摘要：介紹了高速公路電氣火災行業(yè)現(xiàn)狀，闡述了 GB50116-2013《火災自動化系統(tǒng)設計規(guī)范》中對剩余電流式和測溫式電氣火災探測器的安裝要求，分析Acrel-6000電氣火災系統(tǒng)的功能，其集監(jiān)測管理、故障、分析記錄等功能于一體，可大大降低高速公路場合的電氣火災發(fā)生率。

關鍵詞： 高速公路；電氣火災系統(tǒng)；系統(tǒng)功能；功能

引言

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，電力設施和設備已與工作和生活密不可分，電力甚至成為現(xiàn)在各行各業(yè)發(fā)展的基礎前提。但由于種種原因，電力能源在帶給人們工作和生活的便利的同時，由電氣設備產(chǎn)生的問題對人身、財產(chǎn)安全構成巨大的威脅，甚至帶來災難。據(jù)公安部消防局《中國火災年鑒》統(tǒng)計，我國平均每年由于電氣故障引發(fā)的火災起數(shù)，約占總火災起數(shù)的30％，占重、特大火災起數(shù)的比例基本上在40％～50％，在所有火災中。

隨著大力發(fā)展基礎建設，高速公路建設越來越多。高速公路供配電系統(tǒng)是高速公路中的電氣火災重點防范區(qū)。而在大型發(fā)電廠、重要的公建/商建建筑中早已實施的應對剩余電流和設備過熱問題的電氣火災系統(tǒng)仍未在高速公路變電所中得到應用。

一 高速公路電氣火災行業(yè)現(xiàn)狀

（1）電氣線路復雜，監(jiān)管困難。高速公路線路眾多，各分支線路龐大，用電線路復雜，供電線路觸電及電火花引起火災或其他事故比較多見，一旦發(fā)生險情，極易造成人員傷亡及巨大的財產(chǎn)損失。

（2）分布范圍廣，難以巡檢。高速公路線路長，分布范圍廣，消防運維人員難以對各個電氣線路進行全面排查，存在火災隱患。 

（3）缺乏數(shù)據(jù)信息采集通道，無法監(jiān)督。項目整體缺乏信息溝通渠道，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析與應用，監(jiān)督管理工作缺乏科學決策依據(jù)。

（4）地勢復雜，火災撲救困難重重。高速公路隧道眾多，一般都建在山區(qū)或水邊，隧道洞口開闊地的面積較小，沒有大的停車位置，現(xiàn)場作業(yè)的消防車輛無法通行，加上洞內(nèi)通訊信號受阻，使撲救人員與隧道外指揮人員聯(lián)系不便，影響救援。

二 標準要求

GB50116-2013《火災自動化系統(tǒng)設計規(guī)范》針對剩余電流式和測溫式電氣火災探測器的安裝要求提出：“第9.2.1條 剩余電流式電氣火災探測器應以設置在低壓配電系統(tǒng)首端為基本原則，宜設置在第一級配電柜（箱）的出線端。在供電線路泄漏電流大于 500mA時，宜在其下一級配電柜（箱）設置”；“第9.3.1測溫式電氣火災探測器應設置在電纜接頭、端子、重點發(fā)熱部件等部分”。

根據(jù) GB50116-2013《火災自動化系統(tǒng)設計規(guī)范》，對電氣火災隧道的安裝提出要求。

三 高速公路電氣火災系統(tǒng)構成

Acrel-6000電氣火災系統(tǒng)是集多年系統(tǒng)集成經(jīng)驗、經(jīng)大量實踐的服務于常規(guī)供電網(wǎng)絡的系統(tǒng)，是具有集監(jiān)測管理、故障、分析記錄等功能于一體的智能化系統(tǒng)，可大大降低應用場合的電氣火災發(fā)生率。

系統(tǒng)后臺通過實時、顯示并儲存故障發(fā)生點或點的剩余電流、溫度等狀態(tài)參數(shù)，及時掌握電路運行狀況；同時系統(tǒng)具有良好的擴散性，把數(shù)據(jù)上傳至消防火災自動系統(tǒng)，由消防火災自動系統(tǒng)遠程切斷火災發(fā)生點的負載和電源等。

電氣火災系統(tǒng)各項參數(shù)指標符合技術標準，已通過消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的型式檢驗，并獲得強制性產(chǎn)品認證證書。

結合高速公路項目的實際情況，采用三層分布的系統(tǒng)結構能滿足現(xiàn)場安全、經(jīng)濟、可靠的剩余電流監(jiān)測需求，有多種系統(tǒng)結構（單主站、單子站／多子站、雙機冗余式、服務 器式等），并提出“一體集成，兩個網(wǎng)絡，三層分布”的系統(tǒng)結構理念，由設備層、通訊層及主站層3個不同層次中的設備，通過現(xiàn)場總線網(wǎng)及以太網(wǎng)兩個網(wǎng)絡連接形成一個有機整體。

基于事故預警缺乏、事故發(fā)生后處理困難等多種弊端，設置電氣火災系統(tǒng)，用于探測剩余電流、溫度、過電流等信號，發(fā)出聲光，準確地確定故障線路位置，防止電氣火災的發(fā)生，完成建設目標。

（1）電氣火災早期捕獲：針對線路老化、剩余電流、接觸不良、亂拉亂接等各類電氣安全隱患，以及過流、過載、過壓、欠壓等不良運行狀況，基于智能化的數(shù)學模型，幫助電氣維護人員發(fā)現(xiàn)更多人工難以發(fā)現(xiàn)的電氣安全隱患，達到早發(fā)現(xiàn)、早處置，將隱患消滅在萌芽狀態(tài)。

（2）全面評價各類隱患以及隧道、服務區(qū)、數(shù)據(jù)中心、中心、綜合管理大樓等的電氣安全狀況，使各類人員能夠更加全面、精細和直觀地掌握電氣安全狀況。 

（3）實現(xiàn)在線管理，管理人員和維護人員可以實時查詢各個監(jiān)測點相關數(shù)據(jù)。一方面管理人員可以直接、準確地掌握電氣安全信息，避免隱患被深埋；另一方面維護人員能夠隨時掌握各個配電箱的電氣參數(shù)，可提高維護效率，給相關人員的巡檢工作帶來的便利。 

（4）運營管理的數(shù)字化轉型，將企業(yè)運營數(shù)字化，為決策者提供真實、準確的決策依據(jù)。

四 高速公路電氣火災系統(tǒng)重要產(chǎn)品

1.電氣火災探測器

ARCM系列電氣火災探測器（以下簡稱探測器），是針對 0.4kV 以下的 TT、TN 系統(tǒng)設計的，通過對配電回路的剩余電流、導線溫度、過電流、過電壓等火災危險參數(shù)實施和管理，從而預防電氣火災的發(fā)生，并實現(xiàn)了對多種電力參數(shù)的實時監(jiān)測，為能耗管理提供數(shù)據(jù)。

產(chǎn)品采用的微控制器技術，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數(shù)字化，網(wǎng)絡化于一身，是建筑電氣火災預防、系統(tǒng)絕緣老化預估等的理想選擇。

產(chǎn)品符合 GB14287.2-2014《電氣火災系統(tǒng) 第 2 部分：剩余電流式電氣火災探測器》、GB14287.3-2014《電氣火災系統(tǒng) 第 3 部分：測溫式電氣火災探測器》的標準要求。

表一 嵌入式安裝探測器

表二 導軌式安裝探測器

2.故障電弧探測器

故障電弧探測器（以下簡稱探測器）對接入線路中的故障電?。òü收喜⒙?lián)電弧、故障串聯(lián)電?。┻M行有效的檢測，當檢測到線路中存在引起火災的故障電弧時，可以進行現(xiàn)場的聲光，并將信息傳輸給上端設備，以實現(xiàn)預警火災發(fā)生的目的。

故障電弧探測器適用于工業(yè)與民用建筑中 10KW 及其以下的電氣線路，其保護線路長度不宜大于 100 米。

產(chǎn)品遵循國標 GB 14287.4-2014，可適用于養(yǎng)老院、學校、商業(yè)建筑、賓館、工廠、庫房、圖書館、辦公室、家庭住宅、以及娛樂場所等。

3.電氣火災設備

Acrel-6000/B 電氣火災系統(tǒng)是安科瑞的集監(jiān)視、、管理于一體的計算機測控系統(tǒng)，該系統(tǒng)適 用于大型商場、生活小區(qū)、工礦企業(yè)、辦公大樓、商場酒店等區(qū)域電氣防火的集中管理。 

Acrel-6000/B 型電氣火災設備是 Acrel-6000 電氣火災系統(tǒng)的核心，設備通過 RS485 總線與多臺電氣火災探測器相連，構成集散式電氣火災系統(tǒng)，實時電氣線路的工作狀態(tài)。設備能實時接收處理各路探測器發(fā)送的漏電、溫度信號，同時在液晶屏幕上顯示，當漏電、超溫及電源或通訊發(fā)生故障時，設備能發(fā)出聲光信號，在屏幕上顯示故障位置及類型，并具有數(shù)據(jù)存儲、查詢和控制信號輸出等功能，還具備對探測器的遠程復位控制功能。 

本設備結構合理、體積小、可靠性高、功能較強、維護方便、性價比高，系統(tǒng)界面直觀、易用。執(zhí)行標準：本設備符合標準 GB14287.1《電氣火災系統(tǒng) 第 1 部分：電氣火災設備》。

五 高速公路電氣火災系統(tǒng)功能

1. 功能 

設備能接收多臺探測器的漏電、溫度信息，時發(fā)出聲光信號，同時設備上紅色“”指示燈 亮，顯示屏指示部位及類型，記錄時間，聲光一直保持，直至按顯示屏“復位”按鈕（按鍵）遠程對探測器實現(xiàn)復位。對于聲音信號也可以使用顯示屏“消聲”按鈕（按鍵）手動消除。 

① 剩余電流故障（漏電）：故障單元屬性（部位、類型）； 

② 溫度（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）。 響應時間： ≤10s 聲壓級（A 計權）：≥70dB／1m 光顯示：紅色 LED 指示燈，紅色光信號應保持，直至手動復位 聲信號：可手動消除，當再次有信號輸入時，能再次啟動。

2. 控制輸出功能 

當被監(jiān)測回路時，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設備，當消除后，控制輸出繼 電器釋放。 

3. 故障功能 

通訊故障：當設備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時，畫面中 相應的探測器顯示故障提示，同時設備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障聲音。 

電源故障：當主電源或備用電源發(fā)生故障時，設備也發(fā)出聲光信號并顯示故障信息，可進入相應的界面查看詳細信息并可解除聲響。 

① 設備與探測器之間的通訊連接線發(fā)生斷路或短路；

② 探測器與剩余電流傳感器、溫度傳感器之間連接線發(fā)生短路或短路； 

③ 設備主電源欠壓或斷電； 

④ 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。 

故障響應時間：≤100s； 聲壓級（A 計權）：≥70dB／1m； 光顯示：黃色 LED 指示燈，黃色光信號應保持至故障排除； 故障聲信號：可手動消除，當再次有信號輸入時，能再次啟動； 故障期間，非故障回路的正常工作不受影響。 

4. 自檢功能 

檢查設備中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭是否正常。 

5. 記錄存儲查詢功能 

當發(fā)生漏電、超溫或通訊、電源故障時，將部位、故障信息、時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，當解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。 

6. 電源功能 

當主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時，設備可自動切換到備用電源工作，當主電源恢復正常供電時，自動 切回到主電源，切換過程中保證設備連續(xù)平穩(wěn)運行。

7. 對探測器控制功能 

通過軟件操作，可對連接到本設備的所有探測器進行遠程復位控制。 

8. 權限控制功能 

為確保系統(tǒng)的安全運行，設備軟件操作權限分為三級，不同級別的操作員具有不同的操作權限。 

① 日常值班級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢； 

② 操作級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠程復位、設備自檢； 

③ 系統(tǒng)管理級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠程復位、設備自檢，

六 高速公路AcrelEMS-HIW平臺

1大平臺首頁

項目概況、設備狀態(tài)、設備分類、設備信息、分類、統(tǒng)計、設備臺賬信息等。其中地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器時可以在BIM模型中預警顯示。

2 實時

實時可以查看項目名稱下的設備信息和探測器信息，探測器詳細信息包括項目名稱、所屬設備、剩余電流、溫度、三相電壓電流、DI、DO等實時狀態(tài)信息。同時具備權限的管理人員還可以對單元進行遠程復位、分合閘等操作。

3隱患管理

系統(tǒng)在產(chǎn)生或隱患后，系統(tǒng)可以針對工程人員派發(fā)工單，處理完以后工程人員能夠在系統(tǒng)中填寫相關工單任務記錄，以供歷史查詢。

4數(shù)據(jù)匯總

數(shù)據(jù)匯總菜單欄主要對平臺監(jiān)測到的所有隱患和遙控記錄進行匯總展示，隱患記錄可以選擇曲線或者表格形式。

5手機APP

通過手機APP，在手機上實時查看項目信息。

七 總結

目前，很多行業(yè)并沒有對配電安全引起高度重視。隨著電氣火災產(chǎn)品性能的不斷完善，電氣火災系統(tǒng)也會越來越突出其產(chǎn)品特性，將發(fā)揮重要作用。

參考文獻

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[2]安科瑞電氣股份有限公司

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版

[4]吳蕩儒.電氣火災系統(tǒng)在高速公路的應用  [J] 2019(12)-0048-03