摘要：建設(shè)智慧式電氣火災(zāi)隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)，強(qiáng)化電氣火災(zāi)隱患監(jiān)管排查，是當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)背景下全社會(huì)越來越關(guān)注的一大課題。文章分析了電氣火災(zāi)頻發(fā)的原因以及傳統(tǒng)電氣火災(zāi)監(jiān)測技術(shù)的缺陷。提出智慧式電氣火災(zāi)隱患監(jiān)管系統(tǒng)在防范電氣火災(zāi)中的應(yīng)用及優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；電氣火災(zāi)；隱患監(jiān)管；應(yīng)用 

0引言

電在給人們生產(chǎn)生活帶來便利的同時(shí)，也給人們帶來一些災(zāi)難。有數(shù)據(jù)顯示，在已查明原因的火災(zāi)中，40％～60％被定性為電氣火災(zāi)。據(jù)不*統(tǒng)計(jì)，浙江省每年發(fā)生的火災(zāi)，一半以上是因電氣設(shè)備或線路故障引發(fā)，不少電氣火災(zāi)還造成人員傷亡，損失巨大。以杭州市為例，2014年全市共發(fā)生火災(zāi)5 679起，從已查明的火災(zāi)原因來看，其中由于電氣故障原因引發(fā)的火災(zāi)2 487起，約占全年火災(zāi)總數(shù)的44％。2014年奪走16條鮮活生命的“1·14”溫嶺大東鞋廠火災(zāi)也是因電線起火釀成的悲劇。電氣火災(zāi)嚴(yán)重影響著人民生命財(cái)產(chǎn)安全，如何科學(xué)、智慧地防范電氣火災(zāi)已經(jīng)成為當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)背景下全社會(huì)高度關(guān)注的一大問題。

1電氣火災(zāi)頻發(fā)的原因及傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)的缺陷

1.1原因

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人們物質(zhì)文化生活的不斷發(fā)展，城鄉(xiāng)居民使用的電氣設(shè)備日益增多，然而由于電氣設(shè)備本身質(zhì)量問題以及忽視對(duì)電氣線路和設(shè)備的規(guī)范安裝使用，電氣線路和設(shè)備的安全隱患檢查技術(shù)復(fù)雜、不易操作，難以防范，導(dǎo)致電氣火災(zāi)接連發(fā)生。

經(jīng)調(diào)查分析，電氣火災(zāi)主要由漏電、短路、過負(fù)荷、接觸不良等四個(gè)方面的原因引發(fā)，即因電氣線路、用電設(shè)備、器具以及供配電設(shè)備出現(xiàn)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(zāi)…。

在經(jīng)濟(jì)繁榮的新形勢下，控制電氣火災(zāi)的發(fā)生，是消防工作的一項(xiàng)經(jīng)常性的重要內(nèi)容，對(duì)減少火災(zāi)損失起著舉足輕重的作用。做好電氣防火，不僅對(duì)維護(hù)正常的生產(chǎn)和生活秩序，保證經(jīng)濟(jì)順利發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)也已成為保障社會(huì)公共安全的一個(gè)重要組成部分。

1.2傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)的缺陷

傳統(tǒng)的電氣火災(zāi)監(jiān)測技術(shù)可以對(duì)線路的漏電、過載情況進(jìn)行監(jiān)測并實(shí)施，但缺乏對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析研判功能，因此難以發(fā)現(xiàn)處于隱蔽狀態(tài)的電氣設(shè)備和線路中的過熱點(diǎn)和火花放電情況，對(duì)不形成零線電流突變的電氣火災(zāi)以及電弧形成的電氣火災(zāi)無法預(yù)防，也無法對(duì)電力污染形成的電氣火災(zāi)進(jìn)行預(yù)警，無法預(yù)知電氣設(shè)備故障，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除裝置自身故障，無法正確診斷和評(píng)估電氣設(shè)備及線路的安全狀況，更難以定位建筑中電氣火災(zāi)隱患點(diǎn)，致使電氣裝置長期處于隱患故障狀態(tài)，埋下禍根。有時(shí)往往火災(zāi)形成后還未及時(shí)。 

2智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管系統(tǒng)組成及應(yīng)用 

科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)讓人類社會(huì)由互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代向物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代演進(jìn)，物聯(lián)網(wǎng)勢必將以無處不在、無時(shí)不在、無人不用、*的超導(dǎo)性、智能型和可組合性統(tǒng)攬物質(zhì)世界。在防范電氣火災(zāi)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)發(fā)揮著巨大作用，其中較為突出的是智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)。

2.1組成

智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)的傳感器通訊系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器和智慧式電氣火災(zāi)安全隱患服務(wù)平臺(tái)等三個(gè)部分所組成，在漏電監(jiān)控方面屬于先期預(yù)系統(tǒng)。通過智慧式電氣火災(zāi)監(jiān)管系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控社會(huì)單位用電設(shè)施、設(shè)備、電氣線路的運(yùn)行情況，及時(shí)對(duì)電氣火災(zāi)隱患作出警示，更好地輔助單位加強(qiáng)自身配電、用電設(shè)施設(shè)備、電氣線路的管理維護(hù)，保證電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行，減少電氣火災(zāi)的發(fā)生，具體結(jié)構(gòu)組成見圖1。

圖1 智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

2.2原理

自人類進(jìn)入電氣時(shí)代以來，為了用電安全的需要先后發(fā)明制造了拉線開關(guān)、保險(xiǎn)絲、漏電開關(guān)、斷路器、空氣開關(guān)等裝置。然而，現(xiàn)在使用的各類傳統(tǒng)開關(guān)，根本不能有效杜絕電氣火災(zāi)的發(fā)生。漏電、短路等引起的火災(zāi)和大范圍停電，給用戶的生命財(cái)產(chǎn)造成了嚴(yán)重的損失，給用電管理也造成了很大的麻煩。

面對(duì)新形勢下的安全用電問題，世界電氣專家提出了電氣安全防護(hù)化被動(dòng)為主動(dòng)的“預(yù)防為主，綜合防護(hù)”的電氣安全理念——智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)。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(yīng)原理、溫度效應(yīng)的變化對(duì)電氣設(shè)備中的電流、溫度等參數(shù)進(jìn)行采集，并輸送到監(jiān)控探測器里，對(duì)變化的幅值進(jìn)行分析、判斷，并與設(shè)定值進(jìn)行比較。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備中的電流、溫度等參數(shù)發(fā)生異常或突變，超出設(shè)定值時(shí)，發(fā)出信號(hào)。同時(shí)，也輸送到監(jiān)控設(shè)備中，再經(jīng)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)一步識(shí)別、判定，當(dāng)確認(rèn)可能會(huì)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，監(jiān)控主機(jī)發(fā)出火災(zāi)信號(hào)，點(diǎn)亮指示燈，發(fā)出音響，同時(shí)在液晶顯示屏上顯示火災(zāi)等信息，并以手機(jī)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(diǎn)，安全管理人員可根據(jù)以上顯示的信息，迅速到事故現(xiàn)場進(jìn)行檢查處理(見圖2)。

圖2智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)線路監(jiān)測參數(shù)圖

與傳統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)系統(tǒng)不同的是，智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)早期，還能根據(jù)一段時(shí)間的歷史數(shù)據(jù)對(duì)用戶的用電情況進(jìn)行專業(yè)分析，評(píng)估用電風(fēng)險(xiǎn)，從而避免損失，大幅度降低火災(zāi)等涉電事故發(fā)生的概率，提高用電安全監(jiān)管水平(見圖3)。日本在20世紀(jì)80年代末期強(qiáng)制實(shí)行電氣火災(zāi)隱患監(jiān)管后，電氣火災(zāi)占總火災(zāi)的比例便從原來的30％下降到了2％。

圖3智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)顯示圖

2.3應(yīng)用

智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)可被廣泛應(yīng)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(yè)、醫(yī)院等企事業(yè)單位，并在不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域。目前，北京故宮已有1個(gè)區(qū)域完成了智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)安裝試點(diǎn)工作，*。下一步整個(gè)故宮所有區(qū)域都將予以安裝。浙江省部分地區(qū)正部署和推進(jìn)智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)，開啟防范電氣火災(zāi)的管理新模式。

智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)還能連接煙霧等器材設(shè)備，用于“十小場所”安全管理，便于各場所、建筑“對(duì)癥下藥”，將火災(zāi)隱患消滅在萌芽狀態(tài)。

3智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管系統(tǒng)的優(yōu)勢 

3.1可作為城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控信息平臺(tái)的必要補(bǔ)充

由于城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控信息平臺(tái)可對(duì)社會(huì)單位自動(dòng)火災(zāi)系統(tǒng)及自動(dòng)消防設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，但缺乏對(duì)社會(huì)單位電氣火災(zāi)隱患的實(shí)時(shí)預(yù)警、及有效監(jiān)管，將電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)納入城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控信息平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)范疇后，通過補(bǔ)充完善對(duì)社會(huì)單位電氣火災(zāi)隱患部位的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)管，擴(kuò)大城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控信息平臺(tái)的火災(zāi)防控信息服務(wù)覆蓋面。消防部門可通過推進(jìn)應(yīng)用電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)，達(dá)到完善城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控信息平臺(tái)的整體服務(wù)，將電氣火災(zāi)遠(yuǎn)程監(jiān)管與城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控信息互為補(bǔ)充、雙向共享，逐漸打造出一個(gè)火災(zāi)防控面廣、信息服務(wù)智能化高的“消防物聯(lián)網(wǎng)智慧服務(wù)平臺(tái)”，更好地為社會(huì)單位提供細(xì)致的火災(zāi)防控信息服務(wù)。

3.2可打造全新的遠(yuǎn)程信息服務(wù)模式

智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)通過真實(shí)傳感數(shù)據(jù)的電氣火災(zāi)監(jiān)管體系、專業(yè)化的智能分析手段與安全管理評(píng)估體系為社會(huì)單位提供層次化的電氣火災(zāi)安全監(jiān)管服務(wù)。即對(duì)社會(huì)單位電氣系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備、線路進(jìn)行實(shí)時(shí)在線“體檢”，對(duì)火災(zāi)隱患準(zhǔn)確預(yù)警、，并定期提供遠(yuǎn)程“體檢”報(bào)告，服務(wù)于社會(huì)用戶對(duì)電氣隱患的原因分析和整改，便于社會(huì)單位及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除電氣火災(zāi)安全隱患；同時(shí)依托統(tǒng)一的電氣火災(zāi)監(jiān)控遠(yuǎn)程服務(wù)中心，為社會(huì)單位提供監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)空間，記錄電氣系統(tǒng)的剩余電流、溫度的運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)捕捉瞬間漏電流變化，真實(shí)反映社會(huì)單位的電氣火災(zāi)隱患與違規(guī)用電等安全問題，使社會(huì)單位對(duì)電氣火災(zāi)隱患“有據(jù)可查”，隱患治理“有的放矢”，具體見圖4。

3.3可為火災(zāi)原因調(diào)查提供輔證

智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)通過長期運(yùn)行，擁有強(qiáng)大的用電歷史記錄數(shù)據(jù)庫，可支持查詢?nèi)我鈺r(shí)間段的用電數(shù)據(jù)，有利于用電故障原因的排查和分析，能為社會(huì)單位提供智能化、專業(yè)化的電氣火災(zāi)安全隱患分析和處理服務(wù)，同時(shí)無需人工評(píng)判便可智能評(píng)估社會(huì)單位電氣火災(zāi)安全等級(jí)，自動(dòng)為社會(huì)單位提供專業(yè)的診斷報(bào)告。消防部門在進(jìn)行火災(zāi)調(diào)查時(shí)也可依據(jù)智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)所擁有的長期動(dòng)態(tài)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)快速高效地找準(zhǔn)原因(見圖5)。

3.4可提高消防監(jiān)督效率

通過提供智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)，可以為消防監(jiān)督提供一個(gè)動(dòng)態(tài)掌控社會(huì)單位電氣火災(zāi)隱患等消防安全狀況的平臺(tái)，有利于監(jiān)督部門實(shí)現(xiàn)以信息部署消防警務(wù)，強(qiáng)化對(duì)社會(huì)單位電氣火災(zāi)的宏觀監(jiān)管、重點(diǎn)監(jiān)管和精確監(jiān)管，及時(shí)掌握電氣火災(zāi)高發(fā)時(shí)段和高發(fā)部位，推進(jìn)電氣火災(zāi)隱患的監(jiān)督整改，更有效地預(yù)防和遏制重特大火災(zāi)，尤其是群死群傷火災(zāi)的友生。

圖4智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)監(jiān)控報(bào)表

圖5 智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)用電歷史記錄圖

4安科瑞安全用電云平臺(tái)及選型

4.1安科瑞安全用電云平臺(tái)介紹

Acrelcloud-6000安全用電云管理系統(tǒng)能夠?qū)κＳ嚯娏鳌⒃O(shè)備溫度、故障電弧等電氣故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、、記錄，并且通過云端的遠(yuǎn)程控制。設(shè)備與云端的通訊方向不受限制，能上傳數(shù)據(jù)、透傳指令，并時(shí)間顯示實(shí)時(shí)狀態(tài)。通過對(duì)上傳至云端的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為用戶提供火災(zāi)隱患的相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠及早的發(fā)現(xiàn)問題并實(shí)施排查，避免火災(zāi)的發(fā)生。另一方面，云平臺(tái)提供超大容量的信息儲(chǔ)存及穩(wěn)定的服務(wù)，提升了服務(wù)質(zhì)量，對(duì)用戶的長遠(yuǎn)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。此外，該系統(tǒng)通過集中監(jiān)控，使得數(shù)據(jù)通過每個(gè)節(jié)點(diǎn)的4G網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端集中式管理和監(jiān)控，主控端布置于城市消防大隊(duì)，從而能夠?qū)Σ杉男畔⑦M(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理。

具體功能如下：

（1）安全用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)包含安全用電管理云平臺(tái)、電腦終端顯示系統(tǒng)、手機(jī)APP、漏電探測器、漏電互感器、電流互感器等。
    （2）安全用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)能展示剩余電流、溫度、電流等電氣安全參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線、歷史數(shù)據(jù)與變化曲線、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等，能實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場服務(wù)次數(shù)、排除隱患數(shù)、未排除隱患數(shù)、未處理數(shù)、常規(guī)巡檢及產(chǎn)品維護(hù)等數(shù)據(jù)，監(jiān)管數(shù)據(jù)能保存十年以上。
    （3）手機(jī)APP軟件同時(shí)具有IOS版本和安卓版本，能通過手機(jī)APP對(duì)每條記錄進(jìn)行呼叫，便于緊急情況下能盡快通知用電單位。
    （4）能對(duì)各個(gè)單位及設(shè)備的電氣安全運(yùn)行情況進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)和分析評(píng)估，并隨時(shí)展示電氣安全運(yùn)行分析報(bào)告。
    （5）監(jiān)控探測終端產(chǎn)品滿足法律法規(guī)和有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（GB14287.2《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》和GB14287.3《測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》）的要求，并通過消防產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測檢驗(yàn)中心提供的消防3C認(rèn)證。
    （6）漏電探測器能同時(shí)探測剩余電流、四路溫度、三相電流等參數(shù)值，并能通過無線以移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)接入安全用電監(jiān)管系統(tǒng)平臺(tái)。

4.2產(chǎn)品選型

4.2.1漏電火災(zāi)監(jiān)控探測器

安科瑞故障電弧產(chǎn)品型號(hào)代碼為AAFD，共有兩種電流等級(jí)，可監(jiān)測回路故障電弧的發(fā)生，并及時(shí)預(yù)警，提醒用戶處理，防止電弧導(dǎo)致的火災(zāi)的發(fā)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(tái)，該產(chǎn)品不可在同一臺(tái)AF-GSM400下與ARCM混接。如圖：

4.2.3限流式保護(hù)器

安科瑞限流式保護(hù)器型號(hào)代碼為ASCP200-1，有三種電流等級(jí)，可監(jiān)測回路短路過載等故障信息，發(fā)生故障時(shí)預(yù)警和產(chǎn)生滅弧效果，防止電弧導(dǎo)致的火災(zāi)的發(fā)生。

ASCP200-1可配合AF-GSM400使用并接入安全用電平臺(tái)，也能夠通過插入SIM卡直接上傳到平臺(tái)。

以下是ASCP200-1的主要功能：

短路保護(hù)功能。保護(hù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測用電線路電流，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù)，并發(fā)出聲光信號(hào)。

過載保護(hù)功能。當(dāng)被保護(hù)線路的電流過載且過載持續(xù)時(shí)間超過動(dòng)作時(shí)間（3…60秒可設(shè)）時(shí)，保護(hù)器啟動(dòng)限流保護(hù)，并發(fā)出聲光信號(hào)。

表內(nèi)超溫保護(hù)功能。當(dāng)保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過高時(shí)，保護(hù)器啟動(dòng)超溫限流保護(hù)，并發(fā)出聲光信號(hào)。

過、欠壓保護(hù)功能。當(dāng)保護(hù)器檢測到線路電壓過壓或欠壓時(shí)，保護(hù)器發(fā)出聲光信號(hào)，可預(yù)先設(shè)置是否啟動(dòng)限流保護(hù)。

配電線纜溫度監(jiān)測功能。當(dāng)被監(jiān)測線纜溫度超過設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器發(fā)出聲光信號(hào)，可預(yù)先設(shè)置是否啟動(dòng)限流保護(hù)。

漏電流監(jiān)測功能。當(dāng)被監(jiān)測的線路漏電超過設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器發(fā)出聲光信號(hào)，可預(yù)先設(shè)置是否啟動(dòng)限流保護(hù)。

保護(hù)器具有1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)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2G/4G有線無線模塊，該無線模塊為安全用電云平臺(tái)模塊。

AF-GSM400接入每塊儀表所需流量為20M/月，單個(gè)模塊可以接入30塊儀表。默認(rèn)上傳間隔2分鐘，如發(fā)生，會(huì)實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)。

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(jiān)控基準(zhǔn)，可以用來監(jiān)測線纜或配電箱體的溫度，提供溫度保護(hù)。

5結(jié)束語

以科學(xué)動(dòng)態(tài)的管理模式，有效掌握用電線路的運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣線路中出現(xiàn)的安全隱患，智慧式地防范電氣火災(zāi)，是邁向“智慧城市”，實(shí)現(xiàn)“機(jī)器換人”“以科技促安全”的有力“助推劑”。智慧式電氣火災(zāi)安全隱患監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用前景將十分廣闊。