智慧安全用電監控系統

智慧安全用電監控系統既是順應社會發展趨勢的必然選擇，又是消防物聯網技術發展的必然趨勢。智慧用電廠家力安科技指出，智慧用電需要重點發展的兩個方向：一方面努力實現電影響氣安全隱患因素，如溫度、電流等各種信息在監測、智能判斷、智慧預警等方面的智能化、智慧化；另一方面，智慧用電作為智慧消防的子業務范圍，在未來智慧城市、智慧消防建設中具有舉足輕重的作用。

一、智慧用電建設的背景意義

在社會經濟體系高速發展進化的時代背景下，能源管理面臨著重大的挑戰，企業（事業單位）的標準化電力建設成為了確保企業走可持續發展道路的基礎，對于企業（事業單位）的穩定與發展具有十分重要意義，并發揮了顯著的作用，它不但能夠提高工程效率、提升產品質量，還能夠推動產品技術的發展，從而促進電力企業在安全運轉下平穩發展，滿足廣大群眾對更加清晰、更高質量安全用電升級的需求，推動城市繁榮興盛，是新時代用電安全行業的重大使命。

國務院安全生產委員會關于開展電氣火災綜合治理工作的通知，安委〔2017〕4號中明確提出：“全面排查整治電器產品生產質量、建設工程電氣設計施工、電器產品及其線路使用管理等方面存在的隱患和問題，嚴厲打擊違法生產、銷售假冒偽劣電器產品行為，排查整治社會單位電氣使用維護違章違規行為，力爭通過三年綜合治理，實現電器產品質量明顯提升，建設工程電氣設計、施工質量明顯提升，社會單位電氣使用維護安全水平明顯提升，全國電氣火災事故顯著減少。”因此，智慧安全用電監控系統是國家相關戰略布局中的一個重要 組成部分，也是貫徹“智慧城市”發展目標的必然要求。

（一）智慧用電的定義

智慧用電是以落實國家電氣火災三年綜合治理為宗旨，以有線、無線、互聯網等多種協同承載為依托，以云計算、大數據、物聯網及等綜合技術為支撐，以融合智慧城市、智慧消防為目標，以全面提升用電安全管理及服務能力為指標的智慧安全用電監控系統。智慧用電是對未來電氣安全管理的戰略定位及詮釋，是改革性的重要手段，是建立跨領域、行業、系統、部門生態環境的關鍵契機；是*提高電氣安全服務能力的必經之路。

智慧安全用電監控系統通過物聯網技術對電氣引發火災的主要因素（導線溫度、電流和漏電電流等）進行不間斷的數據跟蹤與統計分析，實時發現電氣線路和用電設備存在的安全隱患，即時向系統使用單位管理人員發送預警信息，消除電氣火災安全隱患，確保用電安全。

（二）智慧用電建設的重點領域

智慧用電的建設要以智能化的未來消防物聯網為基礎，融合大數據、云計算、人工智能、VR、AR和移動互聯網、物聯網等*技術和設施，推動信息科技與社會生活深度融合，實現信息傳遞、管控及其服務的智能化、安全化，推動信息社會進入高級階段，最終與智慧城市、智慧社區和智慧家庭等融為一體。

首先，智慧用電需要實現用電安全監控、智能預判等功能的智能化、智慧化。智慧化是指系統的自我學習、自我反饋、自我適應。為此，需要在“云、管、端”等三方面開展建設工作。在云端層建設云信息服務平臺，實現海量信息的智能化分類篩選、精編和深加工，精準高效地完成隱患信息的預判。

除了電氣安全監控，智慧用電更需要延伸業務范圍，力求更加深入地融入經濟、政治和社會生活當中。打造智慧用電，一方面需要重視政府業務，及時與各級部門的信息資源對接，協助相關部門建立健全服務體系；另一方面，智慧用電應該順應市場新需求，延伸新功能，將用戶需求與市場需求相結合，圍繞人民群眾的衣、食、住、行、游、 娛、財等展開多種服務功能開發。

二、智慧用電的發展任務

（一）智慧用電政策保障

國務院安全生產委員會關于開展電氣火災綜合治理工作的通知安委〔2017〕4號

“為有效遏制電氣火災高發勢頭，確保人民群眾生命財產安全，經國務院領導同志同意，國務院安委會決定在全國范圍內組織開展為期三年的電氣火災綜合治理工作。”

關于全面推進“智慧消防”建設的指導意見公消〔2017〕297號

“接入電氣火災監控系統或裝置，實時監測漏電電流、線纜溫度等情況”

隨著物聯網、大數據、移動應用等技術的不斷進步，運用*技術手段，建設“智慧消防”，通過物聯網遠程監控手段，減少電氣火災隱患，已是勢在必行。

隨著智慧用電的推進，開展智慧用電試點，并由個別城市逐步向地區化擴大，實現我國智慧用電建設的發展。

（二）智慧用電平臺構建

智慧用電云平臺不但是一個用電安全管理業務平臺，還應該是一個綜合性管理平臺，同時又是一個開放性的社會服務平臺。云平臺將分為監管、能源管理、綜合服務、運營支撐等多個部分，為 企業、用戶、安監等提供技術支撐，構成智慧化用電安全網絡系統前端。建設底層數據中心這一智慧用電的“大腦”，將數據進行分類、篩選、加工等處理，并通過人工智能、大數據的引入，使其具備自我學習和成長的能力，實現數據的“智慧化”。

建設以綜合安全平臺為基礎的安全可控體系，確保海量信息有效采集、安全傳輸、真實溯源、數據聚集，針對關鍵信息基礎設施進行控制系統強化升級，構建智慧用電的信息安全制度體系和技術規范。

（三）智慧用電升級改造

在改造升級原有電氣火災監控系統到智慧用電的同時，推動智慧消防發展，優化城市消防資源配置和使用，構建智慧消防與智慧用電的智能協同覆蓋網絡，并在此基礎上，大力研究、拓展及應用推廣消防物聯網技術和業務，形成推動智慧消防產業發展新的核心競爭力，同時，構建全國統一的應急消防管理系統，服務消防公共安全。

此外，智慧用電建設應與智慧安監、智慧消防融合規劃相銜接，使智慧安全用電監控系統真正成為消防基礎設施，滿足用戶隨時隨地享受消防智慧化的服務需求。

（四）智慧用電業務發展

智慧用電需要以力安智慧用電系統基礎的智能融合終端及智能網關，并以其為核心推動智慧消防和虛擬現實技術、增強現實技術等相關設備的部署。在保障業務安全的基礎上，與其他垂直行業、領域進行合作，在各種設備上開展相關應用程序開發，實現用戶的智能化、智慧化業務服務。

推進智慧用電在智慧消防中的應用，鼓勵合作企業和相關管部門推廣智慧用電應用，建設智慧用電試點，充分發揮智慧用電智能、安全、快速、高質量的特點，促進智慧用電成熟發展。

智慧用電業務發展中，需要積極爭取政府對于智慧用電的支持，力爭產業化發展基金、基礎設施建設基金等各項發展資金扶持，高效使用相關資源。同時加強智慧用電、智慧消防等公共服務管理，盡量制定實施適應市場經濟配置的管理規定，并主動引導和支撐主管部門落實智慧用電發展的具體政策和策略。

三、力安智慧安全用電監控系統

力安智慧安全用電監控系統是基于互聯網、大數據、云計算技術的電氣火災隱患預警平臺，平臺通過前端物聯網設備對建筑物內的電氣線路進行24小時實時監測。用戶可以實時掌握線路的電能、電壓、電流、（漏）剩余電流變化、溫度變化等相關參數，通過無線通訊模塊，將電氣安全數據上傳至平臺服務器，從而實現被監測線路電氣防火的大數據管理，幫助單位掌握自身用電情況。

力安智慧安全用電監控系統的前端傳感設備一旦監測到電氣線路出現問題，會立即將隱患信息以短信形式發送至負責人手機，平臺兼有專業技術服務團隊提供技術咨詢、重大隱患電話提醒服務。如有需要，本地服務團隊將上門協助排查。

力安智慧安全用電監控系統通過電氣安全數據的高效傳輸，利用手機APP端和電腦WEB端實現對電氣安全隱患的遠程實時監管和精準定位，即使出差在外，也可掌握單位用電數據。通過平臺服務和云計算技術實現對電氣安全數據多維度、多角度的科學分析及處理，用戶可以在線體驗用電周報，為實施精準電氣改造提供直觀依據。同時，平臺支持無線組網模式，減少施工時間，降低對原有電氣線路施工改造，使傳輸更加穩定。

圖2 智慧用電安全管理系統云平臺架構圖

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。