

3.2.2.1 功能

● 可在線監測多路的漏電流，各相電纜溫度信號；

● 額定剩余電流動作值，脫扣延時，可根據需要靈活設置，溫度動作也可編程；

● 畫面暫留功能，漏電故障發生時該通道顯示畫面暫留，顯示該通道漏電或超溫時的值，方便上位機的故障記錄；

● 采用現場總線通訊技術，上位機管理軟件可以時刻監控現場的運行情況，及時發現報警信息。通過RS485接口，標準Modbus協議可以與各種標準系統相連；

● 具有事件存儲功能，監控探測器能夠記錄報警發生的時間、類型、參數，根據報警記錄可以分析現場的用電情況，為故障提供依據；

● 集成度高，網絡化，智能化程度高，動作特性合理；

● 適用于0.4kV電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統。

3.2.2.2 技術參數

表4 ARCM200BL型監控探測器技術參數

3.2.2.3 外形及安裝尺寸（mm）

圖12 ARCM200BL型監控探測器外形及安裝尺寸

3.2.2.4 接線端子

圖13 ARCM200BL型監控探測器接線端子

3.2.3 ARCM200L型監控探測器

圖14 ARCM200L型監控探測器

3.2.3.1 功能

● 實時監測剩余電流和溫度，三相電流,三相電壓,頻率,功率,四象限電能等電參量監測（具體功能見儀表選型）；

● 具有剩余電流保護,溫度保護。可選配過流保護,過壓保護,缺相保護等多種保護功能（具體功能見儀表選型）；

● 提供兩路開關量輸入功能,路用于接收開關反饋信號,路用于接收消防聯動信號；

● 提供兩路繼電器輸出功能,路用于報警輸出,路用于脫扣輸出；

● 具有事件存儲功能，探測器能夠記錄報警發生的時間、類型、參數，根據報警記錄可以分析現場情況，為故障提供依據；

● 采用現場總線通訊技術，上位機管理軟件可以時刻監控現場的運行情況，及時發現報警信息。通過RS485接口，標準Modbus協議可以與各種標準系統相連；

● 集成度高，網絡化，智能化程度高，動作特性合理；

● 適用于0.4kV電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統。

注：

  --ARCM200L-I： 三相電流監測，過流保護

  --ARCM200L-IT4：三相電流監測，四路溫度，過流保護

  --ARCM200L-UI：三相電壓電流監測，過壓、缺相、過流保護

  --ARCM200L-Z： 三相電壓、電流、功率、頻率、四象限電能監測，過壓、缺相、過流保護

  --ARCM200L-Z2： 三相電壓、電流、功率、頻率、四象限電能監測，過壓、缺相、過流保護

  --ARCM200L-J8： 八路剩余電流、兩路溫度

3.2.3.2 技術參數

表5 ARCM200L型監控探測器技術參數

3.2.3.3 外形及安裝尺寸（mm）

圖15 ARCM200L型監控探測器外形及安裝尺寸

3.2.3.4 接線端子

  12、13”為輔助電源；“34、35、36”為開關量輸出；“17、18”為脈沖輸出（僅限Ｚ型）；“24、25、28”為開關量輸入；“21、22、31、32”為通訊；“42、43、44”為剩余電流信號和溫度信號輸入（除J8型）。

  Z,Z2,UI,I型：“1，2，3，4”為電壓輸入信號端子（I型無此端子），IT4型：“1，2，3，4”為溫度信號輸入端；“5，6，7，8，9，10”為電流輸入信號端子。

  J8型“1～10”為八路剩余電流信號輸入（COM3為1～4路剩余電流輸入公共端；COM4為5～8路剩余電流輸入公共端）；“42、43、44”為溫度信號輸入（COM2為溫度輸入公共端）。

圖16 ARCM200L型監控探測器接線端子

3.2.4 ARCM300型監控探測器

圖17 ARCM300型監控探測器

3.2.4.1 功能

  ● 可在線監測單路或多路的漏電流，各相電纜溫度信號，每路通道具有斷線、短路檢測功能；

  ● 額定剩余電流報警動作值，脫扣延時及動作類型可根據需要靈活設置；

  ● 標準35mm導軌式安裝，LCD顯示；

  ● 畫面暫留功能，漏電故障發生時，該通道顯示畫面暫留，顯示該通道漏電或超溫時的值，方便上位機的故障記錄；

  ● 具有事件存儲功能，監控探測器能夠記錄報警發生的時間、類型、參數，根據報警記錄可以分析現場的用電情況，為故障提供依據；

  ● 采用現場總線通訊技術，上位機管理軟件可以時刻監控現場的運行情況，及時發現報警信息。通過RS485接口，標準Modbus協議可以與各種標準系統相連；

  ● 集成度高，網絡化，智能化程度高，動作特性合理；

  ● 適用于0.4kV電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統。

3.2.4.2 技術參數

表6 ARCM300型監控探測器技術參數

3.2.4.3 外形及安裝尺寸（mm）

圖18 ARCM300型監控探測器外形及安裝尺寸

3.2.4.4 接線端子

圖19 ARCM300型監控探測器接線端子

4 配套附件

4.1 AKH-0.66L系列剩余電流互感器

4.1.1 產品外觀

圖20 AKH-0.66L系列模擬型剩余電流互感器

4.1.2 互感器選型表

表7 AKH-0.66L系列模擬型剩余電流互感器選型表

注：1.更大規格預留，可訂制；

    2.若需要母排方孔型，或開口式的互感器，請另與廠家。

4.2 ARCM-NTC溫度傳感器

圖21 ARCM-NTC溫度傳感器

   溫度傳感器為—熱敏電阻NTC，它提供-10℃～120℃的溫度監控基準，可以用來監測線纜或配電箱體的溫度，提供溫度保護。

5 系統組網方案

5.1 大型建筑群組網方案

  大型建筑群，樓層高，多棟樓體分散。采用Acrel-6000/Q電氣火災監控設備+Acrel-6000/B電氣火災監控設備+電氣火災監控探測器三層結構組網模式，便于區域化管理，采用RS-485網絡通訊，以太網通訊，滿足了通訊實時性高的要求。

圖22 大型建筑群組網方案

5.2 大型單體建筑群組網方案

  大型單體建筑，采用Acrel-6000/Q電氣火災監控設備+電氣火災監控探測器兩層結構組網模式，監測管理功能，性價比高，采用RS-485網絡，通訊介質采用屏蔽雙絞線，滿足了通訊實時性高的要求。

圖23 大型單體建筑群組網方案

5.3 中型建筑組網方案

  中型單體建筑，采用Acrel-6000/B電氣火災監控設備+電氣火災監控探測器兩層結構組網模式，性價比高，采用RS-485網絡，滿足了通訊實時性高的要求。

圖24 中型建筑組網方案

5.4 小型建筑電氣火災監控系統

  小型建筑，采用Acrel-6000/B電氣火災監控設備進行監控，性價比高。

圖25 小型建筑電氣火災監控系統

6 系統的設計與應用

6.1 系統設計目標

    Acrel-6000電氣火災監控系統，是根據家現行規范標準由安科瑞電氣股份有限公司研發的全數字化獨立運行的系統，已通過家消防電子產品質量監督檢驗的消防電子產品試驗認證，并且均通過嚴格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產品在低壓配電系統中的正常運行，現均已批量生產并在全得到廣泛地應用。該系統通過對剩余電流、過電流、過電壓和溫度信號的采集與監視，實現對電氣火災的早期預防和報警，當必要時還能聯動切除被檢測到剩余電流超標的配電回路；并根據用戶的需求，還可以滿足與火災自動報警系統或配電監控系統等進行數據交換和共享。系統各設備之間均采用總線（雙絞線）進行連接，施工布線簡單方便。

6.2 系統設計規程

6.2.1 般規定

    6.2.1.1 電氣火災監控系統的產品應符合家標準：GB14287.1-2014《電氣火災監控設備》、GB14287.2-2014 《剩余電流式電氣火災監控探測器》和GB14287.3-2014 《測溫式電氣火災監控探測器》的規定，必須獲得家消防電子產品質量監督檢驗出具的產品型式檢驗報告；

    6.2.1.2 應根據電氣線路敷設和用電負荷具體情況，確定剩余電流互感器、溫度傳感器和監控探測器的型式與規格；

    6.2.1.3 大型建筑或建筑群宜采用分散與集中相結合的控制方式，即在各消防控制室或有人值班場所設置壁掛式監控設備，同時將各壁掛式監控設備的故障報警信息上傳至主消防

控制的系統主機，統管理、監測及顯示信息；

    6.2.1.4 每臺壁掛式監控設備所配接監控探測器的地址總數不應超過200點。

    6.2.1.5 系統的設置不應影響供配電系統的正常工作。

6.2.2 設置場所

    在高層建筑內火災危險性大、人員密集等場所宜設置電氣火災監控系統。

6.2.3 設置范圍

    6.2.3.1 電氣火災監控探測器裝于0.4kV低壓配電系統中，用于檢測TN-C-S、TN-S及局部TT系統中的剩余電流、溫度等有關電氣火災隱患產生的電氣參數。

    6.2.3.2 剩余電流式電氣火災監控探測器應以設置在低壓配電系統端為基本原則，宜設置在*級配電柜（箱）的出線端。在供電線路泄漏電流大于500mA 時，宜在其下級

配電柜（箱）設置。

    6.2.3.3 剩余電流式電氣火災監控探測器不宜設置在IT 系統的配電線路和消防配電線路中。

7 系統施工、安裝與調試

      系統的施工，應按照批準的工程設計文件和施工技術方案進行，不得隨意變更；確需變更設計時，應由原設計單位負責更改并經審圖機構審核批準。

7.1 系統的安裝及布線設計

      ● 電氣火災監控設備的電源應取自自控的消防供電（AC220V）。

      ● 各監控探測器采用現場供電，電源接入點應在該級斷路器的上端。

7.1.1. 配電柜（箱）內部形式的安裝設計

    般新工程在樓層設有專門樓層配電柜（箱），可將監控探測器放在配電柜（箱）內，且離導電母線盡量遠的導軌上安裝，再將剩余電流互感器安套在電源母線上，固定牢靠，監控探測器與剩余電流互感器之間的連線，應采用屏蔽導線。

7.1.2. 配電柜（箱）外部形式的安裝設計

    在配電柜（箱）外安裝監控探測器，則無論是對新工程還是改造工程，都是適用的。若有專門安裝監控探測器的防火監控箱，裝入監控探測器后可放在配電柜（箱）附近。同理，剩余電流互感器安套在電源母線上，固定牢靠，監控探測器與剩余電流互感器之間的連線，應采用設置范圍屏蔽導線。對于改造工程，因為剩余電流互感器為閉合型的，所以在安裝時，不僅要注意施工還應盡量避免斷電時間過長，影響用戶的用電。

7.1.3. 配電柜（箱）成套形式的安裝設計

    若是在配電柜（箱）面板上嵌入監控探測器，剩余電流互感器依然固定牢靠在其內，不增加防火監控箱，也不想改動配電柜（箱）內部結構，既美觀而方便，則應在設計中明確提

出要求，由有關各方在施工圖紙會審確認批準后，可由配電柜（箱）成套廠家，充分考慮預留面板上嵌入監控探測器孔的問題。

7.1.4. 安裝布線設計及注意事項

    產品在安裝布線時應采取三防措施。

    ● 產品應按消防用電的規格執行。各個安裝接線端，接線時不得反接，數量不得超過2根。安裝布線時，必須嚴格區分N線和PE線，穿過剩余電流互感器的N線，不得作為PE線，不得重復接地或接設備外露可接近導體。PE線不得穿過剩余電流互感器。穿線時，導線應集中在剩余電流互感器的圓心；三根相線和中性線都要穿，中性線不得漏穿；PE線不能穿進去。具體穿線如圖29所示。

圖29 剩余電流互感器穿線示意圖

    ● 二總線安裝走線時，注意強弱電線分開走線，不允許交叉和搭線。嚴禁與動力線、照明線、視頻線、廣播線、線等穿入同金屬管內。配線應整齊，導線應綁扎成束，穿線可用阻燃PVC管、金屬管及金屬線槽。在穿管、線槽后，應將管口、槽口封堵。

    ● 監控設備與監控探測器之間的通訊線應采用雙絞線，建議線的橫截面不得小于1.5mm2，當系統應用在強干擾場所時，通訊線應采用屏蔽雙絞線，屏蔽雙絞線的屏蔽層應良好接大地。

7.2 現場調試項目及工作流程

7.2.1 監控探測器安裝后的檢驗項目

  7.2.1.1 監控探測器能探測被保護線路中的剩余電流、溫度等電氣火災危險參數的變化。

  7.2.1.2 當被保護線路中的剩余電流、溫度未達到報警值時，探測器不應發出報警信號。

  7.2.1.3 當被保護線路剩余電流達到報警設定值時，監控探測器應在30s內發出報警信號。

  7.2.1.4 當被監視部位溫度達到報警設定值時，監控探測器應在30s內發出報警信號。

7.2.2 現場調試流程

  7.2.2.1 Acrel-6000監控設備、監控探測器聯接電源、通訊導線、網線、光纖、轉換設備、交換機設備安裝完成。

  7.2.2.2 配置監控設備的系統參數（包括通訊端口，監控探測器通訊地址等）。

  7.2.2.3 設置監控探測器通訊地址，剩余電流報警值、溫度報警值等。

  7.2.2.4 檢查通訊是否聯通，如通訊不能聯通應檢查通訊地址及通訊聯接。

  7.2.2.5 直至通訊正常。

8 典型設計方案

8.1 次方案圖

8.1.1 市民

圖26 市民次方案圖

8.1.2 醫院

圖27 醫院次方案圖

8.1.3 公寓

圖28 公寓次方案圖

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