1、 概述

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)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?，F(xiàn)場規(guī)模大，人員集中，用電負(fù)荷大，配電線路多，功能復(fù)雜，加之現(xiàn)場照明燈具、音響設(shè)備較多，消防安全管理稍有疏忽就有可能發(fā)生火災(zāi)，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(zāi)的發(fā)生，是一項非常艱巨的任務(wù)。

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(shè)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(jī)、變壓器等。在亞運會開閉幕式當(dāng)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(jī)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(shè)置一個漏電火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)工作站，實現(xiàn)對本變配電房各運行設(shè)備的運行狀態(tài)的檢測、預(yù)警，故障分析、統(tǒng)計輸出及被保護(hù)電氣線路的報警、監(jiān)視、控制及管理。在看臺設(shè)備監(jiān)控中心設(shè)一個中央控制室，系統(tǒng)服務(wù)器和主管理工作站設(shè)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(zāi)發(fā)生的原因分析

從電氣火災(zāi)統(tǒng)計資料看，近年來引發(fā)電氣火災(zāi)的主要原因是漏電[1]、短路、過負(fù)荷、接觸不良、靜電、雷電、誤操作及電氣設(shè)備故障等。其中，漏電、短路、過負(fù)荷為主要原因。在各類電氣火災(zāi)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(shè)距離遠(yuǎn)，加之用電時間集中，用電量大，高熱光源多，用電設(shè)備復(fù)雜，用電負(fù)荷不穩(wěn)定等，很容易引發(fā)電氣火災(zāi)。根據(jù)現(xiàn)場的用電特點，發(fā)生電氣火災(zāi)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(yán)重潮濕，斷路器雖未合閘，但其上的刀開關(guān)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(dá)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(jìn)一步遭損，而造成相對地短路（若不使用剩余電流動作保護(hù)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(zāi)。

l 線路實際載流量超過設(shè)計載流量

  電線電纜可能超負(fù)荷運行。由于導(dǎo)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(dǎo)線產(chǎn)生的溫度超過其允許最高溫度值時，會導(dǎo)致加速絕緣層的老化，甚至熔化短路或燃燒，引發(fā)火災(zāi)事故。

l 中性線斷裂引起電器設(shè)備燒毀

因裝設(shè)馬虎、受風(fēng)雨侵襲或某些機(jī)械原因使中性線中斷；一些非線性負(fù)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(fù)載不平衡，N線的電流最大可達(dá)2倍多額定電流；N線的截面積設(shè)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(hù)不當(dāng)，則電氣設(shè)備絕緣受損，引起單相設(shè)備燒壞，產(chǎn)生電氣火災(zāi)。

4、 Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在亞運會開閉幕式的應(yīng)用
結(jié)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(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)的最新發(fā)展技術(shù)，對整個島內(nèi)的供配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理，結(jié)合電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)平臺，準(zhǔn)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(dāng)線路中漏電、電流、溫度發(fā)生異常達(dá)到預(yù)警值，可馬上發(fā)出報警信號并準(zhǔn)備報出故障點，電氣專業(yè)人員可及時排查電氣火災(zāi)隱患，不讓線路帶故障及異常運行，可以有效的保護(hù)用電設(shè)備。

4.1系統(tǒng)拓展圖

 

系統(tǒng)整體架構(gòu)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，主要由監(jiān)控設(shè)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(shè)備與探測器之間的連接線斷路、短路及設(shè)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(quán)限對低權(quán)限的添加與刪除功能。

4.2軟件設(shè)計參照的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)

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

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

l GB13955-2005               《剩余電流保護(hù)裝置與運行》

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

l GB25506-2010               《消防控制通用技術(shù)要求》

4.3設(shè)備參數(shù)列表