电气火灾预警监控系统
技
术
方
案
广州天赋人财光电科技有限公司
一、公司简介
广州天赋人财光电科技有限公司是一家专业致力于研究、开发、生产在线监测系统和工业信息化系统及工业自动化产品的高新技术企业。 研发生产的TFRC128-EFMP-ET01线性光纤差定温火灾预警监控系统，该系统采用先进的半导体激光技术、光纤光学滤波技术、高速光电转换、信号采集技术，自主开发研制了具有对线型电气（如电缆）设备实时温度探测的功能，而且具有长距离大空间温度场准确探测的功能，同时具有蓝牙测温式电气火灾探测器功能的TFRC128-EFMS电气火灾预警监控系统。该产品满足国家标准《线型光纤感温火灾探测器》GB/T 21197-2007消防产品强制认证，并有国家消防部门出具的型式检测报告。该产品的信号处理器（主机）可同时连接三种探测器：线型光纤式火灾探测器、蓝牙无线测温式电气火灾测器（点式），蓝牙剩余电流式火灾探测器。各种功能满足《GB 14287-1-2005》规程要求。
先进的技术、雄厚的技术力量以及精良的设备铸就了天赋人财产品的高品质、高品位。公司崇尚以市场为导向，以技术为后盾，以服务建诚信的宗旨，不断促进技术和产品革新。并以科学的管理、先进的技术、严谨的作风以及快捷、周到的服务，支持客户工作，在售前服务、售后服务、规范服务等方面真诚地向客户做出承诺。
二、系统功能
1.实时探测电气设备线型部位及各连接点处温度信息：实时在线监测被检测对象的温度和火灾状况，如电缆桥架、电缆夹层、电缆竖井、电缆隧道、变压器及开关柜中各触头、引流线、电缆头、电缆中间连接处、电容器等，由于电气设备长期运行的可靠性、接触紧密性、弹性变差等因素而形成的过热及火灾，通过该系统的实时在线监测，即可在短时间内预警电气故障、爆炸和火灾的发生；装置具有响应速度快、可靠性高、测量准确的特点，实时监控电气设备的运行温度并以图文方式在CRT实时显示及报警，输出报警信号，联动相应消防设备，同时可提供实时的各分区平均温度、在线温升变化等图文资料，为维护部门提供一手设备安全运行资料。
2.设备的安装工艺极其简单：蓝牙无线测温式电气火灾探测器，无需外接任何电源，安装方便简捷美观，以无线的方式传输，避免了在设备内部安装其它有线设备，对电气的安全毫无影响，是目前最为理想的首选点式测温装置。
3.可灵活设置多级参数报警值：可设置多级的报警值（如一级预报警阀值、二级预报警阀值，火灾报警阀值）；各个控制分区可以设定不同的响应灵敏度及定温报警值，在阀值范围内可任意选值设置；针对事故发生前温度变化率大的特点,在报警设置中可设置温度变化率阀值,实时监视探测点温度的变化，当检测到温度变化率大于该值时发出报警信号,并提供相应的报警信号输出。并且可以根据环境不同进行修正，能根据温度数据进行分析，准确判断设备故障及实际故障点，对达到预警值和越限值的检测点进行声光报警。
4.可按配电系统要求进行报警分区：线型光纤由于其具备连续性测温和报警特点，其数字化信号为线型设备的报警分区提供了更为方便的设置。
5.具有自动巡检功能：完全打破依赖人工发现温度异常的传统巡检模式，真正实现了温度/火灾/剩余电流异常的发现→信息的传送→相关设备的联动→执行结果的反馈全过程自动化。更重要的是该系统把“异常过热、剩余电流的预防”放在了首位，具备了故障早期探测报警和趋势预报功能。系统具备自检功能，能够对装置内部故障进行报警。
6.装置软件具有声光报警功能，准确报出温度探测点地址：报警方式有声、光、不同颜色的图形界面、继电器输出等形式。
7.系统软件有自动报警信息功能。自动报警时，系统软件会自动把敷设在设备上的各路光纤上及其它设备点上的实时温度数据与设置的报警温度比较，一旦发现超温，电脑屏幕会自动弹出“报警信息”窗口，提示报警的位置及其温度值。报警信息提供报警种类、光纤号、位置、温度值等信息供用户分析。具有自动和手动保存温度数据功能。
8.储存各种故障及操作试验信号，信号储存时间，大于12个月：能够对不同类型的数据进行统计、保存、查询、打印、复制。数据类型有：一级预报警数据；二级预报警数据，事故报警数据，异常温度数据，正常温度数据，日/月/年平均温度数据等。记录该时段历次巡检和预警报警状况。也可由操作人员手动生成报告文件，方便备份保存。光纤分布式温度监测系统具备安全记录功能，可储存系统运行以来的所有历史数据，提供完整的历史档案记录，可随时查询系统的工作状态。
9.目前电气设备的检修是计划检修，工程量大，花费的人力、物力、财力很高，出事率也很高。该系统能提供长期大量科学的数据，对电气设备进行状态检修，大大地节约检修费用和管理费用，降低检修事故率，提高了供电可靠性。
10.网络化管理，数据共享，在办公室就可以知道现场设备运行情况，节省了工作时间，减轻工作压力，大大地提高了工作效率。
11.为运行部门、检修部门、安监部门等提供设备运行数据和图表，使得心中有数。
12.电气设备环境温度的在线检测，可为运行部门提供环境温度对运行设备使用寿命的分析。
13.该装置除线型光纤火灾报警功能外，还采用了先进的无线射频技术及蓝牙技术，发射器发射功率不大于10dBm，接收器灵敏度不低于-100dBm，在正常数据传输的前提下，该信号强度大约是手机信号强度的万分之一或更小，与站内牵引机车及其他设备产生的电磁干扰比较非常微小（百万甚至千万分之一），完全是可以忽略不计，根本不会影响其它设备（如工业型PLC、智能I/O模块、综合电力测控仪表、通信管理器等设备）正常工作 。
三、系统特点
1、系统完整性：该系统能同时完成线型光纤测温式电气火灾探测器及无线蓝牙火灾探测器的信号处理和各项功能实现的任务，具有强大的报警监控能力和数据处理能力。
2、点式和线型同时检测：实现点式测温和线型测温双层功能，以满足台式电气设备（如变压器、开关、电容器等）和线型电气设备（如电缆）及大型空间隧道同时进行温度监测的需要。
3、差、定温双重预报：同时实现定温和差温预警、报警双重功能，使系统在任何复杂情况下都能正确工作。
4、光纤本征性：线型光纤测温式电气火灾探测器具有空间的分布性、检测的连续性和实时性、被保护设备沿线温度场的分布与连续距离坐标的对应性和火灾时的火情分析、不受电磁干扰等特点，无不体现出他的强劲优势。
5、超高灵敏性：数字信号传送，多级密码校验，传输超高的灵敏性，不对其他设备产生影响，工作可靠，是以往的无线模拟信号传输远远所不可比拟的。不存在电气设备在安装时现场布线的复杂性和安全性。带电爬距、积尘污秽、清刷维护、检修管理等电力系统长期以来难于解决的技术难题。该系统采用的非式探测器，进行分散数据检测，信息集中处理和自动管理，运行人员在控制室就可以获得各类信息，不需要到现场巡查、抄表、手工输入的落后工作模式。
四、系统组成
1．TFRC128-EFMP-ET01电气火灾监控主机
用途
实时接收、处理来自各种电气火灾探测器发来的正常信息、故障信息、灾害信息，并对其进行快速处理和管理，具有故障监控、显示、报警、信息交换等功能。
监控主机使用环境
工作环境温度：（-20-+50）℃
工作环境相对湿度：＜95%RH
电源电压：AC（220V±20%）,50HZ
采用的技术
TFRC128-EFMP-ET01监控主机，采用了当今前沿学科的光电子技术和多学科高新科技技术：如基于频域背向拉曼散射（ROFDR）理论、无线射频、蓝牙、光时域反射技术、卫星地面拍照数据滤波、压缩和传输技术、利用专家算法、超高速数据处理器技术（DSP）、多功能多串口的高速单片机技术、最新的CPLD、计算机控制等技术；利用软件编程技术和软件开发平台技术，实现系统的各种功能支持和各种需求的响应，完成了软件组态及模块化处理；是集最新多学科技术为一体的高科技产品，具有开放式、网络化、单元化及组态方便等优点，便于实现信息化的管理。享有自主的知识产权。
主要技术指标
与线型光纤探测器的接口方式：1-8个FC/APC光纤接口
每台主机最大探测距离/范围:
2000米/4000米/6000米/8000米/10000米/12000米/16000米
取样间隔: 1米
定位精度: 1米
温度分辩率: 0.1℃
内置继电器报警输出：＞ 16路（可扩展）无源常开干触点。继电器输出具有数字编码功能。
通信接口： 2个RJ45以太网接口； 2个RS232/RS485接口 ，1个VGA/CRT标准接口、2个USB2.0标准接口。
LED功能指示：温度预警、温度报警、温度报警输出/脱扣、漏电预警、漏电报警、漏电报警输出/脱扣、系统故障等。
报警方式：报警和系统故障报警具有声、光及图文界面报警功能。
与蓝牙温度探测器的信号接口方式：无线接收。
剩余电流检测范围： （25～1000）mA
温度检测范围： -30℃～+120℃（普通线型光纤差定温火灾探测器）
-50℃～+800℃（特殊线型光纤差定温火灾探测器）
-10℃～+125℃（蓝牙温度探测器）
温度精度：1 ºC
接收灵敏度：-100dBm
测量周期:2秒—30秒
无线通信：传输频率915 MHz
存储容量：电子存储容量不少于2G
操作系统:WINDOWS 2000/XP及以上版本
主机尺寸: 台式：445（W）×270（H）×380（D）
2、TFRC128-EFME01蓝牙剩余电流式电气火灾探测器
用途
蓝牙剩余电流探测器，实时检测回路电流剩余电流的大小。
探测器使用环境
工作环境温度：（-10--+50）℃
工作环境相对湿度：≤90%
供电电源：AC220±15%V，50Hz
主要技术指标
剩余电流检测范围：（25～1000）mA
测量周期： ≤16s
传输频率： 915 MHz（免费频段）
单级传送距离： 200米（无障碍物）
接收灵敏度：-100dBm
发射功率：10dBm，在低功耗时电流仅2.5μA
报警值：在检测范围内可任意设置
通信接口： RJ45，协议应为TCP/IP； RS232/RS485，协议应为Modbus或ASC码
数据传输形式：RS485现场总线
供电电源：AC220±20%V，50Hz
电流互感器形状： 1.圆孔径ф20----ф300mm 2.方孔径 尺寸随具体工程确定
剩余电流处理模块尺寸：95*110*30mm
安装
蓝牙剩余电流式电气火灾探测器主要由探测互感器、发射器模块、电源转换器组成。同一柜中的剩余电流电源转换器可与蓝牙测温式电气火灾探测器中的电源转换器公用。
电流互感器有方形、圆形等系列产品，可根据实际电气回路的尺寸和形状生产。回路电流穿过剩余电流探测器，剩余电流探测器将反映回路剩余电流的大小。检测范围（25-1000）mA。
发射器模块将探测互感器探测到的信号进行处理、转换，形成数字信号发射出去，同时经过多种校验后确定信号传递的准确性和可靠性。发射器模块绝缘材料封装，尺寸65*70*20mm，可安装在探测互感器上，也可分开安装；发射器模块与探测互感器通过信号屏蔽软线连接，这种设计非常适于现场的安装，软线长度随工程的具体位置而定。信号可以顺畅传输30米（在多种型号开关柜已经测试过）。
3、TFRC128-EFMR01蓝牙测温式电气火灾探测器
用途
蓝牙测温式电气火灾探测器，实时检测被测电气设备温度的大小。蓝牙技术主要用于探测器与数据采集器之间的数据交换。有式和非式两大类探测器。
探测器使用环境
工作环境温度：（-20～+50）℃
工作环境相对湿度：≤90%
结构特征
采用体积很小的IC温度探头，使得探头能够安装在很小的缝隙之中；利用蓝牙技术，使得探测器能够与高电压带电体同电位工作，解决了绝缘问题，同时由于蓝牙发射功率很小，不会对其他电子设备产生电磁干扰。
主要技术指标
温度检测范围： （-10～+125）℃
探测器带温度探头数量：1—16个/组
测量周期：≤16s
温度分辨率：≤0.2℃
测量温度精度： 1℃
传输频率： 915 MHz（免费频段）
单级传送距离： 200米（无障碍物）
接收灵敏度：-100dBm
发射功率：10dBm，在低功耗时电流仅2.5μA
形状： 1.圆形 2.方形 3.其他 尺寸随具体工程确定
供电方式：
1．对于400V以上的电压等级，温度探测发射器供电电源采用高压取电器。
2．对于400V以下的电压等级，供电电源：AC220±10%V，50Hz
高压取电器
高压取电器是我公司自主研发、具有知识产权的国内首创产品，可在一次电流动态0—3000A范围内恒定输出直流5V电压，这是其他产品无法实现的动态范围，代替电池供电，免维护。高压取电器、温度探测发射器与高压带电体等电位，因此不存在绝缘问题。
一次电流动态范围：0--3000A
二次电压：恒定DC5V
二次电流：DC20mA
安装
蓝牙测温式电气火灾探测器主要由感温探头、蓝牙发射器模块、电源转换器组成。
感温探头用于测量带电物体表面的温度，绝缘材料封装，尺寸5*5*3mm。可以安装在被测物体的表面或小控/小缝，能准确迅速反映温度的变化。感温探头与发射器模块通过高绝缘强度的信号线连接，这种设计非常适于现场的安装，长度随工程的具体位置而定。
发射器模块用于接收感温探头的信号，并进行处理、转换，形成数字信号后发射出去，同时经过多种校验后确定信号传递的准确性和可靠性。发射器模块绝缘材料封装，尺寸58*24*35mm /95*110*30mm，安装在测温点附近的位置，信号可以顺畅传输30米（在多种型号开关柜已经测试过）。
低压蓝牙探测器电源转换器将AC（220±10）%V转换成DC5V。正常情况下开关柜使用一个电源转换器，一个电源转换器可带50个蓝牙发射器。
电源转换器
AC220V
DC5V
开关柜中检测点温度探头的安装应考虑检修、维护的方便性、安全性、美观性。由于温度探头具有良好的绝缘性能且非常小（小钮扣大小），直接粘贴在带电体上，走线尽可能沿现有走线槽敷设。具体安装根据不同厂家的开关柜特点而定。
高压开关柜蓝牙测温式电气火灾探测器的安装示意图
4、TFRC128-EFMT01线型光纤差定温火灾探测器
用途
线型光纤差定温火灾探测器，实时检测线型电气设备（如高低压电缆、电缆中间接头、电缆隧道、电缆桥架、电缆夹层等）温度的大小。属于非式探测器。
探测器使用环境
工作环境温度：（-20～+50）℃
工作环境相对湿度：任何湿度
结构特征
线型光纤测温式电气火灾探测器，采用圆形感温光纤，光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称。其典型结构是多层同轴圆柱体，如下图所示，自内向外为纤芯、包层和涂覆层。光纤与电气火灾监控处理器是通过FC/APC接口直接连接。
主要技术指标
类型：非式
探测器类型： 多模光纤（62.5/125μm）
温度探测范围：-30℃～+120℃（普通线型光纤差定温火灾探测器）
-50℃～+800℃（特殊线型光纤差定温火灾探测器）
测量温度精度： 1℃
测量周期： ≤2S/km
温度分辨率：≤1℃
防护级别：≥IP67
弯曲直径：≥60mm
使用寿命：≥30年
光纤的损耗:≤3dB/km（波长850nm）,0.7dB/km（波长1300nm）；
单个点的熔接点损耗不大于0.02db。
感温光纤特性：本征安全，不受电磁干扰、抗机械冲击、抗腐蚀
◆光纤熔接
施工过程中，鉴于现场情况复杂，测温光纤连接在所难免。对光纤连接需要满足如下要求：
光纤内核必须用熔接机进行熔接。熔接后，光纤接头损耗<0.01db。熔接光纤时要加带钢丝的热缩管，对接头加以保护。对接头处，进行特殊保护，避免受到较大拉力。
电缆桥架安装示意图如下：
电 缆
电缆沟安装示意图
5、 TFRC128-EFMM01蓝牙式数据采集器
用途
蓝牙式数据采集器用于蓝牙测温式电气火灾探测器、蓝牙剩余电流式电气火灾探测器各点探测数据信息的接收、数据处理和数据上传到监控主机。数据采集器采用双核处理器和超高速DSP。
使用环境
工作环境温度：（-10～+50）℃
工作环境相对湿度：≤90%
结构特征
蓝牙数据采集器主要技术指标
接收能力：不低于800个
传输速率高：工作在915MHz的原始数据吞吐，满足高速、高效率传输数据的应有要求。
接收录敏度：-100dbm
发射功率：10 dbm，在低功耗时电流仅2.5uA
通信接口：RS485/RJ45接口，TCP/IP协议
工作电源：220±20% AC
五、系统结构
利用以太网或局域网组成的电气火灾监控系统
利用现场总线组成的电气火灾监控系统
综合方案1
方案二（若配电室现场具有网线接口，可借用网络系统实现数据交换）
系统结构特点
1、不论那种系统结构，系统都包括了剩余电流式电气火灾的探测，测温式电气火灾的探测，线型电气火灾的探测，完全满足国家标准《火灾自动报警系统设计规范》，系统设计具有优异的完整性。
2、系统结构中，探测器与数据采集器中间采用蓝牙无线数据传输方式，数据采集器与电气火灾监控处理器之间采用有线连接的数据传输方式。
3、无线数据传输方式由于采用蓝牙技术，数据传输的可靠性非常高，且不对其他电子设备产生电磁干扰，解决了高电压与地面的绝缘问题，解决了配电室诸多电气设备检测形成的复杂线路连接问题。
4、有线数据传输方式，有效地利用强大的网络功能，实现快速数据交换，克服现场环境恶劣造成的无线信号屏蔽问题。
典型工程图
六、西一联合站电气火灾预警监控系统结构及组成
设计说明：
1、点式测温式电气火灾探测器监测范围：高压开关柜动静触头两侧三相接头；低压馈线开关柜（电流≥200A）开关两侧三相接头；低压电容器无功补偿柜电容器本体温度检测；
2、剩余电流式电气火灾探测器监测范围：配电所各馈线回路。安装在低压开关柜内；
3、线型感温光纤电气火灾探测器监测范围：安装在电缆桥架、电缆沟、电缆竖井上，蛇行敷设。监控主机的继电器输出端子排与FAS控制器的输入模块连接，发出相应的设备温度变化的应急情况。
七、质量保证措施
我公司严格按照ISO—9000系列标准进行管理，质量方针是：公司靠管理促进质量，靠质量拓展市场。出厂产品达到100%检验，100%合格。公司按照ISO-9001标准建立质量保证体系，形成了质量体系的组织机构，明确了各部门及岗位人员的质量职责，对产品的全过程实施严格的质量控制，使之规范化、程序化和文件化。管理要素包括管理职责、质量体系、方案评审、设计控制、产品检测和质量记录等内容。
按照ISO—9000标准的基本要求和工程相关的设计规范，开展施工的组织设计。
工程概况描述，包括系统构成，各分系统接口，相关的施工技术要求。
工程勘察二次设计，包括设备安装施工设计和线缆敷设设计等，并使建筑平面图、电缆沟道和电缆过桥竖井与相关图纸和技术要求等相吻合。
施工布置包括完成二次设计及评审，编制与工程施工有关的施工和调试文件；把设备、器件等交付甲方验收并妥善保管；明确施工工作任务、施工人员进驻现场和申请工程开工报告等。
施工进度计划，工程网络接点控制，人员组织分工及质量岗位职责。
设备调试，系统联调严格按照设备用户手册和系统调试大纲进行，并保存原始记录，编制系统调试报告，提交甲方存档。
系统交付验收，严格按照验收技术条件，验收内容包括动力环境和图像系统、控制系统、运行管理的软、硬件设备等。甲、乙双方认可后，共同签署有关验收文件，并提交相关设备与器材的质量证明文件等。
提供核心设备用户手册，外购设备与器材的使用说明书和软件的操作使用说明书，并免费提供软件升级版本。
现场安装由本公司派相关技术人员现场指导，包括线缆敷设、设备安装、分系统调试和系统联调等。
负责对甲方操作使用和维护人员进行免费培训。在设备到货前先进行培训，使其基本了解产品的功能和相关技术指标，并能初步操作使用；在设备调试和系统联调过程中使其能够熟练操作使用，并能进行简单的维护。
提供完善的技术支持和服务，设备终身维护。合同订货设备的质保期为到货后12个月。在质保期内因产品质量发生问题，乙方无偿修复。
在质保期内因甲方责任发生问题，乙方提供方便，在24小时内到现场处理，费用甲方承担。
质保期过后，由于设备运行不当损坏，乙方在24小时内到现场帮助修复，费用甲方承担。
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