电气火灾监控系统在亚运会开闭幕式的应用

1、 概述

近年来，随着经济不断发展，户外大型活动的不断增多，户外舞台在实际生活中使用频率较高。现场规模大，人员集中，用电负荷大，配电线路多，功能复杂，加之现场照明灯具、音响设备较多，消防安全管理稍有疏忽就有可能发生火灾，造成大量人员伤亡。2010年广州第十六届亚运会将是一次规模空前的体育盛会，如何保障亚运会开闭幕式的安全成功举行及有效地防止电气火灾的发生，是一项非常艰巨的任务。

2、 项目介绍

广州亚运会开闭幕式在海心沙岛举，海心沙岛位于广州市珠江内江心沙洲，在珠江北主航道上。整个岛内的供电由现场发电以及广州市供电局供电两部分组成，整个配电设施全部位于舞台下方的地下空间，包括四个配电区域，分别是：（1#）综合变配电房、舞台（2#）综合变配电房、地下空间（3#）综合变配电房、舞台（4#）综合变配电房，每个配电房包括10KV高压配电柜、直流屏、0.4KV低压配电柜、发电机、变压器等。在亚运会开闭幕式当晚，所有涉及表演、喷泉、音响等重要回路全部由现场发电机供电，其余看台、照明等由广州市供电局供电。

　　作为洲际大赛的开闭幕式会场，其对供配电系统的稳定性，安全性要求极高。因此，在每个综合变配区域设置一个漏电火灾监控系统工作站，实现对本变配电房各运行设备的运行状态的检测、预警，故障分析、统计输出及被保护电气线路的报警、监视、控制及管理。在看台设备监控中心设一个中央控制室，系统服务器和主管理工作站设于该中央控制室，所有变配电房电力参数通过光纤传输至中央控制室。

3、 电气火灾发生的原因分析

从电气火灾统计资料看，近年来引发电气火灾的主要原因是漏电[1]、短路、过负荷、接触不良、静电、雷电、误操作及电气设备故障等。其中，漏电、短路、过负荷为主要原因。在各类电气火灾中，电线电缆故障占的比例较大。开幕式现场由于场地大，岛上环境潮湿、电线电缆敷设距离远，加之用电时间集中，用电量大，高热光源多，用电设备复杂，用电负荷不稳定等，很容易引发电气火灾。根据现场的用电特点，发生电气火灾的原因归纳起来主要有以下几个方面。

l 安装环境潮湿

安装断路器的场所严重潮湿，断路器虽未合闸，但其上的刀开关因疏忽合上，则在断路器电源端的相间（如连接为裸铜排）因布满水汽，引起相间击穿而短路，配电箱被烧。

l 漏电

因绝缘受损或线路对地电容大，相对产生泄漏电流。如泄漏电流达300mA（对额定电流为40A的线路，泄漏电流是100mA）,故障处的消耗功率约为20W，时间延续2h，将使绝缘进一步遭损，而造成相对地短路（若不使用剩余电流动作保护器RCD，而使用熔断器或小型断路器动作）。时间略长，引起火花放电，酿成火灾。

l 线路实际载流量超过设计载流量

  电线电缆可能超负荷运行。由于导线本身具有电阻，通过电流时就会发热，即通过的电流量越大，发热量就越大，如果电流通过导线产生的温度超过其允许最高温度值时，会导致加速绝缘层的老化，甚至熔化短路或燃烧，引发火灾事故。

l 中性线断裂引起电器设备烧毁

因装设马虎、受风雨侵袭或某些机械原因使中性线中断；一些非线性负荷（如舞台调光用晶闸管、电子整流器等）的三次谐波很大，最大将超过30%额定电流，加上三相负载不平衡，N线的电流最大可达2倍多额定电流；N线的截面积设计为1/2甚至1/3相线截面积，使N线极烧断。中性线断裂后，如保护不当，则电气设备绝缘受损，引起单相设备烧坏，产生电气火灾。

4、 Acrel-6000电气火灾监控系统在亚运会开闭幕式的应用
结合开闭幕式举行场地海心沙岛的环境特点及现场要求，本项目选用Acrel-6000电气火灾监控系统，充分利用了现代电子技术、计算机技术、计算机网络技术、现场总线技术的最新发展技术，对整个岛内的供配电系统进行分散数据采集和集中监控管理，结合电气火灾监控系统平台，准确、全天候地联网监测线路中的漏电、电流、温度等变化，当线路中漏电、电流、温度发生异常达到预警值，可马上发出报警信号并准备报出故障点，电气专业人员可及时排查电气火灾隐患，不让线路带故障及异常运行，可以有效的保护用电设备。

4.1系统拓展图

 

系统整体架构采用分层分布式结构，主要由监控设备、监控探测器等组成。系统主要实现功能：

u 实现对监控单元分合闸的监测，采用声光报警方式显示。

u 实时监控设备与探测器之间的连接线断路、短路及设备主电源欠压、过压的报警，发出与监控报警有明显区别的声光故障报警信号。

u 可实现自检功能，检测通信线路连接状态。

u 具备报警记录功能，可查看故障事件类型、发生时间以及故障描述。

u 具备高权限对低权限的添加与删除功能。

4.2软件设计参照的标准和依据

l GB14287-2005               《电气火灾监控系统》

l GB50045-95（2005版本）    《高层民用建筑设计防火规范》

l GB13955-2005               《剩余电流保护装置与运行》

l GB50016-2006               《建筑设计防火规范》

l GB25506-2010               《消防控制通用技术要求》

4.3设备参数列表