電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在亞運會開閉幕式的應用

1、 概述

近年來，隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展，戶外大型活動的不斷增多，戶外舞臺在實際生活中使用頻率較高。現(xiàn)場規(guī)模大，人員集中，用電負荷大，配電線路多，功能復雜，加之現(xiàn)場照明燈具、音響設備較多，消防安全管理稍有疏忽就有可能發(fā)生火災，造成大量人員傷亡。2010年廣州第十六屆亞運會將是一次規(guī)模空前的體育盛會，如何保障亞運會開閉幕式的安全成功舉行及有效地防止電氣火災的發(fā)生，是一項非常艱巨的任務。

2、 項目介紹

廣州亞運會開閉幕式在海心沙島舉，海心沙島位于廣州市珠江內(nèi)江心沙洲，在珠江北主航道上。整個島內(nèi)的供電由現(xiàn)場發(fā)電以及廣州市供電局供電兩部分組成，整個配電設施全部位于舞臺下方的地下空間，包括四個配電區(qū)域，分別是：（1#）綜合變配電房、舞臺（2#）綜合變配電房、地下空間（3#）綜合變配電房、舞臺（4#）綜合變配電房，每個配電房包括10KV高壓配電柜、直流屏、0.4KV低壓配電柜、發(fā)電機、變壓器等。在亞運會開閉幕式當晚，所有涉及表演、噴泉、音響等重要回路全部由現(xiàn)場發(fā)電機供電，其余看臺、照明等由廣州市供電局供電。

　　作為洲際大賽的開閉幕式會場，其對供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，安全性要求極高。因此，在每個綜合變配區(qū)域設置一個漏電火災監(jiān)控系統(tǒng)工作站，實現(xiàn)對本變配電房各運行設備的運行狀態(tài)的檢測、預警，故障分析、統(tǒng)計輸出及被保護電氣線路的報警、監(jiān)視、控制及管理。在看臺設備監(jiān)控中心設一個中央控制室，系統(tǒng)服務器和主管理工作站設于該中央控制室，所有變配電房電力參數(shù)通過光纖傳輸至中央控制室。

3、 電氣火災發(fā)生的原因分析

從電氣火災統(tǒng)計資料看，近年來引發(fā)電氣火災的主要原因是漏電[1]、短路、過負荷、接觸不良、靜電、雷電、誤操作及電氣設備故障等。其中，漏電、短路、過負荷為主要原因。在各類電氣火災中，電線電纜故障占的比例較大。開幕式現(xiàn)場由于場地大，島上環(huán)境潮濕、電線電纜敷設距離遠，加之用電時間集中，用電量大，高熱光源多，用電設備復雜，用電負荷不穩(wěn)定等，很容易引發(fā)電氣火災。根據(jù)現(xiàn)場的用電特點，發(fā)生電氣火災的原因歸納起來主要有以下幾個方面。

l 安裝環(huán)境潮濕

安裝斷路器的場所嚴重潮濕，斷路器雖未合閘，但其上的刀開關因疏忽合上，則在斷路器電源端的相間（如連接為裸銅排）因布滿水汽，引起相間擊穿而短路，配電箱被燒。

l 漏電

因絕緣受損或線路對地電容大，相對產(chǎn)生泄漏電流。如泄漏電流達300mA（對額定電流為40A的線路，泄漏電流是100mA）,故障處的消耗功率約為20W，時間延續(xù)2h，將使絕緣進一步遭損，而造成相對地短路（若不使用剩余電流動作保護器RCD，而使用熔斷器或小型斷路器動作）。時間略長，引起火花放電，釀成火災。

l 線路實際載流量超過設計載流量

  電線電纜可能超負荷運行。由于導線本身具有電阻，通過電流時就會發(fā)熱，即通過的電流量越大，發(fā)熱量就越大，如果電流通過導線產(chǎn)生的溫度超過其允許最高溫度值時，會導致加速絕緣層的老化，甚至熔化短路或燃燒，引發(fā)火災事故。

l 中性線斷裂引起電器設備燒毀

因裝設馬虎、受風雨侵襲或某些機械原因使中性線中斷；一些非線性負荷（如舞臺調(diào)光用晶閘管、電子整流器等）的三次諧波很大，最大將超過30%額定電流，加上三相負載不平衡，N線的電流最大可達2倍多額定電流；N線的截面積設計為1/2甚至1/3相線截面積，使N線極燒斷。中性線斷裂后，如保護不當，則電氣設備絕緣受損，引起單相設備燒壞，產(chǎn)生電氣火災。

4、 Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在亞運會開閉幕式的應用
結合開閉幕式舉行場地海心沙島的環(huán)境特點及現(xiàn)場要求，本項目選用Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，充分利用了現(xiàn)代電子技術、計算機技術、計算機網(wǎng)絡技術、現(xiàn)場總線技術的最新發(fā)展技術，對整個島內(nèi)的供配電系統(tǒng)進行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理，結合電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)平臺，準確、全天候地聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測線路中的漏電、電流、溫度等變化，當線路中漏電、電流、溫度發(fā)生異常達到預警值，可馬上發(fā)出報警信號并準備報出故障點，電氣專業(yè)人員可及時排查電氣火災隱患，不讓線路帶故障及異常運行，可以有效的保護用電設備。

4.1系統(tǒng)拓展圖

 

系統(tǒng)整體架構采用分層分布式結構，主要由監(jiān)控設備、監(jiān)控探測器等組成。系統(tǒng)主要實現(xiàn)功能：

u 實現(xiàn)對監(jiān)控單元分合閘的監(jiān)測，采用聲光報警方式顯示。

u 實時監(jiān)控設備與探測器之間的連接線斷路、短路及設備主電源欠壓、過壓的報警，發(fā)出與監(jiān)控報警有明顯區(qū)別的聲光故障報警信號。

u 可實現(xiàn)自檢功能，檢測通信線路連接狀態(tài)。

u 具備報警記錄功能，可查看故障事件類型、發(fā)生時間以及故障描述。

u 具備高權限對低權限的添加與刪除功能。

4.2軟件設計參照的標準和依據(jù)

l GB14287-2005               《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)》

l GB50045-95（2005版本）    《高層民用建筑設計防火規(guī)范》

l GB13955-2005               《剩余電流保護裝置與運行》

l GB50016-2006               《建筑設計防火規(guī)范》

l GB25506-2010               《消防控制通用技術要求》

4.3設備參數(shù)列表