智慧式電氣火災(zāi)隱患監(jiān)管云平臺的應(yīng)用

摘要：建設(shè)智慧式電氣火災(zāi)隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)，強(qiáng)化電氣火災(zāi)隱患監(jiān)管排查，是當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)背景下全社會越來越關(guān)注的大課題。文章分析了電氣火災(zāi)頻發(fā)的原因以及傳統(tǒng)電氣火災(zāi)監(jiān)測技術(shù)的缺陷。提出智慧式電氣火災(zāi)隱患監(jiān)管系統(tǒng)在防范電氣火災(zāi)中的應(yīng)用及勢。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；電氣火災(zāi)；隱患監(jiān)管；應(yīng)用

0引言

電在給人們生產(chǎn)生活帶來便利的同時，也給人們帶來些災(zāi)難。有數(shù)據(jù)顯示，在已查明原因的火災(zāi)中，40％～60％被定性為電氣火災(zāi)。據(jù)不*統(tǒng)計，浙江省每年發(fā)生的火災(zāi)，半以上是因電氣設(shè)備或線路故障引發(fā)，不少電氣火災(zāi)還造成人員傷亡，損失巨大。以杭州市為例，2014年全市共發(fā)生火災(zāi)5 679起，從已查明的火災(zāi)原因來看，其中由于電氣故障原因引發(fā)的火災(zāi)2 487起，約占全年火災(zāi)總數(shù)的44％。2014年奪走16條鮮活生命的“1·14”溫嶺大東鞋廠火災(zāi)也是因電線起火釀成的悲劇。電氣火災(zāi)嚴(yán)重影響著人民生命財產(chǎn)安全，如何科學(xué)、智慧地防范電氣火災(zāi)已經(jīng)成為當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)背景下全社會高度關(guān)注的大問題。

1電氣火災(zāi)頻發(fā)的原因及傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)的缺陷

1.1原因

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人們物質(zhì)文化生活的不斷發(fā)展，城鄉(xiāng)居民使用的電氣設(shè)備日益增多，然而由于電氣設(shè)備本身質(zhì)量問題以及忽視對電氣線路和設(shè)備的規(guī)范安裝使用，電氣線路和設(shè)備的安全隱患檢查技術(shù)復(fù)雜、不易操作，難以防范，導(dǎo)致電氣火災(zāi)接連發(fā)生。

經(jīng)調(diào)查分析，電氣火災(zāi)主要由漏電、短路、過負(fù)荷、接觸不良等四個方面的原因引發(fā)，即因電氣線路、用電設(shè)備、器具以及供配電設(shè)備出現(xiàn)故障性釋放的熱能以及非故障性釋放的能量，在具備燃燒條件下引燃本體或其他可燃物而造成的火災(zāi)…。

在經(jīng)濟(jì)繁榮的新形勢下，控制電氣火災(zāi)的發(fā)生，是消防工作的項經(jīng)常性的重要內(nèi)容，對減少火災(zāi)損失起著舉足輕重的作用。做好電氣防火，不僅對維護(hù)正常的生產(chǎn)和生活秩序，保證經(jīng)濟(jì)順利發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義，同時也已成為保障社會公共安全的個重要組成部分。

1.2傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)的缺陷

傳統(tǒng)的電氣火災(zāi)監(jiān)測技術(shù)可以對線路的漏電、過載情況進(jìn)行監(jiān)測并實施報警，但缺乏對歷史數(shù)據(jù)的分析研判功能，因此難以發(fā)現(xiàn)處于隱蔽狀態(tài)的電氣設(shè)備和線路中的過熱點和火花放電情況，對不形成零線電流突變的電氣火災(zāi)以及電弧形成的電氣火災(zāi)無法預(yù)防，也無法對電力污染形成的電氣火災(zāi)進(jìn)行預(yù)警，無法預(yù)知電氣設(shè)備故障，不能及時發(fā)現(xiàn)和排除報警裝置自身故障，無法正確診斷和評估電氣設(shè)備及線路的安全狀況，更難以定位建筑中電氣火災(zāi)隱患點，致使電氣裝置長時間處于隱患故障狀態(tài)，埋下禍根。有時往往火災(zāi)形成后還未及時報警。

2智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管系統(tǒng)組成及應(yīng)用 

科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)讓人類社會由互聯(lián)網(wǎng)時代向物聯(lián)網(wǎng)時代演進(jìn)，物聯(lián)網(wǎng)勢必將以無處不在、無時不在、無人不用、*的超導(dǎo)性、智能型和可組合性統(tǒng)攬物質(zhì)世界。在防范電氣火災(zāi)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)發(fā)揮著巨大作用，其中較為突出的是智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)。

2.1組成

智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)的傳感器通訊系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器和智慧式電氣火災(zāi)安全隱患服務(wù)平臺等三個部分所組成，在漏電監(jiān)控方面屬于先期預(yù)報警系統(tǒng)。通過智慧式電氣火災(zāi)監(jiān)管系統(tǒng)，可以實時監(jiān)控社會單位用電設(shè)施、設(shè)備、電氣線路的運行情況，及時對電氣火災(zāi)隱患作出警示，更好地輔助單位加強(qiáng)自身配電、用電設(shè)施設(shè)備、電氣線路的管理維護(hù)，保證電氣系統(tǒng)正常運行，減少電氣火災(zāi)的發(fā)生，具體結(jié)構(gòu)組成見圖1。

圖1 智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

2.2原理

自人類進(jìn)入電氣時代以來，為了用電安全的需要先后發(fā)明制造了拉線開關(guān)、保險絲、漏電開關(guān)、斷路器、空氣開關(guān)等裝置。然而，現(xiàn)在使用的各類傳統(tǒng)開關(guān)，根本不能有效杜絕電氣火災(zāi)的發(fā)生。漏電、短路等引起的火災(zāi)和大范圍停電，給用戶的生命財產(chǎn)造成了嚴(yán)重的損失，給用電管理也造成了很大的麻煩。

面對新形勢下的安全用電問題，世界電氣專家提出了電氣安全防護(hù)化被動為主動的“預(yù)防為主，綜合防護(hù)”的電氣安全理念——智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)。其基本原理是通過終端探測頭(如剩余電流互感器、溫度傳感器等)，利用電磁感應(yīng)原理、溫度效應(yīng)的變化對電氣設(shè)備中的電流、溫度等參數(shù)進(jìn)行采集，并輸送到監(jiān)控探測器里，對變化的幅值進(jìn)行分析、判斷，并與報警設(shè)定值進(jìn)行比較。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備中的電流、溫度等參數(shù)發(fā)生異常或突變，超出設(shè)定值時，發(fā)出報警信號。同時，也輸送到監(jiān)控設(shè)備中，再經(jīng)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)步識別、判定，當(dāng)確認(rèn)可能會發(fā)生火災(zāi)時，監(jiān)控主機(jī)發(fā)出火災(zāi)報警信號，點亮報警指示燈，發(fā)出報警音響，同時在液晶顯示屏上顯示火災(zāi)報警等信息，并以手機(jī)短信、電子郵件等方式提醒或通知安全管理人員事故隱患點，安全管理人員可根據(jù)以上顯示的信息，迅速到事故現(xiàn)場進(jìn)行檢查處理(見圖2)。

圖2智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)線路監(jiān)測參數(shù)圖

與傳統(tǒng)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)不同的是，智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)實現(xiàn)早期報警，還能根據(jù)段時間的歷史數(shù)據(jù)對用戶的用電情況進(jìn)行專業(yè)分析，評估用電風(fēng)險，從而避免損失，大幅度降低火災(zāi)等涉電事故發(fā)生的概率，提高用電安全監(jiān)管水平(見圖3)。日本在20世紀(jì)80年代末期強(qiáng)制實行電氣火災(zāi)隱患監(jiān)管后，電氣火災(zāi)占總火災(zāi)的比例便從原來的30％下降到了2％。

圖3智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)報警顯示圖

2.3應(yīng)用

智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)可被廣泛應(yīng)用于各類商場市場、文保古建筑、大型糧倉貨倉、易燃易爆企業(yè)、醫(yī)院等企事業(yè)單位，并在不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域。目，北京故宮已有1個區(qū)域完成了智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)安裝試點工作，*。下步整個故宮所有區(qū)域都將予以安裝。浙江省部分地區(qū)正部署和推進(jìn)智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)，開啟防范電氣火災(zāi)的管理新模式。

智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)還能連接煙霧報警等器材設(shè)備，用于“十小場所”安全管理，便于各場所、建筑“對癥下藥”，將火災(zāi)隱患消滅在萌芽狀態(tài)。

3智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管系統(tǒng)的勢 

3.1可作為城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控信息平臺的必要補(bǔ)充

由于城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控信息平臺可對社會單位自動火災(zāi)報警系統(tǒng)及自動消防設(shè)施的運行狀態(tài)進(jìn)行實時動態(tài)監(jiān)測，但缺乏對社會單位電氣火災(zāi)隱患的實時預(yù)警、報警及有效監(jiān)管，將電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)納入城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控信息平臺聯(lián)網(wǎng)服務(wù)范疇后，通過補(bǔ)充完善對社會單位電氣火災(zāi)隱患部位的遠(yuǎn)程實時監(jiān)管，擴(kuò)大城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控信息平臺的火災(zāi)防控信息服務(wù)覆蓋面。消防部門可通過推進(jìn)應(yīng)用電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)，達(dá)到完善城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控信息平臺的整體服務(wù)，將電氣火災(zāi)遠(yuǎn)程監(jiān)管與城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控信息互為補(bǔ)充、雙向共享，逐漸打造出個火災(zāi)防控面廣、信息服務(wù)智能化高的“消防物聯(lián)網(wǎng)智慧服務(wù)平臺”，更好地為社會單位提供細(xì)致的火災(zāi)防控信息服務(wù)。

3.2可打造全新的遠(yuǎn)程信息服務(wù)模式

智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)通過真實傳感數(shù)據(jù)的電氣火災(zāi)監(jiān)管體系、專業(yè)化的智能分析手段與安全管理評估體系為社會單位提供層次化的電氣火災(zāi)安全監(jiān)管服務(wù)。即對社會單位電氣系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備、線路進(jìn)行實時在線“體檢”，對火災(zāi)隱患準(zhǔn)確預(yù)警、報警，并定期提供遠(yuǎn)程“體檢”報告，服務(wù)于社會用戶對電氣隱患的原因分析和整改，便于社會單位及時發(fā)現(xiàn)并消除電氣火災(zāi)安全隱患；同時依托統(tǒng)的電氣火災(zāi)監(jiān)控遠(yuǎn)程服務(wù)中心，為社會單位提供監(jiān)控數(shù)據(jù)的安全存儲空間，記錄電氣系統(tǒng)的剩余電流、溫度的運行數(shù)據(jù)，實時捕捉瞬間漏電流變化，真實反映社會單位的電氣火災(zāi)隱患與違規(guī)用電等安全問題，使社會單位對電氣火災(zāi)隱患“有據(jù)可查”，隱患治理“有的放矢”，具體見圖4。

3.3可為火災(zāi)原因調(diào)查提供輔證

智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)通過長時間運行，擁有強(qiáng)大的用電歷史記錄數(shù)據(jù)庫，可支持查詢?nèi)我鈺r間段的用電數(shù)據(jù)，有利于用電故障原因的排查和分析，能為社會單位提供智能化、專業(yè)化的電氣火災(zāi)安全隱患分析和處理服務(wù)，同時無需人工評判便可智能評估社會單位電氣火災(zāi)安全等級，自動為社會單位提供專業(yè)的診斷報告。消防部門在進(jìn)行火災(zāi)調(diào)查時也可依據(jù)智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)所擁有的長時間動態(tài)監(jiān)控數(shù)據(jù)快速高效地找準(zhǔn)原因(見圖5)。

3.4可提高消防監(jiān)督效率

通過提供智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)，可以為消防監(jiān)督提供個動態(tài)掌控社會單位電氣火災(zāi)隱患等消防安全狀況的平臺，有利于監(jiān)督部門實現(xiàn)以信息部署消防警務(wù)，強(qiáng)化對社會單位電氣火災(zāi)的宏觀監(jiān)管、重點監(jiān)管和精確監(jiān)管，及時掌握電氣火災(zāi)高發(fā)時段和高發(fā)部位，推進(jìn)電氣火災(zāi)隱患的監(jiān)督整改，更有效地預(yù)防和遏制重特大火災(zāi)，尤其是群死群傷火災(zāi)的友生。

圖4智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)監(jiān)控報表

圖5 智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)用電歷史記錄圖

4安科瑞安全用電云平臺及選型

4.1安科瑞安全用電云平臺介紹

Acrelcloud-6000安全用電云管理系統(tǒng)能夠?qū)κＳ嚯娏?、設(shè)備溫度、故障電弧等電氣故障進(jìn)行實時監(jiān)控、報警、記錄，并且通過云端的遠(yuǎn)程控制。設(shè)備與云端的通訊方向不受限制，能上傳數(shù)據(jù)、透傳指令，并時間顯示實時狀態(tài)。通過對上傳至云端的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為用戶提供火災(zāi)隱患的相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠及早的發(fā)現(xiàn)問題并實施排查，避免火災(zāi)的發(fā)生。另方面，云平臺提供超大容量的信息儲存及穩(wěn)定的服務(wù)，提升了服務(wù)質(zhì)量，對用戶的長遠(yuǎn)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。此外，該系統(tǒng)通過集中監(jiān)控，使得數(shù)據(jù)通過每個節(jié)點的4G網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端集中式管理和監(jiān)控，主控端布置于城市消防大隊，從而能夠?qū)Σ杉男畔⑦M(jìn)行統(tǒng)的監(jiān)控和管理。

具體功能如下：

（1）安全用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)包含安全用電管理云平臺、電腦終端顯示系統(tǒng)、手機(jī)APP、漏電探測器、漏電互感器、電流互感器等。
    （2）安全用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)平臺能展示剩余電流、溫度、電流等電氣安全參數(shù)的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線、歷史數(shù)據(jù)與變化曲線、實時報警數(shù)據(jù)等，能實時顯示現(xiàn)場服務(wù)次數(shù)、排除隱患數(shù)、未排除隱患數(shù)、報警未處理數(shù)、常規(guī)巡檢及產(chǎn)品維護(hù)等數(shù)據(jù)，監(jiān)管數(shù)據(jù)能保存十年以上。
    （3）手機(jī)APP軟件同時具有IOS版本和安卓版本，能通過手機(jī)APP對每條報警記錄進(jìn)行呼叫，便于緊急情況下能盡快通知用電單位。
    （4）能對各個單位及設(shè)備的電氣安全運行情況進(jìn)行自動統(tǒng)計和分析評估，并隨時展示電氣安全運行分析報告。
    （5）監(jiān)控探測終端產(chǎn)品滿足家法律法規(guī)和有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（GB14287.2《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》和GB14287.3《測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》）的要求，并通過家消防產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測檢驗中心提供的消防3C認(rèn)證。
    （6）漏電探測器能同時探測剩余電流、四路溫度、三相電流等參數(shù)值，并能通過無線以移動通訊網(wǎng)絡(luò)接入安全用電監(jiān)管系統(tǒng)平臺。

4.2產(chǎn)品選型

4.2.1漏電火災(zāi)監(jiān)控探測器 

安科瑞故障電弧產(chǎn)品型號代碼為AAFD，共有兩種電流等級，可監(jiān)測回路故障電弧的發(fā)生，并及時預(yù)警，提醒用戶處理，防止電弧導(dǎo)致的火災(zāi)的發(fā)生。4.2.2故障電弧探測器

AAFD可配合AF-GSM400使用并接入安全用電平臺，該產(chǎn)品不可在同臺AF-GSM400下與ARCM混接。如圖：

4.2.3限流式保護(hù)器

安科瑞限流式保護(hù)器型號代碼為ASCP200-1，有三種電流等級，可監(jiān)測回路短路過載等故障信息，發(fā)生故障時預(yù)警和產(chǎn)生滅弧效果，防止電弧導(dǎo)致的火災(zāi)的發(fā)生。

ASCP200-1可配合AF-GSM400使用并接入安全用電平臺，也能夠通過插入SIM卡直接上傳到平臺。

以下是ASCP200-1的主要功能：

短路保護(hù)功能。保護(hù)器實時監(jiān)測用電線路電流，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時，能在150微秒內(nèi)實現(xiàn)快速限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報警信號。

過載保護(hù)功能。當(dāng)被保護(hù)線路的電流過載且過載持續(xù)時間超過動作時間（3…60秒可設(shè)）時，保護(hù)器啟動限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報警信號。

表內(nèi)超溫保護(hù)功能。當(dāng)保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過高時，保護(hù)器啟動超溫限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報警信號。

過、欠壓保護(hù)功能。當(dāng)保護(hù)器檢測到線路電壓過壓或欠壓時，保護(hù)器發(fā)出聲光報警信號，可預(yù)先設(shè)置是否啟動限流保護(hù)。

配電線纜溫度監(jiān)測功能。當(dāng)被監(jiān)測線纜溫度超過報警設(shè)定值時，保護(hù)器發(fā)出聲光報警信號，可預(yù)先設(shè)置是否啟動限流保護(hù)。

漏電流監(jiān)測功能。當(dāng)被監(jiān)測的線路漏電超過報警設(shè)定值時，保護(hù)器發(fā)出聲光報警信號，可預(yù)先設(shè)置是否啟動限流保護(hù)。

保護(hù)器具有1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4.2.4剩余電流互感器

4.2.5 AF-GSM400-2G/4G無線上傳模塊

AF-GSM400-2G/4G/CE模塊是款2G/4G有線無線模塊，該無線模塊為安全用電云平臺模塊。

AF-GSM400接入每塊儀表所需流量為20M/月，單個模塊可以接入30塊儀表。默認(rèn)上傳間隔2分鐘，如發(fā)生報警，會實時上傳數(shù)據(jù)。

4.2.6溫度傳感器

溫度傳感器為熱敏電阻NTC，它提供0-120°的溫度監(jiān)控基準(zhǔn)，可以用來監(jiān)測線纜或配電箱體的溫度，提供溫度保護(hù)。

5結(jié)束語

以科學(xué)動態(tài)的管理模式，有效掌握用電線路的運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)電氣線路中出現(xiàn)的安全隱患，智慧式地防范電氣火災(zāi)，是邁向“智慧城市”，實現(xiàn)“機(jī)器換人”“以科技促安全”的有力“助推劑”。智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用景將十分廣闊。

參考文獻(xiàn)

[1]陳尊光．探討電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計若干問題[J]．新材料新裝飾，2014(1)．

[2]李海學(xué).智慧式電氣火災(zāi)隱患監(jiān)管系統(tǒng)的應(yīng)用

[3]安科瑞安全用電管理云平臺手冊.2020.02版.

作者簡介：繆建梅，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電氣防火限流式保護(hù)器的研發(fā)與應(yīng)用