1、 概述

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，戶外大型活動(dòng)的不斷增多，戶外舞臺(tái)在實(shí)際生活中使用頻率較高。現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(yùn)會(huì)將是一次規(guī)模空前的體育盛會(huì)，如何保障亞運(yùn)會(huì)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(xiàng)非常艱巨的任務(wù)。

2、 項(xiàng)目介紹

廣州亞運(yùn)會(huì)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(gè)島內(nèi)的供電由現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電以及廣州市供電局供電兩部分組成，整個(gè)配電設(shè)施全部位于舞臺(tái)下方的地下空間，包括四個(gè)配電區(qū)域，分別是：（1#）綜合變配電房、舞臺(tái)（2#）綜合變配電房、地下空間（3#）綜合變配電房、舞臺(tái)（4#）綜合變配電房，每個(gè)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(yùn)會(huì)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(chǎng)發(fā)電機(jī)供電，其余看臺(tái)、照明等由廣州市供電局供電。

　　作為洲際大賽的開閉幕式會(huì)場(chǎng)，其對(duì)供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，安全性要求極高。因此，在每個(gè)綜合變配區(qū)域設(shè)置一個(gè)漏電火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)工作站，實(shí)現(xiàn)對(duì)本變配電房各運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)、預(yù)警，故障分析、統(tǒng)計(jì)輸出及被保護(hù)電氣線路的報(bào)警、監(jiān)視、控制及管理。在看臺(tái)設(shè)備監(jiān)控中心設(shè)一個(gè)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(jì)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(chǎng)由于場(chǎng)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(shí)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(chǎng)的用電特點(diǎn)，發(fā)生電氣火災(zāi)的原因歸納起來主要有以下幾個(gè)方面。

l 安裝環(huán)境潮濕

安裝斷路器的場(chǎng)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(duì)地電容大，相對(duì)產(chǎn)生泄漏電流。如泄漏電流達(dá)300mA（對(duì)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(shí)間延續(xù)2h，將使絕緣進(jìn)一步遭損，而造成相對(duì)地短路（若不使用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器RCD，而使用熔斷器或小型斷路器動(dòng)作）。時(shí)間略長(zhǎng)，引起火花放電，釀成火災(zāi)。

l 線路實(shí)際載流量超過設(shè)計(jì)載流量

  電線電纜可能超負(fù)荷運(yùn)行。由于導(dǎo)線本身具有電阻，通過電流時(shí)就會(huì)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(shí)，會(huì)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(tái)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(jì)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(yùn)會(huì)開閉幕式的應(yīng)用
結(jié)合開閉幕式舉行場(chǎng)地海心沙島的環(huán)境特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)要求，本項(xiàng)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(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的最新發(fā)展技術(shù)，對(duì)整個(gè)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(tái)，準(zhǔn)確、全天候地聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)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(bào)警信號(hào)并準(zhǔn)備報(bào)出故障點(diǎn)，電氣專業(yè)人員可及時(shí)排查電氣火災(zāi)隱患，不讓線路帶故障及異常運(yùn)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(cè)器等組成。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)功能：

u 實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控單元分合閘的監(jiān)測(cè)，采用聲光報(bào)警方式顯示。

u 實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備與探測(cè)器之間的連接線斷路、短路及設(shè)備主電源欠壓、過壓的報(bào)警，發(fā)出與監(jiān)控報(bào)警有明顯區(qū)別的聲光故障報(bào)警信號(hào)。

u 可實(shí)現(xiàn)自檢功能，檢測(cè)通信線路連接狀態(tài)。

u 具備報(bào)警記錄功能，可查看故障事件類型、發(fā)生時(shí)間以及故障描述。

u 具備高權(quán)限對(duì)低權(quán)限的添加與刪除功能。

4.2軟件設(shè)計(jì)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(jì)防火規(guī)范》

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

l GB50016-2006               《建筑設(shè)計(jì)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