論石化行業(yè)電氣安全檢測與實現(xiàn)

張士全  徐海艷

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定，201801

摘 要：介紹了石化行業(yè)火災(zāi)危險環(huán)境的特點，闡明了消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)以及電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在石化行業(yè)供配電系統(tǒng)中的必要性及功能實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)危險環(huán)境；電氣安全；電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；消防設(shè)備電源監(jiān)控

    不*統(tǒng)計全國在冊的石油化工企業(yè)已有數(shù)萬家，國家經(jīng)濟的發(fā)展、人民生活質(zhì)量的提升以及國家建設(shè)的進步都離不開石化行業(yè)所做的貢獻。然而就其本身而言也存在著眾多的安全隱患，石化行業(yè)生產(chǎn)工藝復(fù)雜，其挖掘、加工、處理及運儲過程中不可避免的會存在火災(zāi)危險物質(zhì)，而其工藝設(shè)備及生產(chǎn)管線也會因靜電而產(chǎn)生火花，容易引發(fā)爆炸的空氣混合物以及危險物質(zhì)遇到高溫、靜電火花，都有可能引發(fā)火災(zāi)及爆炸事故。基于以上環(huán)境條件，石化行業(yè)屬于易引發(fā)電氣火災(zāi)的環(huán)境，在電氣安全方面相較于其他行業(yè)有著更高的要求。

    對于特殊供電要求的負(fù)荷的詮釋為：正常工作電源因故障自行中斷或者被人為的切斷時，為保證企業(yè)的安全可靠運行而停產(chǎn)，以防現(xiàn)場引發(fā)電氣爆炸或火災(zāi)進一步蔓延，人員中毒及人員的傷亡等事故，防止事故擴大，為搶救及撤離人員，而保證正常供電的負(fù)荷。石化企業(yè)特殊供電的負(fù)荷為：通信系統(tǒng)、現(xiàn)場火災(zāi)報警設(shè)備、必要的事故照明、消防系統(tǒng)中的用電負(fù)荷。

    我司就化工企業(yè)電氣防火技術(shù)措施提出兩方面解決方案：①設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；②加強對消防電源負(fù)荷的監(jiān)控。

1、設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

    Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是我司自主研發(fā)，符合國家標(biāo)準(zhǔn)（《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第1部分：電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》）的產(chǎn)品，其主要組成部分是ARCM電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器、間隔層、計算機監(jiān)控系統(tǒng)三個部分。系統(tǒng)主要作用是實時探測被保護線路中剩余電流、溫度等易引發(fā)火災(zāi)的危險參數(shù)的變化情況,當(dāng)保護線路中的被探測參數(shù)超過預(yù)設(shè)報警值時，系統(tǒng)能發(fā)出報警信號、控制信號并指示線路報警部位，使管理者的控制引發(fā)電氣火災(zāi)的因素。

   1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    系統(tǒng)整體架構(gòu)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，主要由站控管理層、間隔層和現(xiàn)場設(shè)備層組成。

     •ARCM100-Z監(jiān)控探測器

    ARCM系列監(jiān)控探測器可測量三相電流、電壓、功率、功率因數(shù)；計量四象限電能、基波電能、視在電能；單回路剩余電流的測量和溫度的監(jiān)測；具有多路繼電器輸出，支持消防聯(lián)動的功能，采用RS485通訊接口。適用于0.4kV電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統(tǒng)。

    1.2 系統(tǒng)功能

    Acrel-6000監(jiān)控系統(tǒng)主要有以下六個功能：監(jiān)控報警、故障報警、控制輸出、自檢、報警記錄及操作分級。上位機軟件Acrel-6000電氣火災(zāi)系統(tǒng)主要有以下功能特點：友好的人機界面，可實時和定時采集現(xiàn)場設(shè)備的剩余電流數(shù)據(jù)和溫度，并有報警提示聲光報警等功能。可根據(jù)實際需要對報警溫度值、漏電流值進行設(shè)置，報警故障解除時，可遠方進行復(fù)位。統(tǒng)可對報警事件、日期、報警值、越線值進行記錄，并生成報表并可打印。系統(tǒng)提供了多級管理權(quán)措施，對不同級別的用戶賦以不同權(quán)限，從而保證系統(tǒng)在運行過程中的安全性和可靠性。

    1）現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和報警

    現(xiàn)場ARCM系列監(jiān)控探測器將現(xiàn)場采集的實時數(shù)據(jù)通過監(jiān)控系統(tǒng)上傳到如圖所示的系統(tǒng)界面。當(dāng)探測器監(jiān)測到對應(yīng)回路的剩余電流值大于預(yù)設(shè)報警值，界面中的對應(yīng)報警單元狀態(tài)顏色發(fā)生變化，有助于提醒現(xiàn)場人員對報警信息進行處理判斷。

    2）故障顯示

    動態(tài)模擬主接線圖顯示各回路的漏電狀態(tài)及分合狀態(tài)?，F(xiàn)場或控制室實現(xiàn)聲光報警，界面自動跳出漏電報警的提示信息窗口，指示漏電報警的具體位置或回路。

    3）故障及報警記錄

   監(jiān)控軟件自動生成事件記錄（包含時間、地址、報警類型等）存儲于監(jiān)控主機的硬盤中，方便運行人員查詢。

2、加強對消防電源負(fù)荷監(jiān)控

    消防安全很大程度取決于消防設(shè)備的好壞，二消防設(shè)備是否正常工作又取決于供電設(shè)備的供電電源的工作狀態(tài)，若沒有可靠的消防設(shè)備電源，關(guān)鍵時刻，消防設(shè)備形同虛設(shè)，因此確保消防設(shè)備的正常工作，能在火災(zāi)情況下為人員疏散和營救起到積作用。

    AFPM系列消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)》，消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控主機安裝在消防控制室，能夠?qū)ο涝O(shè)備的電源進行實時的監(jiān)控，通過檢測消防設(shè)備電源的電壓、電流、開關(guān)狀態(tài)等有關(guān)設(shè)備電源信息，從而判斷電源設(shè)備是否有斷路、短路、過電壓、欠電壓、缺相、錯相以及過流（過載）等故障信息并報警、記錄的監(jiān)控系統(tǒng)。此系統(tǒng)具有可靠性、實時性、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和連續(xù)監(jiān)控的特性。實時反映出被監(jiān)控設(shè)備電源的狀況，并集中顯示。石化企業(yè)內(nèi)的消防用電設(shè)備包括：消防水泵、應(yīng)急照明燈和疏散指示燈、火災(zāi)報警系統(tǒng)及聯(lián)動控制系統(tǒng)、消防用電動閥等消防設(shè)備。

    系統(tǒng)由AFPM100監(jiān)控探測器、中繼器、AFPM系列電源監(jiān)控模塊和傳輸線纜組成。

    監(jiān)控主機采用集中式、模塊化設(shè)計，配接監(jiān)控模塊，對所監(jiān)測的消防設(shè)備電源的運行信息、故障信息、位置信息等參數(shù)進行跟蹤采集、存儲、分析，方便用戶進行管理和監(jiān)控；通過人機交互界面，將消防設(shè)備電源的數(shù)據(jù)匯總顯示，具有管理、查看、報警、打印等多項功能。網(wǎng)絡(luò)zui大通信距離一般不超過500m。

   2.1 AFPM100監(jiān)控探測器

    采用24小時工作制，Modbus-RTU通信協(xié)議，RS485半雙工總線方式，傳輸距離1km（可通過中繼器延長通信傳輸距離）。并且為增強電源可靠性，在主電源（AC220V 50Hz（允許85%~110%范圍內(nèi)變化））低電壓或停電時，增設(shè)備用電源可維持監(jiān)控設(shè)備工作時間≥8h。探測器可同時為連接的模塊（電壓/電流信號傳感器）提供DC24V電源。

   其特點如下：

*  監(jiān)控容量：≤128點

*  顯示方式：320*240點陣液晶

*  輸入輸出模塊：內(nèi)置遠程I/O模塊

*  聲光報警模塊：內(nèi)置喇叭，蜂鳴器，LED指示燈

  2.2  電源監(jiān)控模塊

    監(jiān)控模塊用于在現(xiàn)場對各種消防設(shè)備的電源及設(shè)備運行狀態(tài)實時監(jiān)測并進行信息采集，具有過壓、欠壓、過流（具有電流檢測產(chǎn)品）、缺相（三相模塊）、錯相（三相模塊）報警，并具有事件存儲功能，報警器能夠記錄報警發(fā)生的時間、類型、參數(shù)，根據(jù)報警記錄可以分析現(xiàn)場情況，為故障提供依據(jù)；通過RS485接口，標(biāo)準(zhǔn)Modbus協(xié)議可以與各種標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)相連，具有集成度高、網(wǎng)絡(luò)化、智能化程度高、動作特性合理等優(yōu)點。實際應(yīng)用中可根據(jù)現(xiàn)場實際應(yīng)用需求選擇功能不同的監(jiān)控模塊。

    監(jiān)控模塊分為三大類：

    AFPM1表示單相電源監(jiān)控模塊，可監(jiān)測電源的交/直流電壓、電流；

    AFPM3表示三相電源監(jiān)控模塊，用于監(jiān)測電源的交/直流電壓、電流；

    AFPM5為開入開出監(jiān)控模塊，可監(jiān)測開關(guān)狀態(tài)，并可以連接報警控制回路。

    模塊采用標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計，導(dǎo)軌安裝，方便現(xiàn)場使用。采用高性能單片機嵌入數(shù)據(jù)采集和通信程序，實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)采集和傳輸。在各區(qū)域根據(jù)消防設(shè)備的性質(zhì)和用途設(shè)置傳感監(jiān)控模塊，負(fù)責(zé)監(jiān)視相應(yīng)區(qū)域消防設(shè)備的電源信息。監(jiān)控模塊之間采用RS485通信網(wǎng)絡(luò)連接。

    2.3 中繼器。

    中繼器適用于監(jiān)控主機和現(xiàn)場監(jiān)控模塊距離較遠的系統(tǒng)，當(dāng)傳輸距離超過500m時，采用中繼器擴展，每個中繼器可管理32個監(jiān)控模塊。中繼器不但可以增加系統(tǒng)的通信距離，而且可以為連接的現(xiàn)場監(jiān)控模塊供電，解決由于距離遠而產(chǎn)生的通信信號和電源輸出的衰減。中繼器通過通信總線將連接的現(xiàn)場監(jiān)控模塊及中繼器的電源信息傳送到監(jiān)控主機。

    本文針對石油化工行業(yè)電氣安全的特殊需求，介紹了安科瑞電氣股份有限公司憑借其的研發(fā)實力、的售前售后服務(wù)為石化企業(yè)提供配電系統(tǒng)的消防設(shè)備電源監(jiān)控、電氣火災(zāi)監(jiān)控產(chǎn)品和解決方案，以滿足建筑物電氣防火和早期報警的要求，達到遏制電氣火災(zāi)的目的，為石化企業(yè)的電氣安全保駕護航。

3、 公司簡介

    安科瑞電氣股份有限公司[股票代碼:300286.SZ]是一家為智能電網(wǎng)用戶端提供智能電力監(jiān)控、電能管理、電氣安全等系統(tǒng)性解決方案的少數(shù)幾家企業(yè)之一。

    公司自2003年6月成立以來，專注于用戶端智能電力儀表的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，產(chǎn)品線涵蓋了智能電網(wǎng)用戶端的低壓電力信號采集、測量、計量、監(jiān)控、保護及系統(tǒng)集成，主要有網(wǎng)絡(luò)電力儀表、智能馬達控制器、導(dǎo)軌式安裝電能表、電量傳感器、光伏匯流箱、有源濾波器、醫(yī)療潔凈電源柜等產(chǎn)品以及智能電力監(jiān)控與電能管理、建筑能耗分析管理、電氣火災(zāi)監(jiān)控、數(shù)據(jù)中心用電監(jiān)控、光伏電站監(jiān)控、ZigBee（物聯(lián)網(wǎng)）無線電能管理等系統(tǒng)方案。

    公司擁有嘉定區(qū)級技術(shù)中心，是高新技術(shù)企業(yè)和軟件企業(yè)。先后參與GB/T22264-2008《安裝式數(shù)字電測量儀表》、JB/T10736-2007《低壓電動機保護器》、GB/T15576-2008《低壓成套無功補償裝置》、GB/T22387-2008《剩余電流動作繼電器》等多項電力儀表國標(biāo)和行標(biāo)的起草或編制。截止到2011年12月，公司擁有授權(quán)100余項和70余項計算機軟件著作權(quán)；ACR網(wǎng)絡(luò)電力儀表列為國家新產(chǎn)品，公司被上海經(jīng)信委列為智能電網(wǎng)企業(yè)之一。

    2007年，公司在江蘇江陰的生產(chǎn)基地建成投產(chǎn)，一期工廠廠房面積10000平方米，是智能電力儀表行業(yè)中采用無鉛化SMT生產(chǎn)工藝的企業(yè)，為公司產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；瘜嵤┨峁┝吮Ｕ稀?010年3月，公司技改，將車間進行防靜電改造，使生產(chǎn)環(huán)境進一步提升，同時，在生產(chǎn)上引進MES管理系統(tǒng)，每道工序都進行條形碼掃描，使整個生產(chǎn)進度和過程都得到了控制?；緦崿F(xiàn)了無紙化管理，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了管理效率。

    安科瑞商標(biāo)和產(chǎn)品先后被評為上海市商標(biāo)和產(chǎn)品，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于上海世博工程、廣州亞運會工程、援哥斯達黎加國家體育場工程、京津高鐵電力監(jiān)控、敦煌10MW光伏示范電站、中國銀行浦東數(shù)據(jù)中心、印度50萬噸焦化等外重大項目中，贏得了較好的市場聲譽。

參考文獻：

【1】HG/T20664-1999《化工企業(yè)供電設(shè)計技術(shù)規(guī)定》.

【2】安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)解決方案.2013.1版.

【3】淺析電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及注意事項  崔玉軍，徐玉山，裴善勇

文章來源：《電氣技術(shù)》 2014年 第1期