摘要：本文简述了电气火灾监控系统的组成原理，分析了电气火灾监控系统在应用中的设计依据和相关规范。通过安科瑞剩余电流式电气火灾监控系统在海底捞实业有限公司（练塘厂房）的实例介绍，阐述了电气火灾监控系统功能的实现及其重要意义。
关键词： 电气火灾；剩余电流式电气火灾监控探测器；监控系统；Acrel-6000/B；海底捞实业有限公司。
0 概述
海底捞餐饮股份有限公司成立于1994年，是一家以经营川味火锅为主，融会各地火锅特色于一体的大型跨省直营餐饮民营企业。经十九年，公司已发展成为在北京、上海、西安、郑州、天津、南京、杭州、深圳等全国16个城市拥有75家直营店。现拥有员工15000余人。海底捞的六大配送中心以规模化的生产能力和成本管理提供了获取大程度 营业额和利润的可能。
海底捞实业有限公司（练塘厂房）项目为一项工业项目，建筑面积为34,572平方米，包括：3栋2层高的局部钢结构的厂房及1栋3层高的无装修的宿舍楼。本电气火灾监控系统作为一种预报警系统，可提前对漏电流进行报警，避免由于漏电引发的电气火灾。一旦投入使用将保障该厂房的用电安全，减少电气安全事故的发生。
海底捞实业有限公司（练塘厂房）现场共有ARCM200L-J8剩余电流式火灾探测器8只，安装于变电所馈线柜出线处。现场火灾探测器采用总线方式接至厂房内消控中心的Acrel-6000/B壁挂式电气火灾监控系统，距离有400米。
1 参考标准
近年来，国家为了加大电气火灾监控防范的力度，相继制订或修改了一批相关标准规范，加强对电气火灾的预防。主要有：
(1)．是GB50045-95(2005版)《高层民用建筑设计防火规范》，其中在条文9.5.1里规定:高层建筑内火灾危险性大、人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。
(2)．是GB50016-2006《建筑设计防火规范》，在条文11.2.7里规定:下列场所宜设置剩余电流动作电气火灾监控系统。这些场所包括各种类型的影剧院、馆所、仓库、住宅小区、医院、商店、学校等等。
(3)．国家标准《建筑电气火灾预防要求和检测方法》有关条文也明确要求“应在电源进线端设置自动切断电源或报警的剩余电流动作保护器”。
(4)．电气火灾监控系统的产品应满足:GB14287.1-2005《电气火灾监控设备》、 GB14287.2-2005《剩余电流式电气火灾监控探测器》、GB14287.3-2005《测温式电气火灾监控探测器》
(5)．电气火灾监控系统的安装和运行应满足GB13955-2005《剩余电流动作保护装置安装和运行》
(6)．电气火灾监控系统的供电应满足GB50052《供配电系统设计规范》的要求
(7)．电气火灾监控系统的设计应满足《电气火灾监控系统的设计方法》的要求(暂行规定)
2 系统组成
根据国家标准GB14287-2005《电气火灾监控系统》以及相关规范《电气火灾监控系统的设计方法》(暂行规定)，则电气火灾监控系统的基本组成应包括：电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器以及测温式电气火灾监控探测器等三个基本产品种类所组成。
剩余电流式电气火灾监控系统采用分层分布式结构，由站控管理层、网络通讯层和现场设备层组成。各电气火灾监控探测器通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入通讯服务器，然后通过五类线TCP/TP协议进入工业交换机，然后通过光缆到达监控主机。
3 系统组网结构
1）站控管理层
站控管理层针对电气火灾监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口，也是系统的上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备，如触摸屏、UPS电源等组成。监测系统软件对现场各类数据信息计算、分析、处理，并以图形、数显、声音、指示灯等方式反应现场运情况。
监控主机：用于数据采集、处理和数据转发。为系统内或外部提供数据接口，进行系统管理、维护和分析工作。
UPS：保证计算机监测系统的正常供电，在整个系统发生供电问题时，保证站控管理层设备的正常运行。
后台监控设备设置在消控中心，由于监控点位小于48个，选用Acrel-6000/B。
2）网络通讯层
通讯介质：系统主要采用屏蔽双绞线，以RS485接口，MODBUS通讯协议实现现场设备与上位机的实时通讯。
3）现场设备层
现场设备层是数据采集终端，主要为ARCM200剩余式电气火灾监控探测器。
ARCM200型剩余电流式电气火灾监控探测器，是针对 0.4kV 以下的TT、TN 系统设计的，通过对配电回路的剩余电流、导线温度、过电流、过电压等火灾危险参数实施监控和管理，从而预防电气火灾的发生。产品采用先进的微控制器技术，集成度高，体积小巧，安装方便，集智能化，数字化，网络化于一身，是建筑电气火灾预防监控、系统绝缘老化预估等的理想选择。产品符合 GB14287.2-2005《电气火灾监控系统 第2部分：剩余电流式电气火灾监控探测器》的标准要求。
现场监控设备设置在变电所的低压配电柜中，由于单个柜体内的监控回路大于4个，小于或等于8个，选用ARCM200-J8。
现场总线连接的分布式I/O控制器构成数据采集终端，向数据中心上传采集的数据。测量探测器担负着基层的数据采集任务，其监测的数据必须完整、准确并实时传送至监控主机。便于运行人员监控现场设备运行状态，故障报警等情况，预防火灾事故发生。
4 系统特点和工作原理
电气火灾监控系统的特点在于剩余电流电监控方面属于先期预报警系统。与传统火灾自动报警系统不同，电气火灾监控系统早期报警是为了避免损失，而传统火灾自动报警系统是为了减少损失。所以，这就是说为什么不管是新建或是改建工程项目，尤其是已经安装了火灾自动报警系统的单位，仍需要安装电气火灾监控系统的根本原因。
电气火灾监控系统测量剩余电流和温度两个物理量。
剩余电流测量是根据基尔霍夫电流定律：在同一时刻，电路中流入和流出一个节点的电流矢量和为零。以TN-S系统为例，将A/B/C/N同时穿过剩余电流互感器，当系统未发生漏电时，流入和流出剩余电流互感器的电流矢量和为零，此时，剩余电流互感器感应出的二次电流也为0;当某相对大地发生漏电，此时流入和流出剩余电流互感器的电流矢量和不再为零，其大小等于从大地流走的电流即漏电流。此漏电信号通过剩余电流互感器的二次接线传输至电气火灾探测器，经运算放大、A/D转换后送入CPU，经过一系列算法后，对变化的幅值进行分析、判断，并与报警设定值进行比较，若超出定值则发出声光报警信号并上送至后台电气火灾监控设备。
温度测量采用温度传感器，一般采用Pt100传感器进行测量。该种类型的温度传感器测温稳定、量程范围大，适合在现场监测线缆温度和环境温度使用。当温度发生变化时，Pt100自身阻值发生同比例变化，将该电阻信号传输到电气火灾探测器，经过一系列信号转化和运算后，将结果同温度报警定值进行比较，若超出定值则发出声光报警信号并上送至后台电气火灾监控设备。
5 系统参数的配置
5.1 报警值设置范围
依据国家标准GB14287.2-2005中的规定，剩余电流式电气火灾监控探测器的报警值设置范围在20~1000mA之间。按此要求，一般把电源总进线处的剩余电流动作值定为400~800mA，电源分支线路上的剩余电流动作值定为100~400mA.一般在实际现场，设置剩余电流式电气火灾监控探测器的报警值，具体地说应不小于被保护电气线路和设备的正常运行时泄漏电流最大值的2倍，且不大于1000mA。电气火灾探测器的报警设定值应考虑配电系统及用电设备的正常泄漏电流。
5.2 关于电缆温升报警设定参考，根据《电力电缆设计规范》对电缆有关温度的规定
(1)60℃以上高温场所应按经受高温及其持续时间和绝缘类型要求，选用耐热聚氯乙烯、交联聚乙烯或乙丙橡皮绝缘等耐热型电缆100℃以上高温环境宜选用矿物绝缘电缆。高温场所不宜选用普通聚氯乙烯绝缘电缆。
(2)电缆持续允许载流量的环境温度应按使用地区的气象温度多年平均值确定，并应符合规定。在户内电缆沟敷设时，环境温度为场所最热月的日最高温度平均值另加5℃.
(3)电缆所承受温升与敷设及散热条件有关。