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淺談電氣火災監(jiān)控探測器的設計與應用

瀏覽次數(shù):777更新日期:2014-10-13

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司   上海 嘉定   201801

摘要  通過對目前市場產(chǎn)品發(fā)展及應用需求的討論,介紹了一種針對家庭式zui小單元安全使用與控制電能而設計的一種具有綜合保護、小型化、經(jīng)濟型的家用式終端型電氣火災監(jiān)控產(chǎn)品—ARCM系列電氣火災監(jiān)控探測器。

關鍵詞:監(jiān)控探測器;系統(tǒng)功能;程序功能;電氣火災監(jiān)控系統(tǒng);智能電網(wǎng)

0  引 言

    電氣火災監(jiān)控探測器是作為一種預防電氣火災發(fā)生的保護類產(chǎn)品被納入消防產(chǎn)品類別。該類產(chǎn)品經(jīng)過近十年的發(fā)展與市場考驗得到了進一步充實與發(fā)展,如今電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)涵蓋六類探測器產(chǎn)品及其系統(tǒng)組網(wǎng)平臺即電氣火災監(jiān)控設備組成(如圖1所示),同類該產(chǎn)品被正式公告列入批實施強制性產(chǎn)品認證的消防類產(chǎn)品,將于2013年1月1日起納入國家3C認證產(chǎn)品目錄,可以預見這將為規(guī)范此類產(chǎn)品質(zhì)量及市場發(fā)揮積作用。

圖1 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)組成

    任何產(chǎn)品的發(fā)展源于市場價值的推動,電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)主要以電子及軟件技術為基礎,作為軟件電子產(chǎn)品具備快速升級的應用優(yōu)勢,伴隨著電子科學技術的發(fā)展及軟件開發(fā)人員技術水平的不斷提升,使得產(chǎn)品功能越來越強大,應用價值更高。當前我國家用電器保護產(chǎn)品主要以漏電、過載、短路保護功能為主。電氣保護型產(chǎn)品結(jié)合電子技術研發(fā)具備小型化、綜合功能特性將是未來電子電器(機電一體化)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢,該類產(chǎn)品即符合“高新技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)—電力系統(tǒng)信息化與自動化技術—采樣數(shù)字化、信息化技術,提高設備性能及自動化水平的技術”范疇。

1  ARCM系列電氣火災監(jiān)控探測器

1.1 功能特點

    ARCM系列電氣火災監(jiān)控探測器主要用于各區(qū)域內(nèi)信號的采集及處理,具有本地數(shù)據(jù)顯示、參數(shù)整定和聲光報警等功能,與AKH-0.66L系列剩余電流互感器配合使用。其接收到AKH-0.66L檢測到的監(jiān)測回路中的剩余電流信號后,實時處理并通過標準的MODBUS通信協(xié)議上傳至Acrel-6000監(jiān)控主機。ARCM系列監(jiān)控探測器功能齊全:有單獨剩余電流監(jiān)測功能的監(jiān)控探測器(可選1~8路);有多種功能組合的監(jiān)控探測器,可實現(xiàn)剩余電流、溫度、電流和電壓功能的多種組合;也有高度集成了火災監(jiān)控、配電監(jiān)測、電能計量三大功能于一體,并通過兩路獨立的通信端口分別為電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)及配電監(jiān)控系統(tǒng)提供可靠的實時數(shù)據(jù),減少了探測器終端數(shù)量,為用戶節(jié)省了投資,并且相同功能的監(jiān)控探測器具有多種不同安裝形式,滿足各類不同項目的應用。

1.2 結(jié)構方案

    ARCM系列電氣火災監(jiān)控探測器(如圖2所示)在實際使用中通常是將電氣火災監(jiān)控探測器連接斷路器作為執(zhí)行機構形式(如圖3所示)。

圖2 ARCM系列電氣火災監(jiān)控探測器

圖3 電氣火災監(jiān)控裝置接線示意

1.3 硬件設計

    系統(tǒng)結(jié)構圖(如圖4所示),該設計方案的電氣火災監(jiān)控探測器的功能有:LCD液晶顯示、故障自動巡檢、漏電檢測、電流檢測、電壓檢測、聲光自檢、數(shù)據(jù)可編程、實時通訊、故障記錄和查詢。外部數(shù)據(jù)采樣、顯示、控制和電源等硬件電路采用模塊型隔離設計方式,保證了信號的抗干擾性。

    系統(tǒng)功能如圖4所示,分別有電參量采集模塊、實時時鐘和掉電存儲模塊、按鍵模塊、顯示模塊、聲光報警模塊、輸出與輸入模塊和電源模塊等等。

圖4 系統(tǒng)結(jié)構框圖

1.4 軟件設計

    程序功能設計:軟件流程圖(如圖5、圖6和圖7所示),該系統(tǒng)軟件主要分成三部分,*部分為主程序部分(如圖5所示),主要負責調(diào)用相關功能子程序。部分為保護監(jiān)控子程序(如圖6所示),主要實現(xiàn)相應的保護和監(jiān)控功能。第三部分為顯示子程序(如圖7所示),主要實現(xiàn)相應的顯示功能。

    系統(tǒng)在正常上電后,預先對正常開機的初始條件進行判斷,在初始化過程中,讀取相關監(jiān)控量數(shù)據(jù),系統(tǒng)開始進行數(shù)據(jù)采集,通過濾波處理后,對監(jiān)控采集的數(shù)據(jù)進行相應的計算處理,將監(jiān)控量的數(shù)據(jù)與用戶設置的數(shù)值進行比較判斷,當監(jiān)測數(shù)據(jù)達到設定報警條件,系統(tǒng)執(zhí)行報警動作(報警動作的方式仍為用戶事先設置的數(shù)值)。

圖5 軟件流程圖1

圖6 軟件流程圖2

圖7 軟件流程圖3

 

2  電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的組成及工作原理

2.1 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的含義

    電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是指當被保護線路中的被探測參數(shù)超過報警設定值時,能發(fā)出報警信號、控制信號并能指示報警部位的系統(tǒng)。

2.2 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成

    Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)由AKH-0.66L系列剩余電流互感器、ARCM-NTC溫度傳感器、ARCM系列監(jiān)控探測器和Acrel-6000系列監(jiān)控設備等構成。系統(tǒng)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。

    本文主要討論剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng),也稱漏電火災報警系統(tǒng)。它由Acrel-6000系列監(jiān)控設備、ARCM系列監(jiān)控探測器和AKH-0.66L系列剩余電流互感器等構成(如圖8所示)。

圖8 Acrel-6000/B(壁掛式)電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

2.3 剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理

    一個電氣系統(tǒng)的輸入、輸出端電流值,當無任何損失時,其流入及流出的相量和為零,也就是無剩余電流;如果這個電氣系統(tǒng)有電流泄漏,這個系統(tǒng)的電流相量和就不為零,對外有了泄漏電流,系統(tǒng)中便產(chǎn)生了剩余電流。剩余電流是由AKH-0.66L系列剩余電流互感器檢測出的,AKH-0.66L系列剩余電流互感器將信息傳送到ARCM系列監(jiān)控探測器里,經(jīng)放大、A/D轉(zhuǎn)換、CPU對變化的幅值進行分析、判斷,并與報警設定值進行比較,一旦超出設定值則發(fā)出報警信號,同時也傳送到Acrel-6000系列監(jiān)控設備中,再經(jīng)監(jiān)控設備進一步識別、判定,當確認可能會發(fā)生火災時,監(jiān)控設備發(fā)出火災報警信號,點亮報警指示燈,發(fā)出報警聲響,同時在液晶顯示屏上顯示火災報警等信息。值班人員則根據(jù)以上顯示的信息,迅速到事故現(xiàn)場進行檢查處理,并將報警信息發(fā)送到集中控制臺。

3 主要表計功能及選型方案

    主要表計功能及選型方案如圖9所示。

圖9 主要表計功能及選型方案

4  結(jié) 語

    隨著我國智能電網(wǎng)的發(fā)展,如今保護預防性電氣火災監(jiān)控產(chǎn)品也將不僅僅應用在高層樓宇設計之中,它必將融入家用電氣安防領域。本文研究的ARCM系列電氣火災監(jiān)控探測器,以民用電氣安全為設計出發(fā)點,在保證軟件穩(wěn)定性前提下,除檢測電路外,盡量簡化電路,達到功能與成本*化設計,去除了電氣火災監(jiān)控產(chǎn)品價格昂貴的劣勢。此外,該系統(tǒng)設有通訊功能,應用上位機軟件,可對多個火災探測器進行組網(wǎng),為電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)普及到家庭提供了可能。

參考文獻

[1] DB34/T855-2008,《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設計、施工及驗收規(guī)范》

[2] 安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品選型手冊2013.1版.

作者簡介:

徐霜,女,工學碩士,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為電氣安全

 

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