龔永波

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

 

摘要：建設智慧式電氣火災隱患監管服務系統，強化電氣火災隱患監管排查，是當前物聯網背景下全社會越來越關注的一大課題。文章分析了電氣火災頻發的原因以及傳統電氣火災監測技術的缺陷。提出智慧式電氣火災隱患監管系統在防范電氣火災中的應用及優勢。

關鍵詞：物聯網；電氣火災；隱患監管；應用

 

 

0引言

電在給人們生產生活帶來便利的同時，也給人們帶來一些災難。有數據顯示，在已查明原因的火災中，40％～60％被定性為電氣火災。據不完全統計，浙江省每年發生的火災，一半以上是因電氣設備或線路故障引發，不少電氣火災還造成人員傷亡，損失巨大。以杭州市為例，2014年全市共發生火災5 679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2 487起，約占全年火災總數的44％。2014年奪走16條鮮活生命的“1·14”溫嶺大東鞋廠火災也是因電線起火釀成的悲劇。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全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

隨著經濟建設和人們物質文化生活的不斷發展，城鄉居民使用的電氣設備日益增多，然而由于電氣設備本身質量問題以及忽視對電氣線路和設備的規范安裝使用，電氣線路和設備的安全隱患檢查技術復雜、不易操作，難以防范，導致電氣火災接連發生。

經調查分析，電氣火災主要由漏電、短路、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本體或其他可燃物而造成的火災…。

在經濟繁榮的新形勢下，控制電氣火災的發生，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智慧式電氣火災安全隱患監管系統組成及應用 

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，物聯網勢必將以無處不在、無時不在、無人不用、無所不能的超導性、智能型和可組合性統攬物質世界。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電氣火災安全隱患監管服務。

2.1組成

智慧式電氣火災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，可以實時監控社會單位用電設施、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，減少電氣火災的發生，具體結構組成見圖1。

 

圖1 智慧式電氣火災安全隱患監管服務系統結構組成

2.2原理

自人類進入電氣時代以來，為了用電安全的需要先后發明制造了拉線開關、保險絲、漏電開關、斷路器、空氣開關等裝置。然而，現在使用的各類傳統開關，根本不能有效杜絕電氣火災的發生。漏電、短路等引起的火災和大范圍停電，給用戶的生命財產造成了嚴重的損失，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，世界電氣權威專家提出了電氣安全防護化被動為主動的“預防為主，綜合防護”的電氣安全理念——智慧式電氣火災安全隱患監管服務系統。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(見圖2)。

 

圖2智慧式電氣火災安全隱患監管服務線路監測參數圖

與傳統火災自動報警系統不同的是，智慧式電氣火災安全隱患監管服務系統實現早期報警，還能根據一段時間的歷史數據對用戶的用電情況進行專業分析，評估用電風險，從而避免損失，大幅度降低火災等涉電事故發生的概率，提高用電安全監管水平(見圖3)。日本在20世紀80年代末期強制實行電氣火災隱患監管后，電氣火災占總火災的比例便從原來的30％下降到了2％。

 

圖3智慧式電氣火災安全隱患監管服務報警顯示圖

2.3應用

智慧式電氣火災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，北京故宮已有1個區域完成了智慧式電氣火災安全隱患監管服務系統安裝試點工作，效果顯著。下一步整個故宮所有區域都將予以安裝。浙江省部分地區正部署和推進智慧式電氣火災安全隱患監管服務系統，開啟防范電氣火災的管理新模式。

智慧式電氣火災安全隱患監管服務系統還能連接煙霧報警等器材設備，用于“十小場所”安全管理，便于各場所、建筑“對癥下藥”，將火災隱患消滅在萌芽狀態。

 

 

3智慧式電氣火災安全隱患監管系統的優勢 

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、報警及有效監管，將電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患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面。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、雙向共享，逐漸打造出一個火災防控面廣、信息服務智能化高的“消防物聯網智慧服務平臺”，更好地為社會單位提供細致的火災防控信息服務。

3.2可打造全新的遠程信息服務模式

智慧式電氣火災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。即對社會單位電氣系統設施設備、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；同時依托統一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，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“有據可查”，隱患治理“有的放矢”，具體見圖4。

3.3可為火災原因調查提供輔證

智慧式電氣火災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錄數據庫，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(見圖5)。

3.4可提高消防監督效率

通過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部署消防警的務，強化對社會單位電氣火災的宏觀監管、重點監管和精確監管，及時掌握電氣火災高發時段和高發部位，推進電氣火災隱患的監督整改，更有效地預防和遏制重特大火災，尤其是群死群傷火災的友生。

 

圖4智慧式電氣火災安全隱患監管服務監控報表

 

圖5 智慧式電氣火災安全隱患監管服務用電歷史記錄圖

 

 

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能夠對剩余電流、設備溫度、故障電弧等電氣故障進行實時監控、報警、記錄，并且通過云端的遠程控制。設備與云端的通訊方向不受限制，能上傳數據、透傳指令，并時間顯示實時狀態。通過對上傳至云端的數據進行分析，為用戶提供火災隱患的相關數據，能夠及早的發現問題并實施排查，避免火災的發生。另一方面，云平臺提供超大容量的信息儲存及穩定的服務，提升了服務質量，對用戶的長遠發展具有戰略意義。此外，該系統通過集中監控，使得數據通過每個節點的4G網絡傳輸至云端集中式管理和監控，主控端布置于城市消防大隊，從而能夠對采集的信息進行統一的監控和管理。

 

具體功能如下：

（1）安全用電監管服務系統包含安全用電管理云平臺、電腦終端顯示系統、手機APP、漏電探測器、漏電互感器、電流互感器等。
    （2）安全用電監管服務系統平臺能展示剩余電流、溫度、電流等電氣安全參數的實時監測數據及變化曲線、歷史數據與變化曲線、實時報警數據等，能實時顯示現場服務次數、排除隱患數、未排除隱患數、報警未處理數、常規巡檢及產品維護等數據，監管數據能保存十年以上。
    （3）手機APP軟件同時具有IOS版本和安卓版本，能通過手機APP對每條報警記錄進行呼叫，便于緊急情況下能盡快通知用電單位。
    （4）能對各個單位及設備的電氣安全運行情況進行自動統計和分析評估，并隨時展示電氣安全運行分析報告。
    （5）監控探測終端產品滿足國家法律法規和有關技術標準（GB14287.2《剩余電流式電氣火災監控探測器》和GB14287.3《測溫式電氣火災監控探測器》）的要求，并通過國家消防產品質量監測檢驗中心提供的消防3C認證。
    （6）漏電探測器能同時探測剩余電流、四路溫度、三相電流等參數值，并能通過無線以移動通訊網絡接入安全用電監管系統平臺。

4.2產品選型

4.2.1漏電火災監控探測器

安科瑞故障電弧產品型號代碼為AAFD，共有兩種電流等級，可監測回路故障電弧的發生，并及時預警，提醒用戶處理，防止電弧導致的火災的發生。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，該產品不可在同一臺AF-GSM400下與ARCM混接。如圖：

 

4.2.3限流式保護器

安科瑞限流式保護器型號代碼為ASCP200-1，有三種電流等級，可監測回路短路過載等故障信息，發生故障時預警和產生滅弧效果，防止電弧導致的火災的發生。

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：

短路保護功能。保護器實時監測用電線路電流，當線路發生短路故障時，能在150微秒內實現快速限流保護，并發出聲光報警信號。

過載保護功能。當被保護線路的電流過載且過載持續時間超過動作時間（3…60秒可設）時，保護器啟動限流保護，并發出聲光報警信號。

表內超溫保護功能。當保護器內部器件工作溫度過高時，保護器啟動超溫限流保護，并發出聲光報警信號。

過、欠壓保護功能。當保護器檢測到線路電壓過壓或欠壓時，保護器發出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。

配電線纜溫度監測功能。當被監測線纜溫度超過報警設定值時，保護器發出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。

漏電流監測功能。當被監測的線路漏電超過報警設定值時，保護器發出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。

保護器具有1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數據發送到后臺監控系統，實現遠程監控。

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模塊是一款2G/4G有線無線模塊，該無線模塊為安全用電云平臺專用模塊。

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。默認上傳間隔2分鐘，如發生報警，會實時上傳數據。

4.2.6溫度傳感器

 

溫度傳感器為一熱敏電阻NTC，它提供0-120°的溫度監控基準，可以用來監測線纜或配電箱體的溫度，提供溫度保護。

 

 

5結束語

以科學動態的管理模式，有效掌握用電線路的運行狀況，及時發現電氣線路中出現的安全隱患，智慧式地防范電氣火災，是邁向“智慧城市”，實現“機器換人”“以科技促安全”的有力“助推劑”。智慧式電氣火災安全隱患監管服務系統應用前景將十分廣闊。

 

 

參考文獻

[1]陳尊光．探討電氣火災監控系統設計若干問題[J]．新材料新裝飾，2014(1)．

[2]李海學.智慧式電氣火災隱患監管系統的應用

[3]安科瑞安全用電管理云平臺手冊.2020.02版.

作者簡介：

龔永波，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電，Email: 28801392115@qq.com手機：18702101301 QQ:2881392115