孫長(zhǎng)榮
安科瑞電氣股份有限公司，北京 202012；
摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，建筑電氣火災(zāi)發(fā)生的頻率也呈上升勢(shì)頭，給家財(cái)產(chǎn)和人民的生命安全造成的損失與日俱增，據(jù)統(tǒng)計(jì)，電氣隱患是引發(fā)建筑火災(zāi)的要因素。安科瑞電氣推出的安全用電管理云平臺(tái)采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器和電氣火災(zāi)探測(cè)器，對(duì)引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線(xiàn)溫度、電流和剩余電流）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計(jì)分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時(shí)推送給企業(yè)管理人員，指導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)排查和治理，達(dá)到消除潛在電氣火災(zāi)安全隱患，實(shí)現(xiàn)“防患于未然”的目的。
關(guān)鍵詞： 安全用電；電氣火災(zāi)；安科瑞；
1 項(xiàng)目概況
本安全用電管理云平臺(tái)是旅游景點(diǎn)配電箱改造項(xiàng)目，漏電探測(cè)器共計(jì)9個(gè)。共計(jì)9個(gè)配電箱。客戶(hù)要求能檢測(cè)配電回路的漏電流并且報(bào)警功能。
2 參照標(biāo)準(zhǔn)
鑒于用電不規(guī)范造成人員生命財(cái)產(chǎn)損失。為了加大安全用電的監(jiān)測(cè)力度，近年來(lái)，家相繼制訂或修改了批相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已經(jīng)對(duì)安全用電系統(tǒng)提出了具體的要求，本項(xiàng)目中選用的安科瑞安全用電云平臺(tái)設(shè)計(jì)參照的標(biāo)準(zhǔn)主要有：
GB 13955-2005《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的安裝和運(yùn)行》
GB 14287-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》
GB 50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》
GB 50045-1995《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》
GB 50116-2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》
3.系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)計(jì)
系統(tǒng)架構(gòu)圖：
系統(tǒng)架構(gòu)圖
1) 云端管理層
云端服務(wù)器：應(yīng)用軟件和環(huán)保用電云平臺(tái)軟件，接收、統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)、展示數(shù)據(jù)，提供WEB訪(fǎng)問(wèn)和手機(jī)APP訪(fǎng)問(wèn)，提供異常報(bào)警推送。
2) 中間通訊層
中間通訊層主要部件為通訊傳輸網(wǎng)關(guān)。通訊傳輸網(wǎng)關(guān)：上行通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)上傳云端服務(wù)器，下行通過(guò)RS485接入采集終端通訊。中間通訊層是整個(gè)系統(tǒng)的中間承接，是整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹?/span>
3) 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層由只能儀表，煙感，故障電弧探測(cè)器等設(shè)備組成，通過(guò)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)配電回路的關(guān)鍵模擬量，電參量，開(kāi)關(guān)量等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)具體點(diǎn)位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
4系統(tǒng)特點(diǎn)和工作原理
鑒于本項(xiàng)目的規(guī)模，以及本項(xiàng)目電氣火災(zāi)檢測(cè)點(diǎn)位的實(shí)際情況。無(wú)論在終端剩余電流探測(cè)器還是后臺(tái)主機(jī)都是根據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。
本項(xiàng)目的系統(tǒng)特點(diǎn)可總結(jié)為以下3點(diǎn)：
1) 終端探測(cè)器選用導(dǎo)軌式ARCM300L電氣火災(zāi)探測(cè)器，方便安裝、節(jié)省成本、便于后期維護(hù)。
2) 監(jiān)控業(yè)主重要配電柜的進(jìn)線(xiàn)，采集重要回路的電氣安全參數(shù)。
3) 本項(xiàng)目使用無(wú)線(xiàn)通訊模塊，降低施工以及硬件成本。
電氣安全參數(shù)測(cè)量原理
1) 剩余電流測(cè)量是根據(jù)基爾霍夫電流定律：在同時(shí)刻，電路中流入和流出個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流矢量和為。以TN-S系統(tǒng)為例，將A/B/C/N同時(shí)穿過(guò)剩余電流互感器，當(dāng)系統(tǒng)未發(fā)生漏電時(shí)，流入和流出剩余電流互感器的電流矢量和為，此時(shí)，剩余電流互感器感應(yīng)出的二次電流也為0;當(dāng)某相對(duì)大地發(fā)生漏電，此時(shí)流入和流出剩余電流互感器的電流矢量和不再為，其大小等于從大地流走的電流即漏電流。此漏電信號(hào)通過(guò)剩余電流互感器的二次接線(xiàn)傳輸至電氣火災(zāi)探測(cè)器，經(jīng)運(yùn)算放大、A/D轉(zhuǎn)換后送入CPU，經(jīng)過(guò)系列算法后，對(duì)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，若超出定值則發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并上送至后臺(tái)電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備。
2) 終端探測(cè)器負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)各個(gè)回路的剩余電流值，將剩余電流值的數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機(jī)。終端探測(cè)器還負(fù)責(zé)其監(jiān)測(cè)回路剩余電流值的實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)能夠設(shè)置限值，當(dāng)剩余電流值越限時(shí)能夠發(fā)出聲光報(bào)警，提醒管理人員及時(shí)維護(hù)、整改。
3) 儀表通過(guò)無(wú)線(xiàn)模式將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)將上傳數(shù)據(jù)通過(guò)圖形、報(bào)表、事件記錄等形式反映整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。
5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)和方法
5.1 電氣安全主要監(jiān)測(cè)剩余電流和溫度兩類(lèi)對(duì)象，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的基本要點(diǎn)：
1) 關(guān)于剩余電流
由于剩余電流監(jiān)測(cè)的原理采用了基爾霍夫電流定律，所以，對(duì)所應(yīng)用的低壓配電系統(tǒng)形式有定要求。目，可以應(yīng)用剩余電流互感器的低壓配電系統(tǒng)有：TT系統(tǒng)，IT系統(tǒng)，TN-S系統(tǒng)，不能使用在TN-C系統(tǒng)中。對(duì)將要設(shè)計(jì)安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的用戶(hù)，不管是新工程或舊工程改造項(xiàng)目，先要調(diào)查核實(shí)該用戶(hù)低壓配電系統(tǒng)的系統(tǒng)接地形式是什么，否則，設(shè)計(jì)安裝剩余電流互感器的點(diǎn)位進(jìn)行檢測(cè)是根本無(wú)法施行的。
關(guān)于AC220V單相供電系統(tǒng)，剩余電流互感器只要套住L/N兩根電源線(xiàn)即可，但要求中性線(xiàn)N此后不容許再接地。對(duì)于AC380V三相供電系統(tǒng)，由于有三相三線(xiàn)制、三相四線(xiàn)制、三相五線(xiàn)制等使用狀況，則根據(jù)具體情況將剩余電流互感器同時(shí)套住A/B/C三相電源線(xiàn)，或同時(shí)套住A/B/C/N線(xiàn)。同理，要求中性線(xiàn)N此后不許再接地，保護(hù)線(xiàn)PE不得穿過(guò)互感器。
在系統(tǒng)接地的形式為TN-C型時(shí)工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)，必須將其改造為T(mén)N-S型、TN-C-S型或局部TT型系統(tǒng)后，才可以安裝剩余電流檢測(cè)裝置。
2) 關(guān)于溫度
溫度測(cè)量與系統(tǒng)接地的形式無(wú)關(guān)，主要考慮包括線(xiàn)纜在內(nèi)的低壓配電裝置中關(guān)鍵部位的溫度，般在二級(jí)保護(hù)的線(xiàn)路中應(yīng)用。溫度探頭Pt100可采用接觸式布置法，當(dāng)被檢測(cè)對(duì)象為絕緣體時(shí)，宜將探測(cè)器的溫度傳感器直接設(shè)置在被探測(cè)對(duì)象的表面。當(dāng)被檢測(cè)對(duì)象為配電柜內(nèi)部溫度變化時(shí)，可采用非接觸式布置，靠近發(fā)熱部件。
6 系統(tǒng)參數(shù)的配置
6.1 報(bào)警值設(shè)置范圍
本項(xiàng)目中現(xiàn)場(chǎng)儀表的剩余電流報(bào)警值設(shè)置在300mA，關(guān)于剩余電流值的設(shè)置在相關(guān)的家標(biāo)準(zhǔn)都有詳細(xì)的規(guī)定。
依據(jù)家標(biāo)準(zhǔn)GB14287.2-2005中的規(guī)定，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的報(bào)警值設(shè)置范圍在20~1000mA之間。按此要求，般把電源總進(jìn)線(xiàn)處的剩余電流動(dòng)作值定為400~800mA，電源分支線(xiàn)路上的剩余電流動(dòng)作值定為100~400mA.般在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的報(bào)警值，具體地說(shuō)應(yīng)不小于被保護(hù)電氣線(xiàn)路和設(shè)備的正常運(yùn)行時(shí)泄漏電流的2倍，且不大于1000mA。電氣火災(zāi)探測(cè)器的報(bào)警設(shè)定值應(yīng)考慮配電系統(tǒng)及用電設(shè)備的正常泄漏電流。
6.2 關(guān)于電纜溫升報(bào)警設(shè)定參考，根據(jù)《電力電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)電纜有關(guān)溫度的規(guī)定
1) 60℃以上高溫場(chǎng)所應(yīng)按經(jīng)受高溫及其持續(xù)時(shí)間和絕緣類(lèi)型要求，選用耐熱聚氯乙烯、交聯(lián)聚乙烯或乙丙橡皮絕緣等耐熱型電纜100℃以上高溫環(huán)境宜選用礦物絕緣電纜。高溫場(chǎng)所不宜選用普通聚氯乙烯絕緣電纜。
2) 電纜持續(xù)允許載流量的環(huán)境溫度應(yīng)按使用地區(qū)的氣象溫度多年平均值確定，并應(yīng)符合規(guī)定。在戶(hù)內(nèi)電纜溝敷設(shè)時(shí)，環(huán)境溫度為場(chǎng)所溫度平均值另加5℃.
3) 電纜所承受溫升與敷設(shè)及散熱條件有關(guān)。
7 主要系統(tǒng)配置以及功能
7.1硬件配置
1、平臺(tái)服務(wù)器：建議按照我方提供配置標(biāo)準(zhǔn)購(gòu)買(mǎi)，或者客戶(hù)自己租用阿里云資源。
硬件配置清單：
|
序號(hào) |
名稱(chēng) |
型號(hào)、規(guī)格 |
單位 |
數(shù)量 |
備注 |
|
1 |
數(shù)據(jù)服務(wù)器 |
Dell R730 CPU:E5-2620 內(nèi)存:34G 硬盤(pán)容量:4*1.2T(SAS 1萬(wàn)轉(zhuǎn) 2.5英寸小盤(pán)) RAID5 |
臺(tái) |
1 |
甲供，供參考 |
|
2 |
WEB服務(wù)器 |
Dell R730 CPU:E5-2603 內(nèi)存:16G 硬盤(pán)容量:3*300G(SAS 1萬(wàn)轉(zhuǎn) 2.5英寸小盤(pán)) RAID5 |
臺(tái) |
1 |
甲供，供參考 |
|
3 |
操作系統(tǒng) |
Windows Server 2012 R2 |
套 |
2 |
甲供，供參考 |
|
4 |
數(shù)據(jù)庫(kù) |
SQL Server 2012 R2 |
套 |
1 |
甲供，供參考 |
|
5 |
數(shù)據(jù)流量卡 |
需加SIM卡，SIM卡甲供 |
個(gè) |
2 |
|
|
6 |
網(wǎng)絡(luò)交換機(jī) |
華為（HUAWEI）S1728GWR-4P-AC，24口千兆交換機(jī) |
臺(tái) |
1 |
甲供，供參考 |
現(xiàn)場(chǎng)硬件配置
|
序號(hào) |
名稱(chēng) |
型號(hào)、規(guī)格 |
單位 |
數(shù)量 |
備注 |
|
1 |
剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器 |
ARCM300 |
只 |
8 |
安科瑞 |
|
2 |
剩余電流互感器 |
AKH-0.66/L L-45 |
只 |
9 |
安科瑞 |
|
3 |
剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器 |
ARCM300 |
只 |
1 |
安科瑞 |
|
4 |
無(wú)線(xiàn)DTU |
AF-GSM200 RS485轉(zhuǎn)GPRS，9～24V寬電壓輸入，電源采用接線(xiàn)端子或者插頭方式輸入（自帶電源） |
只 |
2 |
安科瑞 |
|
5 |
剩余電流互感器 |
AKH-0.66/L L-80 |
只 |
3 |
安科瑞 |
|
6 |
安全用電管理云平臺(tái)軟件 |
AcrelCloud-6000 |
只 |
1 |
安科瑞 |
配置針對(duì)1個(gè)回路，剩余電流互感器根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)回路電流大小選擇，安裝由甲方負(fù)責(zé)。
7.2平臺(tái)功能
7.2.1平臺(tái)登錄
7.2.2平臺(tái)頁(yè)
平臺(tái)頁(yè)顯示快速工作臺(tái)、本月隱患和故障統(tǒng)計(jì)以及項(xiàng)目信息地圖導(dǎo)航，如圖所示：
點(diǎn)擊快速工作臺(tái)區(qū)域的兩個(gè)“查看”按鈕可以分別跳轉(zhuǎn)到隱患界面或隱理界面，其中隱患和任務(wù)的具體解釋如下：
隱患：指產(chǎn)生了隱患之后還未下發(fā)工單，需要指派相關(guān)人員去處理；
任務(wù)：是指下發(fā)給當(dāng)?shù)卿浫说墓危枰ネ瓿桑纬呻[理的閉環(huán)。
地圖查詢(xún)：根據(jù)與當(dāng)?shù)卿浻脩?hù)關(guān)聯(lián)的所有項(xiàng)目的地理位置動(dòng)態(tài)展示地圖范圍，支持放大和縮小查詢(xún)。
項(xiàng)目列表：項(xiàng)目列表中顯示與當(dāng)?shù)卿浻脩?hù)關(guān)聯(lián)的所有項(xiàng)目，點(diǎn)擊不同的項(xiàng)目之后左側(cè)顯示對(duì)應(yīng)項(xiàng)目的信息。可根據(jù)項(xiàng)目名稱(chēng)篩選項(xiàng)目，支持模糊查詢(xún)，不用輸入完整的項(xiàng)目名稱(chēng)。不想使用項(xiàng)目列表功能的話(huà)，可以點(diǎn)擊右上角的收放按鈕將項(xiàng)目列表收起。
7.2.3實(shí)時(shí)監(jiān)控
“實(shí)時(shí)監(jiān)控”頁(yè)面包括左側(cè)的樹(shù)狀導(dǎo)航欄和中間的項(xiàng)目信息顯示區(qū)，如上圖所示，顯示區(qū)除了顯示項(xiàng)目所屬客戶(hù)、地址、建筑面積、消防設(shè)施、安全責(zé)任人、聯(lián)系電話(huà)、設(shè)備數(shù)量、探測(cè)器數(shù)量等信息，還以醒目的方式顯示了未處理報(bào)警和未處理故障信息，下屬設(shè)備和探測(cè)器，其中探測(cè)器可以繼續(xù)單擊打開(kāi)查看詳細(xì)信息。
7.2.4統(tǒng)計(jì)分析
統(tǒng)計(jì)分析包括數(shù)據(jù)匯總和分析報(bào)告，點(diǎn)擊菜單欄的“統(tǒng)計(jì)分析”，進(jìn)入如圖頁(yè)面：
數(shù)據(jù)匯總以曲線(xiàn)和表格形式顯示各個(gè)月份的報(bào)警和故障記錄，同時(shí)顯示控制日志，支持按照控制類(lèi)和參數(shù)設(shè)置類(lèi)分別顯示，也可以按照操作是否成功分別顯示，包括此次控制的操作情況，項(xiàng)目名稱(chēng)，設(shè)備信息以及對(duì)應(yīng)的操作時(shí)間等，如下圖所示：
7.2.5后臺(tái)管理
點(diǎn)擊菜單欄的“后臺(tái)管理”，進(jìn)入如圖功能頁(yè)面，默認(rèn)進(jìn)入“用戶(hù)管理”界面：
用戶(hù)分為3中不同的角色：超級(jí)管理員，平臺(tái)管理員，聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)，此模塊能夠通過(guò)用戶(hù)名、姓名、角色來(lái)進(jìn)行用戶(hù)信息的查詢(xún)，查詢(xún)的結(jié)果包括用戶(hù)的用戶(hù)名、姓名、創(chuàng)建時(shí)間、角色等詳細(xì)信息；不同權(quán)限的用戶(hù)所能查詢(xún)的范圍是不同的，超級(jí)管理員用戶(hù)也能夠通過(guò)點(diǎn)擊右上角的“編輯”按鈕，來(lái)增加、修改或者刪除相應(yīng)的用戶(hù)信息。
項(xiàng)目總結(jié)
安科瑞電氣推出的安全用電管理云平臺(tái)采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器和電氣火災(zāi)探測(cè)器，對(duì)引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線(xiàn)溫度、電流和剩余電流）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計(jì)分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時(shí)推送給企業(yè)管理人員，指導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)排查和治理，達(dá)到消除潛在電氣火災(zāi)安全隱患，實(shí)現(xiàn)“防患于未然”的目的。
項(xiàng)目中已經(jīng)安裝監(jiān)測(cè)儀表的業(yè)主方，也可以利用PC、手機(jī)、平板電腦等多種終端實(shí)現(xiàn)對(duì)平臺(tái)的訪(fǎng)問(wèn)，查詢(xún)包括系統(tǒng)信息、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)警記錄等在內(nèi)的各種信息，使用方便。利用該系統(tǒng)為用戶(hù)提供的低成本專(zhuān)業(yè)服務(wù)，能有效提升企業(yè)的消防安全管理和電氣設(shè)備安全水平，有效防范重大惡性火災(zāi)財(cái)產(chǎn)損失、尤其是重大惡性人員傷亡責(zé)任事故的發(fā)生。
參考文獻(xiàn)
[1].任致程 周中. 電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中電力出版社. 2007. 4
[2].周中.電力儀表在大型商業(yè)酒店，賓館電能分項(xiàng)計(jì)量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6
[3].劉東旗; 劉艷芹; 陳寧; 王鵬; 李大勇.中安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)[J].中安全生產(chǎn)科學(xué)研究院 2011.7
作者簡(jiǎn)介：孫長(zhǎng)榮，女，本科安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電
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