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(yè)的電氣設(shè)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(guān)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(fā)生。據(jù)測算，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6萬噸年MTBE裝置原料預(yù)處理技改項目中的應(yīng)用，簡析相關(guān)國家標(biāo)準和設(shè)計規(guī)范，概述電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(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)達國家每年電氣火災(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，而且多年來一直居高不下。商業(yè)酒店人員來往密集、流動性大、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(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，已形成較大火勢，此時火勢往往不容易被控制，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監(jiān)測各個重要回路的漏電流等參量來實現(xiàn)電氣火災(zāi)的預(yù)防。本系統(tǒng)后臺在顯示各個探測點位數(shù)據(jù)的同時，還提供越限聲光報警、人性化的界面等功能。本系統(tǒng)實現(xiàn)了配電系統(tǒng)的24小時無人實時監(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6萬噸年MTBE裝置原料預(yù)處理技改項目中的應(yīng)用，簡單介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)系統(tǒng)的實際應(yīng)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(chǎn)能6萬噸/年MTBE裝置于2011年8月份投產(chǎn)。這是繼珠海寶塔石化、廣州誠恒化工及惠州中創(chuàng)之后第四家MTBE民營生產(chǎn)企業(yè)。

   現(xiàn)針對本項目廠區(qū)內(nèi)的重要配電柜設(shè)計一套電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測其配電回路的漏電流等電參量，確保其整個配電系統(tǒng)的電氣安全。

   針對本項目的特性，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)控探測器。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)須實時監(jiān)測重要回路的剩余電流值、箱體回路的實時溫度，監(jiān)測的數(shù)據(jù)實時傳輸至后臺主機，當(dāng)發(fā)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(zāi)報警系統(tǒng)實現(xiàn)消防聯(lián)動。

2.參照標(biāo)準

   鑒于公共建筑以及相關(guān)場所發(fā)生火災(zāi)容易造成人員生命財產(chǎn)損失。為了加大電氣火災(zāi)監(jiān)控防范的力度，近年來，國家相繼制訂或修改了一批相關(guān)標(biāo)準規(guī)范。相關(guān)的標(biāo)準規(guī)范已經(jīng)對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)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(zāi)系統(tǒng)的設(shè)計參照的標(biāo)準主要有：

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

   (2)國家標(biāo)準《建筑電氣火災(zāi)預(yù)防要求和檢測方法》有關(guān)條文也明確要求“應(yīng)在電源進線端設(shè)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(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)控探測器》、GB14287.3-2005《測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》

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

   (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)計規(guī)范》的要求

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

3.系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)計

 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖

(1)站控管理層

   站控管理層針對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口，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)主機充分考慮到用戶的操作習(xí)慣，和持續(xù)穩(wěn)定運行，參照的相應(yīng)的國家標(biāo)準和規(guī)范。主機主要由監(jiān)控軟件、觸摸屏、UPS電源、打印機等設(shè)備組成。將現(xiàn)場的各類數(shù)據(jù)信息進行計算、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掌握系統(tǒng)動態(tài)，且實現(xiàn)故障信息可追循，信息可導(dǎo)出等功能。

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

(2)網(wǎng)絡(luò)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(shè)。本項目的儀表分布在樓層強電間電氣火災(zāi)監(jiān)控探測。

   本項目的數(shù)據(jù)總線設(shè)計為兩根總線，獨立的總線便于后期系統(tǒng)的維護，發(fā)生漏電流報警時也可以根據(jù)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(xiàn)場電氣火災(zāi)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(shù)量在20只左右。

4.系統(tǒng)特點和工作原理

   鑒于本項目的規(guī)模，以及本項目電氣火災(zāi)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(jù)本項目的實際情況來進行設(shè)計的。

   4.1本項目的系統(tǒng)特點可總結(jié)為一下3點：

   (1)終端探測器選用嵌入式電氣火災(zāi)探測器，方便安裝、節(jié)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(tǒng)的通訊穩(wěn)定。

   (3)考慮到本項目中儀表數(shù)據(jù)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(tǒng)操作方便，適合本項目中的配電間環(huán)境和客戶的相關(guān)操作要求。 

5.系統(tǒng)設(shè)計注意事項和方法

   5.1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)測剩余電流和溫度兩類對象，在設(shè)計時應(yīng)注意的基本要點

   (1)關(guān)于剩余電流

   由于剩余電流監(jiān)測的原理采用了基爾霍夫電流定律，所以，對所應(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。對將要設(shè)計安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的用戶，不管是新工程或舊工程改造項目，首先要調(diào)查核實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(tǒng)參數(shù)的配置

6.1報警值設(shè)置范圍

   本項目中現(xiàn)場儀表的剩余電流報警值設(shè)置在300mA，關(guān)于剩余電流值的設(shè)置在相關(guān)的國家標(biāo)準都有詳細的規(guī)定。

   依據(jù)國家標(biāo)準GB14287.2-2005中的規(guī)定，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的報警值設(shè)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(xiàn)場，設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的報警值，具體地說應(yīng)不小于被保護電氣線路和設(shè)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(zāi)探測器的報警設(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)包兆龍圖書館項目電氣火災(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，維持監(jiān)控設(shè)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(xié)議，傳輸距離1.2km，可通過中繼器延長通訊傳輸距離

監(jiān)控容量：

(1)監(jiān)控設(shè)備最高可監(jiān)控1024（須定制）個監(jiān)控單元（探測器）

(2)可配接ARCM系列監(jiān)控探測器

監(jiān)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(jiān)控報警響應(yīng)時間： ≤30s 

監(jiān)控報警聲壓級（A計權(quán)）：≥70dB／1m

監(jiān)控報警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報警信號應(yīng)保持，直至手動復(fù)位 

監(jiān)控報警聲信號：可手動消除，當(dāng)再次有報警信號輸入時，能再次啟動

故障報警項目：

(1)監(jiān)控設(shè)備與探測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

故障報警響應(yīng)時間：≤100s 

監(jiān)控報警聲壓級（A計權(quán)）：≥70dB／1m

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

故障報警聲信號：可手動消除，當(dāng)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(nèi)容：記錄類型、發(fā)生時間、探測器編號、區(qū)域、故障描述，可存儲記錄不少于2萬條

(2)記錄查詢：根據(jù)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(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢

(2)監(jiān)控操作級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠程復(fù)位、設(shè)備自檢

(3)系統(tǒng)管理級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠程復(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)備各模塊單獨檢測、操作員添加與刪除

使用環(huán)境條件：

(1)工作場所：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(shù)字儀表原理與應(yīng)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(yè)酒店電能分項計量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6

作者簡介

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：18702111813，QQ：2880157855