智慧式用電安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)

電在給我們生產(chǎn)生活帶來便捷的同時(shí)，也給我們帶來某些災(zāi)難。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在已查證原因的火災(zāi)中，50% 左右被定性為電氣火災(zāi)。據(jù)不*統(tǒng)計(jì)，全國每年發(fā)生的火災(zāi)， 一半以上是因電氣設(shè)備或線纜故障引發(fā)，不少電氣火災(zāi)還造成人員傷亡，損失巨大。以浙江省杭州市為例，2014 年全市共發(fā)生火災(zāi)5679 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)2487 起，約占全年火災(zāi)總數(shù)的44% 。電氣火災(zāi)嚴(yán)重影響著人民生命財(cái)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)前物聯(lián)網(wǎng)背景下會(huì)社會(huì)高度關(guān)注的一大問題。

　　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)和人類物質(zhì)文化生活的飛速發(fā)展。城鄉(xiāng)居民使用的電氣設(shè)備逐漸多，然而出于電氣設(shè)備自身產(chǎn)品質(zhì)量問題以及忽略對電氣設(shè)備線路和設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)化安裝使用。電氣配電線路和設(shè)備的安全隱患排查檢查技術(shù)復(fù)雜、不易操作， 很難防范，導(dǎo)致電氣火災(zāi)接二連三發(fā)生。

　　經(jīng)調(diào)查分析，電氣火災(zāi)主要由漏電、短路故障、過負(fù)荷、接觸不良等四個(gè)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設(shè)備本身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?？刂齐姎饣馂?zāi)的發(fā)生，是消防工作的一項(xiàng)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(shí)意義，同時(shí)也已成為保障社會(huì)公共安全的一個(gè)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(shí)施報(bào)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(diǎn)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(shí)發(fā)現(xiàn)和排除報(bào)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(diǎn)，致使電氣裝置長期處于隱患故障狀態(tài)，埋下禍根。有時(shí)往往火災(zāi)形成后還未及時(shí)報(bào)警。

　　2 智慧式用電安全隱患監(jiān)管服務(wù)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(huì)由互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代向物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代演進(jìn)，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用電安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)。

　　2. 1 組成

　　智慧式用電安全隱患監(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(tái)等三個(gè)部分所組成，在漏電監(jiān)控方面屬于先期預(yù)報(bào)警系統(tǒng)。通過智慧式電氣火災(zāi)監(jiān)管系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控校會(huì)單位用電設(shè)施、設(shè)備、電氣線路的運(yùn)行情況。及時(shí)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(yùn)行。極大減少電氣火災(zāi)的發(fā)生。

　　2. 2 原理

　　智慧式用電安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)。其基本原理是通過終編探測頭如剩余電流互感糖、溫度傳感指等 ，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(bào)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?；蛲蛔儯鲈O(shè)定值時(shí)， 發(fā)出報(bào)警信號。同時(shí)，也輸送到監(jiān)控設(shè)備中，再經(jīng)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)一步識(shí)別、判定，當(dāng)確認(rèn)可能會(huì)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，監(jiān)控主機(jī)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號，點(diǎn)亮報(bào)警指示燈，發(fā)出報(bào)警音響，同時(shí)在液晶顯示屏上顯示火災(zāi)報(bào)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(diǎn)，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。

圖2 智慧用電安全管理系統(tǒng)云平臺(tái)架構(gòu)圖

　　2.3 應(yīng)用

　　智慧式用電安全隱患監(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。目前，重點(diǎn)防范可能導(dǎo)致群死群傷火災(zāi)的消防重點(diǎn)場所和領(lǐng)域。一是易燃易爆危險(xiǎn)品場所；二是商場賓館、超市等集餐飲、購物、娛樂為一體的大型城市服務(wù)綜合體、公共辦公場所；三是居民小區(qū)各類服務(wù)場所和幼兒園、小商店等“九小”場所；四是敬老院、福利院等社會(huì)福利機(jī)構(gòu)；五是醫(yī)院、學(xué)校、文保等重點(diǎn)領(lǐng)域；六是KTV、網(wǎng)吧等娛樂場所；七是銀行、證券、保險(xiǎn)等金融服務(wù)場所；八是各類工礦商貿(mào)企業(yè)等其他人員密集場所。

　　3 智慧式用電安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)勢

　　3. 1 可作為城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控信息平臺(tái)的必要補(bǔ)充由于城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控信息平臺(tái)可對社會(huì)單位自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)及自動(dòng)消防設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，但缺乏對社會(huì)單位電氣火災(zāi)隱患的實(shí)時(shí)預(yù)警、搬警及有效監(jiān)管，將咆氣火災(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(tái)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)范疇后，通過補(bǔ)充完善對社會(huì)單位電氣火災(zāi)隱怠重點(diǎn)部位的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)管，擴(kuò)大城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控信息平臺(tái)的火災(zāi)防控信息服務(wù)覆蓋而。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(tái)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、雙向共事，逐漸打造出一個(gè)火災(zāi)防控麗廣、信息服務(wù)智能化商的“消防物聯(lián)網(wǎng)智慧服務(wù)平臺(tái)”，更好地為社會(huì)單位提供全而細(xì)致的火災(zāi)防控信息服務(wù)。

　　3.2 可打造全新、全面的遠(yuǎn)程信息服務(wù)模式

　　智慧式用電安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)通過真實(shí)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(huì)單位提供層次化的電氣火災(zāi)安全監(jiān)管服務(wù)。對社會(huì)單位也氣系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備、線路進(jìn)行實(shí)時(shí)在線“體檢”，對火災(zāi)隱患準(zhǔn)確預(yù)警、報(bào)警，并定期提供遠(yuǎn)程“體檢”報(bào)告，服務(wù)于社會(huì)用戶對電氣隱患的原因分析和整改，便于社會(huì)單位及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除電氣火災(zāi)安全隱患；同時(shí)依托統(tǒng)－安易云的電氣火災(zāi)監(jiān)控遠(yuǎn)程服務(wù)中心，為社會(huì)單位提供監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)空間，全面記錄電氣系統(tǒng)的剩余電流、溫度的運(yùn)行數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)捕捉瞬間漏電流變化，真實(shí)反映社會(huì)單位的電氣火災(zāi)隱患與違規(guī)用電等安全問題，使社會(huì)單位對電氣火災(zāi)隱患早發(fā)現(xiàn)早處理。

　　3.3 可為火災(zāi)原因調(diào)查提供輔證

　　智慧式用電安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)通過長期運(yùn)行，擁有強(qiáng)大的用電歷史記最數(shù)據(jù)庫，可支持查詢?nèi)我鈺r(shí)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(huì)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(shí)無需人工評判便可智能評估社會(huì)單位電氣火災(zāi)安全等級，自動(dòng)為社會(huì)單位提供專業(yè)的診斷報(bào)告。消防部門在進(jìn)行火災(zāi)調(diào)查時(shí)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)所擁有的長期動(dòng)態(tài)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)快速高效地找準(zhǔn)原因。

　　3.4 可提高消防監(jiān)督效率

　　通過全面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)督提供一個(gè)動(dòng)態(tài)掌控社會(huì)單位電氣火災(zāi)隱患等消防安全狀況的平臺(tái)，有利于監(jiān)督部門實(shí)現(xiàn)以信息主導(dǎo)消防警務(wù)，強(qiáng)化對社會(huì)單位電氣火災(zāi)的人”“以科技促安全”的有力“助推劑” 。智慧式電氣火宏觀監(jiān)管、重點(diǎn)監(jiān)管和精確監(jiān)管，及時(shí)掌握電氣火災(zāi)高災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用前景將十分廣闊。

　　力安科技智慧用電

一、智慧用電定義

　　智慧用電是利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+等智慧用電安全技術(shù)，通過智慧用電探測器及終端設(shè)備監(jiān)測用電線路中的電流、溫度、剩余電流等因素，配合安易云大數(shù)據(jù)云計(jì)算平臺(tái)、火情智能研判等專業(yè)應(yīng)用，借助數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析處理，異常報(bào)警等功能，實(shí)現(xiàn)對用電線路的實(shí)時(shí)監(jiān)控，智慧用電安全管理系統(tǒng)在電氣火災(zāi)防患中發(fā)揮著重要作用，實(shí)現(xiàn)了人防物防技防的相結(jié)合。最大限度做到“早發(fā)現(xiàn)、早治理”，切實(shí)保障人們的生產(chǎn)生活、生命和財(cái)產(chǎn)安全。

　　二、智慧用電系統(tǒng)原理

　　智慧用電系統(tǒng)是由剩余電流互感器、溫度傳感器、智慧用電安全探測器、報(bào)警器、智慧用電app或滅弧裝置等智慧用電終端設(shè)備構(gòu)成的電氣火災(zāi)實(shí)時(shí)監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)，其系統(tǒng)組成方框圖--如圖1所示。

　　剩余電流互感器為智慧用電終端傳感元器件，由它提取的漏電信號，經(jīng)放大、變換處理后，經(jīng)總線輸往智慧用電監(jiān)控設(shè)備及智慧用電云平臺(tái)。運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電氣安全數(shù)據(jù)從現(xiàn)場到云端，從云端到APP的高效傳輸，通過智慧用電監(jiān)控設(shè)備和app用以顯示回路數(shù)和漏電電流大小，用于報(bào)警及切斷電源等。還有信號存儲(chǔ)及打印功能，供隨時(shí)查詢。

　　另一種智慧用電系統(tǒng)由剩余剩余電流互感器、漏電探測報(bào)警器構(gòu)成，探測報(bào)警器集探測報(bào)警于一體，稱為電氣火災(zāi)監(jiān)控探測報(bào)警器或漏電探測報(bào)警器，其原理與*種智慧用電系統(tǒng)是相同的。系統(tǒng)組成方框圖--如圖2所示。這種探測報(bào)警器安裝使用極其方便，是被廣泛采用的監(jiān)測裝置。

　　三、智慧用電組網(wǎng)方式

　　監(jiān)控系統(tǒng)的三種組成方式

　　1）智慧用電系統(tǒng)由剩余電流互感器、智慧用電安全探測器、智慧用電app等組成。探測器、報(bào)警器以有線方式連接--如圖3所示。

　　圖3 探測器報(bào)警器分體式結(jié)構(gòu)

　　2）智慧用電系統(tǒng)由剩余電流互感器、漏電探測報(bào)警器組成，探測報(bào)警器由*種的探測器與報(bào)警器組合而成（獨(dú)立式）。為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警，可以再增加遠(yuǎn)程報(bào)警盒--如圖4所示，探測報(bào)警器與遠(yuǎn)程報(bào)警盒以有線方式連接。

　　圖4 探測器報(bào)警器一體式結(jié)構(gòu)

　　3）智慧用電系統(tǒng)由剩余電流互感器、監(jiān)控探測器與監(jiān)控設(shè)備組成，監(jiān)控探測器與監(jiān)控設(shè)備以總線方式連接--如圖5所示。漏電及故障等信息由監(jiān)控探測器通過總線（485/CAN/二總線）傳至監(jiān)控設(shè)備。

　　四、智慧用電系統(tǒng)安裝方式

　　2.1、低壓配電系統(tǒng)總剩余電流檢測

　　如果想監(jiān)測本單位用電系統(tǒng)的總體絕緣狀態(tài)，可以檢測系統(tǒng)的總剩余電流，前提是單位需有獨(dú)立的變電系統(tǒng)。剩余電流互感器安裝于變壓器接地線中以提供剩余電流，探測器、報(bào)警器可以選用分體式或一體式結(jié)構(gòu)，如圖6所示。

　　圖6 系統(tǒng)剩余電流監(jiān)測

　　此種剩余電流檢測要求供電系統(tǒng)的接地形式為TN-S系統(tǒng)。

　　2.2、干線剩余電流檢測

　　干線指低壓配電線路的主要支路，此種安裝方式比較簡單，剩余電流互感器安裝于干線線路中，檢測的信號是互感器以后線路及負(fù)載產(chǎn)生的剩余電流，如圖7所示。

　　圖7 干線剩余電流監(jiān)測

　　2.3、多路干線剩余電流檢測

　　以2路檢測為例：2個(gè)剩余電流互感器分別裝于配電盤的各輸出干線上--如圖8所示。

　　圖8 配電盤干線支路漏電監(jiān)測

　　五、智慧用電系統(tǒng)安裝及注意事項(xiàng)

　　3.1、分級保護(hù)

　　為了縮小發(fā)生人身電擊事故和接地故障切斷電源時(shí)引起的停電范圍，通常在供電線路的不同地點(diǎn)安裝三級（或兩種）不同容量的剩余電流保護(hù)裝置，以形成分級保護(hù)。根據(jù)用電負(fù)載及線路情況，一般分兩級或三級保護(hù)。適用于城鎮(zhèn)和農(nóng)村*級和第二級保護(hù)，其具體安裝圖在GB13955-2005中已有明確規(guī)定。

　　3.2、安裝注意事項(xiàng)

　　3.2.1 系統(tǒng)剩余電流檢測

　　在系統(tǒng)接地型式為TN-C-S系統(tǒng)中，變壓器低壓側(cè)出線為PEN線對地是絕緣的。

　　PEN經(jīng)接線端子分成N線與PE線后，N線不再接地。這時(shí)，剩余電流互感器必須安裝在PEN線分成PE線、N 線后的PE線的中間段上，如圖6。

　　3.2.2 干線剩余電流檢測

　　對220V供電系統(tǒng)，剩余電流互感器只要套住二根電源線即可，要求其中的N線不得再重復(fù)接地。

　　對于380V配電系統(tǒng)，剩余電流互感器必須同時(shí)套住L1、L2、L3、N線，PE線不得穿過互感器，同時(shí)N線此后不得再接地。

　　在接地型式為TN-C系統(tǒng)中，必須將其改造為TN-C-S、TN-S或局部TT系統(tǒng)后，才可以安裝使用剩余電流式保護(hù)裝置。

　　3.2.3 剩余電流互感器的安裝

　　剩余電流互感器應(yīng)安裝易于檢修的地方，互感器的安裝沒有方向問題?；ジ衅骺梢灾苯訏煸诰€上，也可以固定在配電盤上，但安裝時(shí)應(yīng)注意安全。

　　3.2.4 報(bào)警值的設(shè)定

　　剩余電流報(bào)警設(shè)定值必須大于被測電路的泄漏電流值，通常報(bào)警設(shè)定值取值不小于泄漏電流值的兩倍。

　　五、不同供電系統(tǒng)的安裝方案

　　按照相關(guān)規(guī)范要求，建設(shè)項(xiàng)目的區(qū)域低壓配電系統(tǒng)應(yīng)是TN-S系統(tǒng)，即“三相五線制”。在工程實(shí)踐中，往往從節(jié)省投資出發(fā)，把供電干線設(shè)計(jì)成TN-C形式的三相四線，然后以樹干形或放射形分布出去。從整個(gè)配電系統(tǒng)來看，則成為TN-C-S系統(tǒng)。

　　較老舊的建筑，其低壓配電系統(tǒng)多是TN-C系統(tǒng)，即“三相四線制”。

　　不管干線是哪種系統(tǒng)形式，在需要設(shè)置剩余電流式探測器的低壓配電柜安裝時(shí)，都應(yīng)當(dāng)在配電柜內(nèi)把出線轉(zhuǎn)換成TN-S系統(tǒng)或TT系統(tǒng)，并且要確保出線的N線不重復(fù)接地。

　　力安科技基于大數(shù)據(jù)的電氣火災(zāi)隱患治理系統(tǒng)——智慧用電系統(tǒng)，智慧用電是城市安全的重要組成部分，其核心是“平臺(tái)+服務(wù)”，智慧用電遵循“隱患分析數(shù)據(jù)化、隱患監(jiān)管網(wǎng)格化和隱患治理社會(huì)化”的原則，為城市用電安全建立一個(gè)可持續(xù)、可運(yùn)營的電氣火災(zāi)隱患治理體系。因此，智慧用電可以大幅度降低城市電氣火災(zāi)的發(fā)生率和預(yù)防城市重特大電氣火災(zāi)事故。

　　智慧式用電安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)以科學(xué)動(dòng)態(tài)的管理棋式，有效掌握用電線路的運(yùn)行狀況，及日才發(fā)現(xiàn)電氣線路中出現(xiàn)的安全隱怠，智慧式地防范電氣火災(zāi)，是邁向“智慧城市”，實(shí)現(xiàn)“以科技促安全” 。

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