消防物聯網智慧用電安全管理服務系統

近年來，我國電氣火災高發造成重大人員傷亡和財產損失。1、據統計，2011年至2016年，我國共發生電氣火災52.4萬起，造成3261人死亡，2063人受傷，直接經濟損失92億余元。電氣原因引起的火災占火災總數的30%以上，重特大火災中電氣原因造成的損失比例為70%以上。

2、《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號中明確指出：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。目標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。

3、智慧式用電安全隱患管理服務系統，作為新一代全面實踐“預防為主”的消防物聯網電氣火災預警管理工具，加強了風險在線監測及隱患預警防控能力，推動了現代信息技術與安全生產服務的深度融合。

一、電氣火災的成因

通過對大量電氣事故的分析，引起供電設備故障的直接原因主要是各種高低壓開關柜內部觸頭，變壓器、母排、電纜的接頭等，因制作質量不良壓接不緊，長期運行造成材質老化、接觸電阻增大，在負荷增加時出現接頭過熱、甚至燒穿。接頭的質量好壞，只能在運行中發現，而且運行時間越長越容易發生過熱燒穿事故。因此電力設備的監控，必須對這些容易發熱 的觸頭、接頭進行跟蹤監測。

現在供電系統，依靠人工巡檢的方式，來排查發熱故障點，但是，在惡劣的天氣條件下，在封閉性比較強的配電箱柜中，很難實現溫度的檢測。隨著負荷的增大，安全運行的需要，保障電力供應的安全可靠是安全運行的必要條件。

1、漏電火災

所謂漏電，就是線路的某一個地方因為某種原因（自然原因或人為原因，如風吹雨打、潮濕、高溫、碰壓、劃破、磨擦、腐蝕等）使電線的絕緣或支架材料的絕緣能力下降，導致電線與電線之間（通過損壞的絕緣、支架等）、導線與大地之間（電線通過水泥墻壁的鋼筋、馬口鐵皮等）有一部分電流通過，這種現象就是漏電。

當漏電發生時，漏泄的電流在流入大地途中，如遇電阻較大的部位時，會產生局部高溫，致使附近的可燃物著火，從而引起火災。此外，在漏電點產生的漏電火花，同樣也會引起火災。

2、短路火災

電氣線路中的裸導線或絕緣導線的絕緣體破損后，火線與零線，或火線與地線（包括接地從屬于大地）在某一點碰在一起，引起電流突然大量增加的現象就叫短路，俗稱碰線、混線或連電。

由于短路時電阻突然減少，電流突然增大，其瞬間的發熱量也很大，大大超過了線路正常工作時的發熱量，并在短路點易產生強烈的火花和電弧，不僅能使絕緣層迅速燃燒，而且能使金屬熔化，引起附近的易燃可燃物燃燒，造成火災。

3、過負荷火災

所謂過負荷是指當導線中通過電流量超過了安全載流量時，導線的溫度不斷升高，這種現象就叫導線過負荷。

當導線過負荷時，加快了導線絕緣層老化變質。當嚴重過負荷時，導線的溫度會不斷升高，甚至會引起導線的絕緣發生燃燒，并能引燃導線附近的可燃物，從而造成火災。

4、接觸電阻過大火災

*：凡是導線與導線、導線與開關、熔斷器、儀表、電氣設備等連接的地方都有接頭，在接頭的接觸面上形成的電阻稱為接觸電阻。當有電流通過接頭時會發熱，這是正?，F象。如果接頭處理良好，接觸電阻不大，則接頭點的發熱就很少，可以保持正常溫度。如果接頭中有雜質，連接不牢靠或其他原因使接頭接觸不良，造成接觸部位的局部電阻過大，當電流通過接頭時，就會在此處產生大量的熱，形成高溫，這種現象就是接觸電阻過大。

在有較大電流通過的電氣線路上，如果在某處出現接觸電阻過大這種現象時，就會在接觸電阻過大的局部范圍內產生極大的熱量，使金屬變色甚至熔化，引起導線的絕緣層發生燃燒，并引燃燒附近的可燃物或導線上積落的粉塵、纖維等，從而造成火災。

實驗證明，當絕緣受損的線路上面產生的漏電流達到300-500mA時，破損處將和鄰近的接地導體產生火花放電現象。這時釋放出來的電火花可以輕易的引燃周圍的可燃物和易燃物，從而造成火災事故。即使周圍沒有易燃、可燃物存在，泄漏電流產生的火花放電同樣可以加速絕緣的受損面積，使得受損點周圍的絕緣層迅速碳化，變為易燃物體，再被火花點燃起火。

因此，監控配電系統中的泄漏電流情況和溫度非正常升高情況及電壓電流變化情況在防范電氣火災的發生上起著非常重要的作用。

二、解決方法：

目前為了防止電氣事故，一般均采用的是人工巡檢法，電工定時到各配電室進行巡檢，用原始的嗅覺和觸覺，來感知配電柜（箱）內有無異味、大的電纜有無溫度異常，配備有測溫槍的單位，會定期測量電纜接點和母排的溫度。對于漏電流、接頭溫度異常和電纜橋架內或者電纜夾層內的異常問題，僅靠人體感官是無法察覺的。因此，只有采用能實時監控溫度的設備，與原有的斷路器結合，對供電系統形成更全面的保護，才能科學、有效、方便的防范電氣火災，保障人身和財產安全。


根據現場調研情況，由于城區歷史悠久，且場所作為人員密集且建筑、供電設備設計不規范、一般無專業電工管理，按當下的消防安全的要求來說，存在嚴重的消防安全隱患，亟需整改。主要問題是：

1、對電氣線路設備情況不熟悉，往往私拉亂接造成線路和設備過載、老化、接觸不良和三相電流不平衡等，還有的臨時線路環境復雜，受外力損壞，而漏電打火成災。

2、電氣設備使用管理不當。電氣設備使用管理不當引起火災在整個電氣火災中占相當大的比例，如電腦、空調等設備長時期處于工作帶電狀態，通風條件差，容易發熱漏電打火。電熱器、大功率照明燈距可燃物較近都有可能造成電氣火災。

3、違章檢修。由于娛樂場所人員復雜，素質也參差不齊，對電氣設備管理使用不當，一旦出現故障，倉促維修，尤其是保險裝置熔斷，不找原因，先通電維持經營，久而久之，裝置處氧化受損，電阻增大，電線發熱老化。

三、實施方案

智慧式用電安全隱患監管服務系統通過對“樓層配電箱”電氣設備的智能化升級--加裝智能監測終端，通過無線通信模塊把數據實時上傳到后臺進行監控，實現對電氣設備的剩余電流、溫度、電流、電壓等狀態數據采集和上傳，形成用戶自己的管理終端應用，完成用戶供電系統*的綜合安全監控，還可以通過操作按鍵實現多種電參量的檢查、自檢和復位等功能操作。

安全負責人安裝手機APP軟件，實時管理維護區域電氣安全情況，消防監控部門可通過監管平臺時時查看電氣安全運行狀態。

依據《電氣火災監控系統設計、施工及驗收規范》的要求，本系統綜合實現各單位總用電回路的剩余電流、線纜接點溫度、電壓、電流、能耗統計等數據的實時采集與上傳，通過PC端、手機APP等監控終端可以實時掌控用電安全情況，真正實現電氣火災故障隱患前期預警的一體化實時監測。所有數據經云平臺綜合診斷分析，及時發現用戶的用電線路是否存在漏電、過載、短路、過壓、接觸不良及溫升異常等故障隱患，全面掌握用電回路狀態及運行趨勢，有效避免電氣火災事故的發生，為用戶實現電氣火災的智慧化監控管理，提供整體解決方案及全新服務模式。

本方案基于智慧式用電安全隱患監管服務系統，綜合采用物聯傳感、移動互聯、云計算及大數據等現代信息技術，依托系列化的智能監測終端、無線數傳設備及云平臺，構建而成的新一代物聯網數據服務平臺系統?；诒鞠到y方案，*實現電氣火災防控由被動轉主動、事后變事前、人防轉技防，防患于未然，有效避免電氣火災等安全事故的發生，在提升電氣火災防控水平、保障安全用電方面發揮重要作用。

四、系統結構

本系統是單位的總進線空氣開關處及樓層配電箱安裝智能電氣火災探測器，對用電線路進行實時監控，智能電氣火災探測器所采集的漏電、溫度、電壓、電流等數據，通過物聯網卡實時上傳至云平臺，經云端服務器診斷分析后，反饋于監控終端（PC、APP），通過手機APP與PC客戶端軟件，可隨時隨地掌控各行用電線路的安全狀況，真正做到防范于未然，防消結合、預防為主的目的！

1、智慧用電產品實時監測各類電氣參數，對漏電流、三相電流、溫度、三相電壓、諧波等數據進行實時監控，并對出現的隱患進行及時預警和定位，通過手機APP界面信息、PC電腦信息、電話等多種方式及時推送和通知用戶，讓用戶的管理人員能隨時隨地實現對電氣火災隱患的監控與管理，并進行隱患排查。

2、云平臺通過對電氣各類參數進行大數據分析處理，多維度預測電氣安全狀態趨勢，為用戶進行電氣安全評估、隱患分析、系統優化、能效管理及整體用能情況提供數據支持和系統展示，使用戶在達到智慧用電安全、避免電氣火災及事故出現的同時，對用戶的電能消耗、負荷變化實時掌控，在做到保障用戶電氣安全的同時也實現用戶的智慧用電。

具體應用如下：完成用戶電氣安全隱患的日報統計、用電日月年統計分析、隱患排查檢修的日志、安全趨勢預測、電氣溫度漏電電流參數的實時曲線和歷史曲線查詢、定期推送電氣安全知識等，真正讓智慧安全用電實現用戶的“明白用電和安全用電”。

3、監管平臺為xxxxxx政府及上級政府監管單位提供大數據平臺，完成政府部門管轄區域內智慧電氣火災的安裝數量、設施在線率、隱患報警率、隱患排查及時率、區域電氣安全綜合系數的實時展示，讓大數據應用為監管部門提供準確及時的決策及監管依據，為監管提供極大的便利。平臺大數據報告將根據監管部門的需要每月或每季度出臺一次，并依據大數據對區域內電氣安全隱患重點單位進行排名統計，實現重要隱患單位的重點監管，有效降低區域內電氣火災及事故的出現。

消防物聯網智慧用電安全管理服務系統是具有遠程服務平臺的電氣火災監控系統，它對引起電氣火災的主要因素（線纜溫度、電壓、電流、剩余電流、諧波、）進行實時在線監測和統計分析，可實現對配電柜（箱）、二級箱柜、末端的配電箱等各關鍵節點的剩余電流、電流和溫度的實時檢測，采集剩余電流、導線溫度和電流的數據變化，手機及時掌握線路存在的用電安全隱患狀態，預防并發現電氣線路動態運行中出現的安全隱患，并通過系統分析電氣設備回路的相關參數，判斷故障發生的原因，指導企業開展治理，達到消除潛在的電氣火災安全隱患，實現“防范于未燃”的目的。

優點：

①節約能耗：降低漏電電流，節約能耗；

②節約人員成本：減少了用電安全檢查次數，不用再添新電工；

③提高用電安全管理水平，及時發現并排除難以察覺的線路隱患；

④實現明白用電、安全用電、實現移動值班室、掌上監控中心。

1、設備現場安裝

在單位配電柜（箱）中加入電氣火災監控探測器、電流傳感器、溫度傳感器以及剩余電流傳感器，實時采集電氣線路的剩余電流、導線溫度和電流參數，并通過無線方式把數據上傳到電氣火災綜合管理服務平臺，安裝過程無需斷電，方便快捷。

2、PC端實時監控

一旦監測到電氣線路的剩余電流、導線溫度和電流值的異常，智慧式用電安全管理服務系統會通過電氣火災監控探測器本地報警、平臺報警、短信提醒和定期的電器火災分析報告等多種形式通知客戶?？蛻艨梢酝ㄟ^電腦登錄平臺，實時掌握用電安全情況。

3、手機端方便快捷

同時企業單位通過物聯網技術，手機上即可24小時管理單位用電情況，當出現電流異常情況，手機端自動收到推送消息，方便快速處理。有效預防了電氣火災的發生，將看不見摸不著的用電隱患裝進了智慧的籠子。

用電“看得見”

通過物聯網技術，電腦和手機上即可24小時查看電流值、線纜溫度、是否漏電，有效預防了電氣火災的發生，將看不見摸不著的用電隱患裝進了智慧的籠子。