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AFPM型消防設備電源監控系統

1、概述

1.1消防設備電源監控系統設置必要性

    現代建筑內部，消防報警、防火、滅火系統種類繁多，并分布在建筑內的各個角落。當災情發生的時候，消防設備能否處于正常的工作狀態，直接關系到人民生命財產安全是否得到及時保全。因設備老化、電力中斷造成監控設備與防火設備的工作中斷，延誤了火災的控制，而發生的悲劇屢見不鮮。因此，針對消防設備電源的監測系統便應運而生，對各類消防設備的工作狀態進行有效監控。

    消防控制室既是建筑自動消防設施運行管理的監控中心亦是社會單位撲救初期火災的應急指揮中心。關系到能否有效預防火災，以及一旦發生火災能否有效控制初期火災并把損失降到*低。確保一旦發生火災，自動消防設施能夠正常運行，對于保證建筑物內的消防安全具有極其重要的作用。建筑物的消防安全很大程度上又取決于消防設備的好壞，而消防控制室內的火災報警系統以及相關的消防聯動設備能否正常工作又取決于消防設備的供電電源能否正常有效的工作。一直以來，因消防設備電源失控造成消防設備失靈，致使火災蔓延的事情屢有發生，特別是在供電緊張、設備質量不佳、安全意識淡薄時，這一問題顯得尤為突出。

    AFPM消防設備電源監控系統可有效降低消防設備供電電源的故障發生率，確保消防設備的正常工作，從而為在火災情況下消防設備的正常運行、人員的疏散和營救提供有力的技術保障，AFPM消防設備電源監控系統將為消防設備“保駕護航”，起到有效保障人民生命和國家財產安全的積極作用。

1.2消防設備電源監控系統設計依據

    GB25506-2010《消防控制室通用技術要求》

    GB28184-2011《消防設備電源監控系統》

    GB50116-2013《火災自動報警系統設計規范》

1.3 AFPM消防設備電源監控系統簡介

    AFPM系列消防設備電源監控系統能夠對消防設備的電源進行實時監控，通過檢測消防設備電源的電壓、電流、開關狀態等有關設備電源信息，從而判斷電源設備是否有斷路、短路、過壓、欠壓、缺相、錯相以及過流（過載）等故障信息并實時報警、記錄的監控系統。此系統具有可靠性、實時性并具有數字化、智能化、網絡化、自動化和連續監控的特性。實時反映出被監控設備電源的狀況，并集中顯示，從而可以有效避免在火災發生時，消防設備由于電源故障而無法正常工作的危急情況，*大限度的保障消防聯動系統的可靠性。

    AFPM消防設備電源監控系統采用集中供電方式，通過監控器給現場傳感器提供DC24V安全電壓，有效保證系統的穩定性和安全性。可廣泛應用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業、國家重點消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領域。

    AFPM消防設備電源監控系統由消防設備電源狀態監控器（區域分機）、傳感器、中繼器、系統主機和配套附件組成。

2、AFPM100消防設備電源狀態監控器

2.1工作電源

   ●主電源：AC220V 50Hz（允許85%~110%范圍內變化）,額定輸出功率：180W

   ●備用電源：主電源低電壓或停電時，維持監控設備工作時間≥8h

   ●監控器為連接的傳感器提供DC24V電源

2.2工作制和傳輸方式

    24小時工作制，Modbus-RTU通訊協議，RS485半雙工總線方式，傳輸距離超過500m(可通過中繼器延長通訊傳輸距離)。

2.3主要參數及組成部件

   AFPM100消防設備電源狀態監控器為壁掛式安裝方式，其主要功能及組成部件如下：

   ●監控容量：≤128點（加中繼器≤256點）

   ●顯示方式：點陣液晶

   ●輸入輸出模塊：內置遠程智能I/O模塊

   ●聲光報警模塊：內置喇叭，蜂鳴器，LED指示燈

   ●備用電源：DC24V,24Ah

2.4監控器面板元件布置及功能說明

圖1 監控器面板元件布置及功能說明

2.5軟件監控畫面

 圖2 監控器軟件監控畫面      

2.6接線示意圖

 圖3 監控器接線示意圖

3、傳感器

3.1傳感器選型

表1 傳感器選型一覽表

3.2傳感器介紹

3.2.1 單相電源監控模塊

3.2.1.1 功能

 ●實時監測一路單相交流電壓/電流、一路直流電壓/電流、或兩路單相交流電壓；

 ●具有過壓、欠壓、過流（僅限具有電流檢測產品）報警；

 ●提供一路或兩路（僅限監控兩路單相交流電壓產品）開關量輸入功能，可監測開關狀態；

 ●提供一路繼電器輸出，可連接報警控制回路；

 ●具有事件存儲功能，報警器能夠記錄報警發生的時間、類型、參數，根據報警記錄可以分析現場情況，為消除故障提供依據；

 ●采用現場總線通訊技術，上位機管理軟件可以時刻監控現場的運行情況，及時發現報警信息。通過RS485接口，標準MODBUS協議可以與各種標準系統相連；

 ●集成度高，網絡化，智能化程度高，動作特性合理。                                                                                         

3.2.1.2 技術參數

表2 單相電源監控模塊技術參數

3.2.1.3 外形及安裝尺寸（mm）

圖5 單相電源監控模塊外形及安裝尺寸

3.2.1.4 接線端子

圖6 單相電源監控模塊接線端子

3.2.2 三相電源監控模塊

圖7 三相電源監控模塊

3.2.2.1 功能

   ●實時監測一路三相交流電壓/電流、或兩路三相電壓；

   ●具有過壓、欠壓、缺相、錯相、過流（僅限具有電流檢測產品）報警；

   ●提供一路或兩路（僅限監控兩路三相交流電壓產品）開關量輸入功能，可監測開關狀態；

   ●提供一路繼電器輸出，可連接報警控制回路；

   ●具有事件存儲功能，報警器能夠記錄報警發生的時間、類型、參數，根據報警記錄可以分析現場情況，為消除故障提供依據；

   ●采用現場總線通訊技術，上位機管理軟件可以時刻監控現場的運行情況，及時發現報警信息。通過RS485接口，標準MODBUS協議可以與各種標準系統相連；

   ●集成度高，網絡化，智能化程度高，動作特性合理。

3.2.2.2 技術參數

表3 三相電源監控模塊技術參數

3.2.2.3 外形及安裝尺寸（mm）

圖8 三相電源監控模塊外形及安裝尺寸

3.2.2.4 接線端子

圖9 三相電源監控模塊接線端子

3.2.3 開關量模塊

圖10 開關量模塊

3.2.3.1 功能

   ●提供兩路或六路開關量輸入功能，可監測開關狀態；

   ●提供一路或兩路繼電器輸出，可連接報警控制回路；

   ●具有事件存儲功能，報警器能夠記錄報警發生的時間、類型、參數，根據報警記錄可以分析現場情況，為消除故障提供依據；

   ●采用現場總線通訊技術，上位機管理軟件可以時刻監控現場的運行情況，及時發現報警信息。通過RS485接口，標準Modbus協議可以與各種標準系統相連；

   ●集成度高，網絡化，智能化程度高，動作特性合理。

3.2.3.2 技術參數

表4 開關量模塊技術參數

3.2.3.3 外形及安裝尺寸（mm）

圖11 開關量模塊外形及安裝尺寸

3.2.3.4 接線端子

圖12 開關量模塊接線端子

4、中繼器

圖13 中繼器

4.1工作電源

   ●主電源：AC220V 50Hz（允許85%～110%范圍內變化）,額定輸出功率：180W

   ●備用電源：主電源低電壓或停電時，維持中繼器工作時間≥8h

   ●中繼器為連接的電壓/電流信號傳感器提供DC24V電源

4.2工作制和傳輸方式

   24小時工作制，Modbus-RTU通訊協議，RS485半雙工總線方式。

4.3主要參數及組成部件

   中繼器為壁掛式安裝方式，其主要功能及組成部件如下：

   ●監控容量：≤32點

   ●備用電源：DC24V，7Ah

   ●工作環境：工作溫度-0℃～+40℃，存儲溫度-20℃～+70℃，相對濕度≤95%,無結露，海拔高度：≤2500m，污染等級：Ⅲ級，安裝類別：Ⅲ級

   ●外殼防護等級：IP51

4.4功能說明

   AFPM-ZJQ消防設備電源監控中繼器（以下簡稱中繼器）適用于監控器（主機）和現場傳感器（監控模塊）通訊距離較遠的系統。中繼器不但可以增加系統的通訊距離，而且可以為連接的現場傳感器（監控模塊）供電，解決由于距離遠而產生的通訊信號和電源輸出的衰減。中繼器通過通訊總線將連接的現場模塊及中繼器的電源信息傳送到監控器（主機）。

4.5內部端子接線圖

   中繼器接線端子置于主機柜內，有8個單排接線端子，其端子接線圖如下圖所示。其中接線端子的接線方式是從上端接線，結合圖示仔細接線。

圖14 中繼器內部端子接線圖

各端子的功能如表5所示。

表5 中繼器內部各端子功能

圖15 系統主機

   主要組成部件如表6所示。

   表6 系統主機主要組成部件

6、配套附件

6.1 AKH-0.66 I型電流互感器

 

圖16 AKH-0.66I型電流互感器外形及尺寸

6.2 霍爾電流傳感器

圖17 霍爾電流傳感器外形及尺寸

6.3 交流電流互感器及霍爾電流傳感器技術參數

表7 交流電流互感器及霍爾電流傳感器技術參數

互感器分類	交流電流互感器AKH-0.66-□								霍爾電流傳感器
配電回路連接方式	銅牌連接								HCS-TKC50-BR5
互感器規格	40-I								50A
額定工作電流等級	15/5	20/5	25-30/5	40-60/5	75-100/5	150/5	200-450/5	500-800/5
母排/線纜規格（mm）/根數	/				40*10/1
電纜*大外徑（mm）	Ø30								20*10
安裝方式	直片固定				直片固定/單片壓疊固定				螺絲固定

    注：電流互感器的額定電流等級，應大于或等于配電回路保護電器的整定電流值。實際應用中應確保所有線纜或銅排穿過互感器。

圖18 互感器穿線示意圖

7、系統組網方案

7.1 中小型監控系統組網

7.1.1 小型單體建筑（不加中繼器）

圖19 小型單體建筑（不加中繼器）監控系統組網

7.1.2 中型單體建筑（加中繼器）

圖20 中型單體建筑（加中繼器）監控系統組網

7.2 大型監控系統組網

圖21 大型監控系統組網

8 、系統的設計與應用

8.1 系統設計目標

    AFPM消防設備電源監控系統故障報警后，及時排除故障隱患，從而有效監測由消防設備電源發生過壓、欠壓、缺相和錯相等故障引發的消防設備不工作隱患，保障消防設備供電電源的穩定可靠運行；AFPM消防設備電源監控系統的設計布局可分為全面分級監測或選點覆蓋監測兩種方法，全面分級縱深覆蓋保護可取得*好的監測效果。

8.2 系統設計規程

8.2.1 一般規定

8.2.1.1 消防設備電源監控系統產品應符合國家標準GB28184-2011《消防設備電源監控系統》的規定，必須獲得國家消防電子產品質量監督檢驗中心出具的產品型式檢驗報告；

8.2.1.2 應根據電氣線路敷設和消防用電設備具體情況，確定傳感器的形式與規格；

8.2.1.3 大型建筑或建筑群宜采用分散與集中相結合的控制方式，即在各消防控制室或有人值班場所設置監控器，同時將各監控器的消防設備電源工作狀態及欠壓報警信息上傳至主消防控制中心的系統主機，統一管理、監測及顯示信息；

8.2.1.4 每臺監控器所配接傳感器的地址總數不應超過128點，特殊情況可加中繼器擴展；其中每條總線回路地址總數不宜超過32點。

8.2.1.5 系統的設置不應影響供配電系統的正常工作。

8.2.2 設置場所

    在設有消防控制室的場所，應設置消防設備電源監控系統。

8.2.3 設置范圍

8.2.3.1 消防負荷電源

    建筑物內所有為各類消防設備供電的交流或直流電源，包括主電源和備用電源，應設置傳感器；傳感器宜設置在*末一級配電箱自動切換裝置雙電源進線處。

傳感器監測的消防負荷電源應包括但不限于下表：

表8 傳感器監測的消防負荷電源

 

8.2.3.2 正常負荷電源

    特別重要負荷、一級負荷、二級負荷宜設置傳感器；傳感器宜設置在*末一級配電箱自動切換裝置雙電源進線處。

8.2.4 設置部位

8.2.4.1 系統主機的設置

    a 大型建筑物或建筑群有多個消防控制室時，系統主機應設置在主消防控制室內；

    b 系統主機通過通訊模塊可同時管理10臺監控器；

    c 系統主機通訊容量為1×10×128=1280臺傳感器；

    d 系統主機與監控器采用RS485通訊時距離為1000米，超過1000米時采用光纖通訊。

8.2.4.2 監控器的設置

    a 設有消防控制室時，監控器應設置在消防控制室內；未設置消防控制室時，監控器應設置在有人值班的場所；

    b 監控器可輸出4個回路，電源線型號為ZR-RVS-2×1.5mm²，每個回路500米內可連接32臺傳感器；

    c 監控器通訊容量為4×32=128臺傳感器；

8.2.4.3 中繼器的設置

    a 中繼器應設置在強電豎井內；

    b 監控器至傳感器的供電距離大于500米時，應增設中繼器。

8.2.4.4 傳感器的設置

    傳感器宜設置在*末一級配電箱自動切換裝置雙電源進線處。

9、典型設計方案

9.1 系統接線示意圖

9.1.1 中小型監控系統網絡拓撲結構圖

圖22 中小型監控系統網絡拓撲結構圖

    1.模塊AFPM- 為傳感器。監控器能接收并顯示被監控消防設備電源的工作狀態和中繼器的工作狀態。

    2.傳輸距離大于500m時，需加中繼器，中繼器為現場傳感器提供DC24V電源。中繼器的AC220V電源線采用3*1.5mm²，由現場消防電源或消防監控室監控器提供。

    3.傳輸方式為RS485總線，圖中以A/B表示，其電纜屏蔽層應與監控器的保護接地可靠連接。

    4.每一種傳感器通過撥碼開關設定與監控器的通訊地址。

    5.根據工程需要在通訊線上*遠端傳感器處宜連接120Ω-10KΩ/1W匹配電阻，提高通訊穩定性。

    6.一般電源監控器有4個輸出回路，每個回路*多可直接連接32個傳感器。特殊情況下可擴展連接更多傳感器。

9.1.2 大型監控系統網絡拓撲結構圖

圖23 大型監控系統網絡拓撲結構圖

    1.系統主機*多可連接10個區域監控器，特殊情況可擴展。

    2.此系統用于建筑群或現場設備較多，需要分為多個區域的情況。

    3.每個區域監控器可直接連接128個傳感器，特殊情況可擴展。

    4.監控器供電主電源AC220V，備用電源可自帶，也可現場提供。

9.2 監控系統圖

9.2.1 消防電梯電源監控系統圖

圖24 消防電梯電源監控系統圖

9.2.2 排風兼排煙風機電源監控系統圖

圖25 排風兼排煙風機電源監控系統圖

9.2.3 消防泵房低壓配電系統圖

圖26 消防泵房低壓配電系統圖

9.2.4 消防排水（污）泵電源監控系統圖

圖27 消防排水（污）泵電源監控系統圖

9.2.6 樓層應急照明、防火卷簾電源監控系統圖

圖28 樓層應急照明、防火卷簾電源監控系統圖

9.3 監控電路圖

9.3.1 三相四線制雙電源電壓監控電路圖

圖39 三相四線制雙電源電壓監控電路圖

9.3.2 三相四線制電壓電流監控電路圖

圖30 三相四線制電壓電流監控電路圖

9.4 消防設備電源監控系統示意圖

圖31 消防設備電源監控系統示意圖

10 系統施工、安裝與調試

    系統的施工，應按照批準的工程設計文件和施工技術方案進行，不得隨意變更；確需變更設計時，應由原設計單位負責更改并經審圖機構審核批準。

10.1 布線

10.1.1 系統的布線，應符合現行國家標準GB50116《火災自動報警系統施工與驗收規范》的要求；

10.1.2 系統總線敷設后，應對每條回路的導線用500V的兆歐表測量絕緣電阻，其對地絕緣電阻不應小于20MΩ；

10.1.3 同一工程中的導線，應根據不同用途選擇不同顏色加以區分，相同用途的導線顏色應一致，電源線正極應為紅色，負極應為藍色或黑色；

10.1.4 系統總線采用通訊線ZR-RVSP-2×1.0mm²+電源線ZR-RVS-2×1.5mm²穿SC20同管敷設。

10.2 監控器/中繼器的安裝

10.2.1 監控器/中繼器壁掛安裝時，其底邊距地面高度宜為1.3m～1.5m,其靠近門軸的側面距墻不應小于1.2m；落地安裝時，其底邊宜高出地面0.1m～0.2m；

10.2.2 引入監控器/中繼器的電纜或導線，電纜芯線和所配導線的端部均應標明編號，并與圖紙一致，字跡清晰不易褪色；

10.2.3 監控器和系統主機安裝在消防控制室內；中繼器安裝在強電豎井內。

10.3 傳感器的安裝

10.3.1 所有傳感器均由配電柜成套廠家安裝于相應被監測電源的配電柜（箱）內；

10.3.2 傳感器的安裝不應破壞被監測線路的完整性；

10.3.3 傳感器采用35mm標準導軌安裝。

10.4 調試

10.4.1 系統的調試，應由建設（監理）單位組織，施工單位具體實施，應在施工安裝結束并在質量驗收合格后進行；

10.4.2 調試前應具備下列技術文件

10.4.2.1 系統圖，平面圖；

10.4.2.2 設備安裝技術文件；

10.4.2.3 變更設計部分的實施施工圖，變更設計的證明文件；

10.4.2.4 施工過程檢查記錄，調試記錄；

10.4.2.5 設備的使用說明、產品檢驗報告、合格證及相關材料。

10.4.3 調試負責人必須由*技術人員擔任；

10.4.4 調試時首先應做以下工作

10.4.4.1 對設備的規格、型號、數量、備品備件等按設計要求查驗；

10.4.4.2 對于系統線路出現錯線、開路、虛焊、短路、絕緣電阻小于20MΩ等問題，應采取相應的處理措施；

10.4.5 系統調試，應先分別對傳感器和監控器等逐個進行通電檢查，確認無故障報警、自檢通過后方可進行系統調試；

10.4.6 將所有經過調試合格的各項設備按系統設計連接組成完整的消防設備電源監控系統，觀察并記錄所監控電源的實時工作狀態信息；

10.4.7 系統在調試無故障后，開始系統的試運行。