智慧式用電安全隱患監管服務系統

電在給我們生產生活帶來便捷的同時，也給我們帶來某些災難。有統計數據顯示，在已查證原因的火災中，50% 左右被定性為電氣火災。據不*統計，全國每年發生的火災， 一半以上是因電氣設備或線纜故障引發，不少電氣火災還造成人員傷亡，損失巨大。以浙江省杭州市為例，2014 年全市共發生火災5679 起，從已查明的火災原因來看，其中由于電氣故障原因引發的火災2487 起，約占全年火災總數的44% 。電氣火災嚴重影響著人民生命財產安全，如何科學、智慧地防范電氣火災已經成為當前物聯網背景下會社會高度關注的一大問題。

　　1 電氣火災頻發的原因及傳統監測技術的缺陷

　　1.1 原因

　　隨著經濟建設和人類物質文化生活的飛速發展。城鄉居民使用的電氣設備逐漸多，然而出于電氣設備自身產品質量問題以及忽略對電氣設備線路和設施的標準化安裝使用。電氣配電線路和設備的安全隱患排查檢查技術復雜、不易操作， 很難防范，導致電氣火災接二連三發生。

　　經調查分析，電氣火災主要由漏電、短路故障、過負荷、接觸不良等四個方面的原因引發，即因電氣線路、用電設備、器具以及供配電設備出現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備本身或其他可燃物而造成的火災。

　　在經濟繁榮的新形勢下?？刂齐姎饣馂牡陌l生，是消防工作的一項經常性的重要內容，對減少火災損失起著舉足輕重的作用。做好電氣防火，不僅對維護正常的生產和生活秩序，保證經濟順利發展具有重要的現實意義，同時也已成為保障社會公共安全的一個重要組成部分。

　　1.2 傳統監測技術的缺陷

　　傳統的電氣火災監測技術可以對線路的漏電、過載情況進行監測并實施報警，但缺乏對歷史數據的分析研判功能，因此難以發現處于隱蔽狀態的電氣設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以及電弧形成的電氣火災無法預防，也無法對電力污染形成的電氣火災進行預警，無法預知電氣設備故障。不能及時發現和排除報警裝置自身故障，無法正確診斷和評估電氣設備及線路的安全狀況，更難以定位建筑中電氣火災隱患點，致使電氣裝置長期處于隱患故障狀態，埋下禍根。有時往往火災形成后還未及時報警。

　　2 智慧式用電安全隱患監管服務系統組成及應用

　　科學技術的突飛猛進讓人類社會由互聯網時代向物聯網時代演進，在防范電氣火災領域，物聯網通信技術發揮著巨大作用，其中較為突出的是智慧式用電安全隱患監管服務系統。

　　2. 1 組成

　　智慧式用電安全隱患監管服務系統是基于物聯網技術。物聯網的傳感器通訊系統、電氣火災監控探測器和智慧式電氣火災安全隱患服務平臺等三個部分所組成，在漏電監控方面屬于先期預報警系統。通過智慧式電氣火災監管系統，可以實時監控校會單位用電設施、設備、電氣線路的運行情況。及時對電氣火災隱患作出警示，更好地輔助單位加強自身配電、用電設施設備、電氣線路的管理維護，保證電氣系統正常運行。極大減少電氣火災的發生。

　　2. 2 原理

　　智慧式用電安全隱患監管服務系統。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 ，利用電磁感應原理、溫度效應的變化對電氣設備中的電流、溫度等參數進行采集，并輸送到監控探測器里，對變化的幅值進行分析、判斷，并與報警設定值進行比較。當發現電氣設備中的電流、溫度等參數發生異?；蛲蛔?，超出設定值時， 發出報警信號。同時，也輸送到監控設備中，再經監控設備進一步識別、判定，當確認可能會發生火災時，監控主機發出火災報警信號，點亮報警指示燈，發出報警音響，同時在液晶顯示屏上顯示火災報警等信息，并以手機短信、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以上顯示的信息，迅速到事故現場進行檢查處理。

圖2 智慧用電安全管理系統云平臺架構圖

　　2.3 應用

　　智慧式用電安全隱患監管服務系統可被廣泛應用于各類商場市場、文保古建筑、大型糧倉貨倉、易燃易爆企業、醫院等企事業單位，并在不斷擴大應用領域。目前，重點防范可能導致群死群傷火災的消防重點場所和領域。一是易燃易爆危險品場所；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綜合體、公共辦公場所；三是居民小區各類服務場所和幼兒園、小商店等“九小”場所；四是敬老院、福利院等社會福利機構；五是醫院、學校、文保等重點領域；六是KTV、網吧等娛樂場所；七是銀行、證券、保險等金融服務場所；八是各類工礦商貿企業等其他人員密集場所。

　　3 智慧式用電安全隱患監管服務系統的優勢

　　3. 1 可作為城市消防遠程監控信息平臺的必要補充由于城市消防遠程監控信息平臺可對社會單位自動火災報警系統及自動消防設施的運行狀態進行實時動態監測，但缺乏對社會單位電氣火災隱患的實時預警、搬警及有效監管，將咆氣火災安全隱患監管服務系統納入城市消防遠程監控信息平臺聯網服務范疇后，通過補充完善對社會單位電氣火災隱怠重點部位的遠程實時監管，擴大城市消防遠程監控信息平臺的火災防控信息服務覆蓋而。消防部門可通過推進應用電氣火災安全隱患監管服務系統，達到完善城市消防遠程監控信息平臺的整體服務，將電氣火災遠程監管與城市消防遠程監控信息互為補充、雙向共事，逐漸打造出一個火災防控麗廣、信息服務智能化商的“消防物聯網智慧服務平臺”，更好地為社會單位提供全而細致的火災防控信息服務。

　　3.2 可打造全新、全面的遠程信息服務模式

　　智慧式用電安全隱患監管服務系統通過真實傳感數據的電氣火災監管體系、專業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安全監管服務。對社會單位也氣系統設施設備、線路進行實時在線“體檢”，對火災隱患準確預警、報警，并定期提供遠程“體檢”報告，服務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現并消除電氣火災安全隱患；同時依托統－安易云的電氣火災監控遠程服務中心，為社會單位提供監控數據的安全存儲空間，全面記錄電氣系統的剩余電流、溫度的運行數據。實時捕捉瞬間漏電流變化，真實反映社會單位的電氣火災隱患與違規用電等安全問題，使社會單位對電氣火災隱患早發現早處理。

　　3.3 可為火災原因調查提供輔證

　　智慧式用電安全隱患監管服務系統通過長期運行，擁有強大的用電歷史記最數據庫，可支持查詢任意時間段的用電數據，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、專業化的電氣火災安全隱患分析和處理服務， 同時無需人工評判便可智能評估社會單位電氣火災安全等級，自動為社會單位提供專業的診斷報告。消防部門在進行火災調查時也可依據智慧式電氣火災安全隱患監管服務系統所擁有的長期動態監控數據快速高效地找準原因。

　　3.4 可提高消防監督效率

　　通過全面提供智慧式電氣火災安全隱患監管服務，可以為消防監督提供一個動態掌控社會單位電氣火災隱患等消防安全狀況的平臺，有利于監督部門實現以信息主導消防警務，強化對社會單位電氣火災的人”“以科技促安全”的有力“助推劑” 。智慧式電氣火宏觀監管、重點監管和精確監管，及時掌握電氣火災高災安全隱患監管服務系統應用前景將十分廣闊。

　　力安科技智慧用電

一、智慧用電定義

　　智慧用電是利用物聯網、人工智能、虛擬現實、移動互聯網+等智慧用電安全技術，通過智慧用電探測器及終端設備監測用電線路中的電流、溫度、剩余電流等因素，配合安易云大數據云計算平臺、火情智能研判等專業應用，借助數據統計分析處理，異常報警等功能，實現對用電線路的實時監控，智慧用電安全管理系統在電氣火災防患中發揮著重要作用，實現了人防物防技防的相結合。最大限度做到“早發現、早治理”，切實保障人們的生產生活、生命和財產安全。

　　二、智慧用電系統原理

　　智慧用電系統是由剩余電流互感器、溫度傳感器、智慧用電安全探測器、報警器、智慧用電app或滅弧裝置等智慧用電終端設備構成的電氣火災實時監測報警系統，其系統組成方框圖--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，經放大、變換處理后，經總線輸往智慧用電監控設備及智慧用電云平臺。運用云計算技術，實現電氣安全數據從現場到云端，從云端到APP的高效傳輸，通過智慧用電監控設備和app用以顯示回路數和漏電電流大小，用于報警及切斷電源等。還有信號存儲及打印功能，供隨時查詢。

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

　　三、智慧用電組網方式

　　監控系統的三種組成方式

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

　　圖3 探測器報警器分體式結構

　　2）智慧用電系統由剩余電流互感器、漏電探測報警器組成，探測報警器由*種的探測器與報警器組合而成（獨立式）。為了實現遠程報警，可以再增加遠程報警盒--如圖4所示，探測報警器與遠程報警盒以有線方式連接。

　　圖4 探測器報警器一體式結構

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

　　四、智慧用電系統安裝方式

　　2.1、低壓配電系統總剩余電流檢測

　　如果想監測本單位用電系統的總體絕緣狀態，可以檢測系統的總剩余電流，前提是單位需有獨立的變電系統。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、報警器可以選用分體式或一體式結構，如圖6所示。

　　圖6 系統剩余電流監測

　　此種剩余電流檢測要求供電系統的接地形式為TN-S系統。

　　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載產生的剩余電流，如圖7所示。

　　圖7 干線剩余電流監測

　　2.3、多路干線剩余電流檢測

　　以2路檢測為例：2個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測

　　五、智慧用電系統安裝及注意事項

　　3.1、分級保護

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

　　3.2、安裝注意事項

　　3.2.1 系統剩余電流檢測

　　在系統接地型式為TN-C-S系統中，變壓器低壓側出線為PEN線對地是絕緣的。

　　PEN經接線端子分成N線與PE線后，N線不再接地。這時，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，剩余電流互感器只要套住二根電源線即可，要求其中的N線不得再重復接地。

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

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

　　3.2.3 剩余電流互感器的安裝

　　剩余電流互感器應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，但安裝時應注意安全。

　　3.2.4 報警值的設定

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

　　五、不同供電系統的安裝方案

　　按照相關規范要求，建設項目的區域低壓配電系統應是TN-S系統，即“三相五線制”。在工程實踐中，往往從節省投資出發，把供電干線設計成TN-C形式的三相四線，然后以樹干形或放射形分布出去。從整個配電系統來看，則成為TN-C-S系統。

　　較老舊的建筑，其低壓配電系統多是TN-C系統，即“三相四線制”。

　　不管干線是哪種系統形式，在需要設置剩余電流式探測器的低壓配電柜安裝時，都應當在配電柜內把出線轉換成TN-S系統或TT系統，并且要確保出線的N線不重復接地。

　　力安科技基于大數據的電氣火災隱患治理系統——智慧用電系統，智慧用電是城市安全的重要組成部分，其核心是“平臺+服務”，智慧用電遵循“隱患分析數據化、隱患監管網格化和隱患治理社會化”的原則，為城市用電安全建立一個可持續、可運營的電氣火災隱患治理體系。因此，智慧用電可以大幅度降低城市電氣火災的發生率和預防城市重特大電氣火災事故。

　　智慧式用電安全隱患監管服務系統以科學動態的管理棋式，有效掌握用電線路的運行狀況，及日才發現電氣線路中出現的安全隱怠，智慧式地防范電氣火災，是邁向“智慧城市”，實現“以科技促安全” 。

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