安全用電管理云平臺的設(shè)計與應(yīng)用

隨著社會經(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頭，給財產(chǎn)和人民的生命安全造成的損失與日俱增，據(jù)統(tǒng)計，電氣隱患是引發(fā)建筑火災(zāi)的首要因素。安科瑞電氣推出的安全用電管理云平臺采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器和電氣火災(zāi)探測器，對引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線溫度、電流和剩余電流）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時推送給企業(yè)管理人員，指導(dǎo)企業(yè)實現(xiàn)及時的排查和治理，達(dá)到消除潛在電氣火災(zāi)安全隱患，實現(xiàn)“防患于未然”的目的。

1 項目概況

本安全用電管理云平臺是旅游景點配電箱改造項目，漏電探測器共計9個。共計9個配電箱?？蛻粢竽?a target="_blank">檢測配電回路的漏電流并且報警功能。

2 參照標(biāo)準(zhǔn)

鑒于用電不規(guī)范造成人員生命財產(chǎn)損失。為了加大安全用電的監(jiān)測力度，近年來，相繼制訂或修改了一批相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已經(jīng)對安全用電系統(tǒng)提出了具體的要求，本項目中選用的安科瑞安全用電云平臺設(shè)計參照的標(biāo)準(zhǔn)主要有：

GB 13955-2005《剩余電流動作保護(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)計防火規(guī)范》

GB 50045-1995《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》

GB 50116-2013《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》

3 系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)計

3.1 云端管理層

云端服務(wù)器：應(yīng)用軟件和環(huán)保用電云平臺軟件，接收、統(tǒng)計、存儲、展示數(shù)據(jù)，提供WEB訪問和手機(jī)APP訪問，提供異常報警推送。

3.2 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4G網(wǎng)絡(luò)上傳云端服務(wù)器，下行通過RS485接入采集終端通訊。中間通訊層是整個系統(tǒng)的中間承接，是整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)?a target="_blank">中心。

3.3 現(xiàn)場設(shè)備層

現(xiàn)場設(shè)備層由只能儀表，煙感，故障電弧探測器等設(shè)備組成，通過實時采集現(xiàn)場配電回路的關(guān)鍵模擬量，電參量，開關(guān)量等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)整個現(xiàn)場具體點位的實時監(jiān)測。

4 系統(tǒng)特點和工作原理

鑒于本項目的規(guī)模，以及本項目電氣火災(zāi)檢測點位的實際情況。無論在終端剩余電流探測器還是后臺主機(jī)都是根據(jù)本項目的實際情況來進(jìn)行設(shè)計的。

本項目的系統(tǒng)特點可總結(jié)為以下3點：

1）終端探測器選用導(dǎo)軌式ARCM300L電氣火災(zāi)探測器，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，采集重要回路的電氣安全參數(shù)。

3） 本項目使用無線通訊模塊，降低施工以及硬件成本。

電氣安全參數(shù)測量原理

1） 剩余電流測量是根據(jù)基爾霍夫電流定律：在同一時刻，電路中流入和流出一個節(jié)點的電流矢量和為零。以TN-S系統(tǒng)為例，將A/B/C/N同時穿過剩余電流互感器，當(dāng)系統(tǒng)未發(fā)生漏電時，流入和流出剩余電流互感器的電流矢量和為零，此時，剩余電流互感器感應(yīng)出的二次電流也為0;當(dāng)某相對大地發(fā)生漏電，此時流入和流出剩余電流互感器的電流矢量和不再為零，其大小等于從大地流走的電流即漏電流。此漏電信號通過剩余電流互感器的二次接線傳輸至電氣火災(zāi)探測器，經(jīng)運(yùn)算放大、A/D轉(zhuǎn)換后送入CPU，經(jīng)過一系列算法后，對變化的幅值進(jìn)行分析、判斷，并與報警設(shè)定值進(jìn)行比較，若超出定值則發(fā)出聲光報警信號并上送至后臺電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備。

2） 終端探測器負(fù)責(zé)監(jiān)測各個回路的剩余電流值，將剩余電流值的數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機(jī)。終端探測器還負(fù)責(zé)其監(jiān)測回路剩余電流值的實時顯示，同時能夠設(shè)置限值，當(dāng)剩余電流值越限時能夠發(fā)出聲光報警，提醒管理人員及時維護(hù)、整改。

3） 儀表通過無線模式將數(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)通過圖形、報表、事件記錄等形式反映整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

5 系統(tǒng)設(shè)計注意事項和方法

電氣安全主要監(jiān)測剩余電流和溫度兩類對象，在設(shè)計時應(yīng)注意的基本要點：

關(guān)于剩余電流

由于剩余電流監(jiān)測的原理采用了基爾霍夫電流定律，所以，對所應(yīng)用的低壓配電系統(tǒng)形式有一定要求。目前，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。對將要設(shè)計安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的用戶，不管是新工程或舊工程改造項目，首先要調(diào)查核實該用戶低壓配電系統(tǒng)的系統(tǒng)接地形式是，否則，設(shè)計安裝剩余電流互感器的點位進(jìn)行檢測是根本無法施行的。

關(guān)于AC220V單相供電系統(tǒng)，剩余電流互感器只要套住L/N兩根電源線即可，但要求中性線N此后不容許再接地。對于AC380V三相供電系統(tǒng)，由于有三相三線制、三相四線制、三相五線制等使用狀況，則根據(jù)具體情況將剩余電流互感器同時套住A/B/C三相電源線，或同時套住A/B/C/N線。同理，要求中性線N此后不許再接地，保護(hù)線PE不得穿過互感器。

在系統(tǒng)接地的形式為TN-C型時工業(yè)自動化網(wǎng)，要將其改造為TN-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裝置。

關(guān)于溫度

溫度測量與系統(tǒng)接地的形式無關(guān)，主要考慮包括線纜在內(nèi)的低壓配電裝置中關(guān)鍵部位的溫度，一般在二級保護(hù)的線路中應(yīng)用。溫度探頭Pt100可采用接觸式布置法，當(dāng)被檢測對象為絕緣體時，宜將探測器的溫度傳感器直接設(shè)置在被探測對象的表面。當(dāng)被檢測對象為配電柜內(nèi)部溫度變化時，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 報警值設(shè)置范圍

本項目中現(xiàn)場儀表的剩余電流報警值設(shè)置在300mA，關(guān)于剩余電流值的設(shè)置在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)都有詳細(xì)的規(guī)定。

依據(jù)GB14287.2-2005中的規(guī)定，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的報警值設(shè)置范圍在20~1000mA之間。按此要求，一般把電源總進(jìn)線處的剩余電流動作值定為400~800mA，電源分支線路上的剩余電流動作值定為100~400mA.一般在實際現(xiàn)場，設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的報警值，具體地說應(yīng)不小于被保護(hù)電氣線路和設(shè)備的正常運(yùn)行時泄漏電流值的2倍，且不大于1000mA。電氣火災(zāi)探測器的報警設(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)于電纜溫升報警設(shè)定參考，根據(jù)《電力電纜設(shè)計規(guī)范》對電纜有關(guān)溫度的規(guī)定

6.2.1 60℃以上高溫場所應(yīng)按經(jīng)受高溫及其持續(xù)時間和絕緣類型要求，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。高溫場所不宜選用普通聚氯乙烯絕緣電纜。

6.2.2 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。在戶內(nèi)電纜溝敷設(shè)時，環(huán)境溫度為場所較熱月的日高溫平均值另加5℃。

6.2.3 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

7.1.1 平臺服務(wù)器：建議按照我方提供配置標(biāo)準(zhǔn)購買，或者客戶自己租用阿里云資源。

7.1.2 推薦硬件配置清單：

配置針對1個回路，剩余電流互感器根據(jù)現(xiàn)場回路電流大小選擇，安裝由甲方負(fù)責(zé)。

現(xiàn)場硬件配置

7.2平臺功能

7.2.1平臺登錄

7.2.2平臺首頁

平臺首頁顯示快速工作臺、本月隱患和故障統(tǒng)計以及項目信息地圖導(dǎo)航。

點擊快速工作臺區(qū)域的兩個“查看”按鈕可以分別跳轉(zhuǎn)到隱患巡查界面或隱患處理界面，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)前登錄人的工單，需要去完成，形成隱患處理的閉環(huán)。

地圖查詢：根據(jù)與當(dāng)前登錄用戶關(guān)聯(lián)的所有項目的地理位置動態(tài)展示地圖范圍，支持放大和縮小查詢。

項目列表：項目列表中顯示與當(dāng)前登錄用戶關(guān)聯(lián)的所有項目，點擊不同的項目之后左側(cè)顯示對應(yīng)項目的信息?？筛鶕?jù)項目名稱篩選項目，支持模糊查詢，不用輸入完整的項目名稱。不想使用項目列表功能的話，可以點擊右上角的收放按鈕將項目列表收起。

7.2.3實時監(jiān)控

“實時監(jiān)控”頁面包括左側(cè)的樹狀導(dǎo)航欄和中間的項目信息顯示區(qū)，顯示區(qū)除了顯示項目所屬客戶、地址、建筑面積、消防設(shè)施、安全責(zé)任人、聯(lián)系、設(shè)備數(shù)量、探測器數(shù)量等信息，還以更醒目的方式顯示了未處理報警和未處理故障信息，下屬設(shè)備和探測器，其中探測器可以繼續(xù)單擊打開查看詳細(xì)信息。

7.2.4統(tǒng)計分析

統(tǒng)計分析包括數(shù)據(jù)匯總和分析報告，點擊菜單欄的“統(tǒng)計分析”，進(jìn)入如圖頁面：

數(shù)據(jù)匯總以曲線和表格形式顯示各個月份的報警和故障記錄，同時顯示控制日志，支持按照控制類和參數(shù)設(shè)置類分別顯示，也可以按照操作是否*分別顯示，包括此次控制的操作情況，項目名稱，設(shè)備信息以及對應(yīng)的操作時間等，如下圖所示：

7.2.5后臺管理

點擊菜單欄的“后臺管理”，進(jìn)入如圖功能頁面，默認(rèn)進(jìn)入“用戶管理”界面：

用戶分為3中不同的角色：管理員，聯(lián)網(wǎng)用戶，此模塊能夠通過用戶名、姓名、角色來進(jìn)行用戶信息的查詢，查詢的結(jié)果包括用戶的用戶名、姓名、創(chuàng)建時間、角色等詳細(xì)信息；不同權(quán)限的用戶所能查詢的范圍是不同的。

8 項目總結(jié)

安科瑞電氣推出的安全用電管理云平臺采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器和電氣火災(zāi)探測器，對引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線溫度、電流和剩余電流）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時推送給企業(yè)管理人員，指導(dǎo)企業(yè)實現(xiàn)及時的排查和治理，達(dá)到消除潛在電氣火災(zāi)安全隱患，實現(xiàn)“防患于未然”的目的。

項目中已經(jīng)安裝監(jiān)測儀表的業(yè)主方，也可以利用PC、手機(jī)、平板電腦等多種終端實現(xiàn)對平臺的訪問，查詢包括系統(tǒng)信息、實時數(shù)據(jù)、報警記錄等在內(nèi)的各種信息，使用方便。利用該系統(tǒng)為用戶提供的低成本*服務(wù)，能提升企業(yè)的消防安全管理和電氣設(shè)備安全水平，防范重大惡性火災(zāi)財產(chǎn)損失、尤其是重大惡性人員傷亡責(zé)任事故的發(fā)生。

責(zé)任編輯：tzh