赵丹
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：建设智慧式电气火灾隐患监管服务系统，强化电气火灾隐患监管排查，是当前物联网背景下全社会越来越关注的一大课题。文章分析了电气火灾频发的原因以及传统电气火灾监测技术的缺陷。提出智慧式电气火灾隐患监管系统在防范电气火灾中的应用及优势。
关键词：物联网；电气火灾；隐患监管；应用
0引言
电在给人们生产生活带来便利的同时，也给人们带来一些灾难。有数据显示，在已查明原因的火灾中，40％～60％被定性为电气火灾。据不完全统计，浙江省每年发生的火灾，一半以上是因电气设备或线路故障引发，不少电气火灾还造成人员伤亡，损失巨大。以杭州市为例，2014年全市共发生火灾5 679起，从已查明的火灾原因来看，其中由于电气故障原因引发的火灾2 487起，约占全年火灾总数的44％。2014年夺走16条鲜活生命的“1·14”温岭大东鞋厂火灾也是因电线起火酿成的悲剧。电气火灾严重影响着人民生命财产安全，如何科学、智慧地防范电气火灾已经成为当前物联网背景下全社会高度关注的一大问题。
1电气火灾频发的原因及传统监测技术的缺陷
1.1原因
随着经济建设和人们物质文化生活的不断发展，城乡居民使用的电气设备日益增多，然而由于电气设备本身质量问题以及忽视对电气线路和设备的规范安装使用，电气线路和设备的安全隐患检查技术复杂、不易操作，难以防范，导致电气火灾接连发生。
经调查分析，电气火灾主要由漏电、短路、过负荷、接触不良等四个方面的原因引发，即因电气线路、用电设备、器具以及供配电设备出现故障性释放的热能以及非故障性释放的能量，在具备燃烧条件下引燃本体或其他可燃物而造成的火灾…。
在经济繁荣的新形势下，控制电气火灾的发生，是消防工作的一项经常性的重要内容，对减少火灾损失起着举足轻重的作用。做好电气防火，不仅对维护正常的生产和生活秩序，保证经济顺利发展具有重要的现实意义，同时也已成为保障社会公共安全的一个重要组成部分。
1.2传统监测技术的缺陷
传统的电气火灾监测技术可以对线路的漏电、过载情况进行监测并实施报警，但缺乏对历史数据的分析研判功能，因此难以发现处于隐蔽状态的电气设备和线路中的过热点和火花放电情况，对不形成零线电流突变的电气火灾以及电弧形成的电气火灾无法预防，也无法对电力污染形成的电气火灾进行预警，无法预知电气设备故障，不能及时发现和排除报警装置自身故障，无法正确诊断和评估电气设备及线路的安全状况，更难以定位建筑中电气火灾隐患点，致使电气装置长期处于隐患故障状态，埋下祸根。有时往往火灾形成后还未及时报警。
2智慧式电气火灾安全隐患监管系统组成及应用
科学技术的突飞猛进让人类社会由互联网时代向物联网时代演进，物联网势必将以无处不在、无时不在、无人不用、无所不能的超导性、智能型和可组合性统揽物质世界。在防范电气火灾领域，物联网通信技术发挥着巨大作用，其中较为突出的是智慧式电气火灾安全隐患监管服务。
2.1组成
智慧式电气火灾安全隐患监管服务系统是基于物联网技术，物联网的传感器通讯系统、电气火灾监控探测器和智慧式电气火灾安全隐患服务平台等三个部分所组成，在漏电监控方面属于先期预报警系统。通过智慧式电气火灾监管系统，可以实时监控社会单位用电设施、设备、电气线路的运行情况，及时对电气火灾隐患作出警shi，更好地辅助单位加强自身配电、用电设施设备、电气线路的管理维护，保证电气系统正常运行，减少电气火灾的发生，具体结构组成见图1。
图1 智慧式电气火灾安全隐患监管服务系统结构组成
2.2原理
自人类进入电气时代以来，为了用电安全的需要先后发明制造了拉线开关、保险丝、漏电开关、断路器、空气开关等装置。然而，现在使用的各类传统开关，根本不能有效杜绝电气火灾的发生。漏电、短路等引起的火灾和大范围停电，给用户的生命财产造成了严重的损失，给用电管理也造成了很大的麻烦。
面对新形势下的安全用电问题，世界电气权威专家提出了电气安全防护化被动为主动的“预防为主，综合防护”的电气安全理念——智慧式电气火灾安全隐患监管服务系统。其基本原理是通过终端探测头(如剩余电流互感器、温度传感器等)，利用电磁感应原理、温度效应的变化对电气设备中的电流、温度等参数进行采集，并输送到监控探测器里，对变化的幅值进行分析、判断，并与报警设定值进行比较。当发现电气设备中的电流、温度等参数发生异常或突变，超出设定值时，发出报警信号。同时，也输送到监控设备中，再经监控设备进一步识别、判定，当确认可能会发生火灾时，监控主机发出火灾报警信号，点亮报警指示灯，发出报警音响，同时在液晶显示屏上显示火灾报警等信息，并以手机短信、电子邮件等方式提醒或通知安全管理人员事故隐患点，安全管理人员可根据以上显示的信息，迅速到事故现场进行检查处理(见图2)。
图2智慧式电气火灾安全隐患监管服务线路监测参数图
与传统火灾自动报警系统不同的是，智慧式电气火灾安全隐患监管服务系统实现早期报警，还能根据一段时间的历史数据对用户的用电情况进行专业分析，评估用电风险，从而避免损失，大幅度降低火灾等涉电事故发生的概率，提高用电安全监管水平(见图3)。日本在20世纪80年代末期强制实行电气火灾隐患监管后，电气火灾占总火灾的比例便从原来的30％下降到了2％。
图3智慧式电气火灾安全隐患监管服务报警显示图
2.3应用
智慧式电气火灾安全隐患监管服务系统可被广泛应用于各类商场市场、文保古建筑、大型粮仓货仓、易燃易爆企业、医院等企事业单位，并在不断扩大应用领域。目前，北京故宫已有1个区域完成了智慧式电气火灾安全隐患监管服务系统安装试点工作，效果显著。下一步整个故宫所有区域都将予以安装。浙江省部分地区正部署和推进智慧式电气火灾安全隐患监管服务系统，开启防范电气火灾的管理新模式。
智慧式电气火灾安全隐患监管服务系统还能连接烟雾报警等器材设备，用于“十小场所”安全管理，便于各场所、建筑“对症下药”，将火灾隐患消灭在萌芽状态。
3智慧式电气火灾安全隐患监管系统的优势
3.1可作为城市消防远程监控信息平台的必要补充
由于城市消防远程监控信息平台可对社会单位自动火灾报警系统及自动消防设施的运行状态进行实时动态监测，但缺乏对社会单位电气火灾隐患的实时预警、报警及有效监管，将电气火灾安全隐患监管服务系统纳入城市消防远程监控信息平台联网服务范畴后，通过补充完善对社会单位电气火灾隐患部位的远程实时监管，扩大城市消防远程监控信息平台的火灾防控信息服务覆盖面。消防部门可通过推进应用电气火灾安全隐患监管服务系统，达到完善城市消防远程监控信息平台的整体服务，将电气火灾远程监管与城市消防远程监控信息互为补充、双向共享，逐渐打造出一个火灾防控面广、信息服务智能化高的“消防物联网智慧服务平台”，更好地为社会单位提供细致的火灾防控信息服务。
3.2可打造全新的远程信息服务模式
智慧式电气火灾安全隐患监管服务系统通过真实传感数据的电气火灾监管体系、专业化的智能分析手段与安全管理评估体系为社会单位提供层次化的电气火灾安全监管服务。即对社会单位电气系统设施设备、线路进行实时在线“体检”，对火灾隐患准确预警、报警，并定期提供远程“体检”报告，服务于社会用户对电气隐患的原因分析和整改，便于社会单位及时发现并消除电气火灾安全隐患；同时依托统一的电气火灾监控远程服务中心，为社会单位提供监控数据的安全存储空间，记录电气系统的剩余电流、温度的运行数据，实时捕捉瞬间漏电流变化，真实反映社会单位的电气火灾隐患与违规用电等安全问题，使社会单位对电气火灾隐患“有据可查”，隐患治理“有的放矢”，具体见图4。
3.3可为火灾原因调查提供辅证
智慧式电气火灾安全隐患监管服务系统通过长期运行，拥有强大的用电历史记录数据库，可支持查询任意时间段的用电数据，有利于用电故障原因的排查和分析，能为社会单位提供智能化、专业化的电气火灾安全隐患分析和处理服务，同时无需人工评判便可智能评估社会单位电气火灾安全等级，自动为社会单位提供专业的诊断报告。消防部门在进行火灾调查时也可依据智慧式电气火灾安全隐患监管服务系统所拥有的长期动态监控数据快速高效地找准原因(见图5)。
3.4可提高消防监督效率
通过提供智慧式电气火灾安全隐患监管服务，可以为消防监督提供一个动态掌控社会单位电气火灾隐患等消防安全状况的平台，有利于监督部门实现以信息部署消防警务，强化对社会单位电气火灾的宏观监管、重点监管和精确监管，及时掌握电气火灾高发时段和高发部位，推进电气火灾隐患的监督整改，更有效地预防和遏制重特大火灾，尤其是群死群伤火灾的友生。
图4智慧式电气火灾安全隐患监管服务监控报表
图5 智慧式电气火灾安全隐患监管服务用电历史记录图
4安科瑞安全用电云平台及选型
4.1安科瑞安全用电云平台介绍
Acrelcloud-6000安全用电云管理系统能够对剩余电流、设备温度、故障电弧等电气故障进行实时监控、报警、记录，并且通过云端的远程控制。设备与云端的通讯方向不受限制，能上传数据、透传指令，并时间显示实时状态。通过对上传至云端的数据进行分析，为用户提供火灾隐患的相关数据，能够及早的发现问题并实施排查，避免火灾的发生。另一方面，云平台提供超大容量的信息储存及稳定的服务，提升了服务质量，对用户的长远发展具有战略意义。此外，该系统通过集中监控，使得数据通过每个节点的4G网络传输至云端集中式管理和监控，主控端布置于城市消防大队，从而能够对采集的信息进行统一的监控和管理。
具体功能如下：
（1）安全用电监管服务系统包含安全用电管理云平台、电脑终端显示系统、手机APP、漏电探测器、漏电互感器、电流互感器等。
（2）安全用电监管服务系统平台能展示剩余电流、温度、电流等电气安全参数的实时监测数据及变化曲线、历史数据与变化曲线、实时报警数据等，能实时显示现场服务次数、排除隐患数、未排除隐患数、报警未处理数、常规巡检及产品维护等数据，监管数据能保存十年以上。
（3）手机APP软件同时具有IOS版本和安卓版本，能通过手机APP对每条报警记录进行呼叫，便于紧急情况下能尽快通知用电单位。
（4）能对各个单位及设备的电气安全运行情况进行自动统计和分析评估，并随时展示电气安全运行分析报告。
（5）监控探测终端产品满足国家法律法规和有关技术标准（GB14287.2《剩余电流式电气火灾监控探测器》和GB14287.3《测温式电气火灾监控探测器》）的要求，并通过国家消防产品质量监测检验中心提供的消防3C认证。
（6）漏电探测器能同时探测剩余电流、四路温度、三相电流等参数值，并能通过无线以移动通讯网络接入安全用电监管系统平台。
4.2产品选型
4.2.1漏电火灾监控探测器
安科瑞故障电弧产品型号代码为AAFD，共有两种电流等级，可监测回路故障电弧的发生，并及时预警，提醒用户处理，防止电弧导致的火灾的发生。4.2.2故障电弧探测器
AAFD可配合AF-GSM400使用并接入安全用电平台，该产品不可在同一台AF-GSM400下与ARCM混接。如图：
4.2.3限流式保护器
安科瑞限流式保护器型号代码为ASCP200-1，有三种电流等级，可监测回路短路过载等故障信息，发生故障时预警和产生灭弧效果，防止电弧导致的火灾的发生。
ASCP200-1可配合AF-GSM400使用并接入安全用电平台，也能够通过插入SIM卡直接上传到平台。
以下是ASCP200-1的主要功能：
短路保护功能。保护器实时监测用电线路电流，当线路发生短路故障时，能在150微秒内实现快速限流保护，并发出声光报警信号。
过载保护功能。当被保护线路的电流过载且过载持续时间超过动作时间（3…60秒可设）时，保护器启动限流保护，并发出声光报警信号。
表内超温保护功能。当保护器内部器件工作温度过高时，保护器启动超温限流保护，并发出声光报警信号。
过、欠压保护功能。当保护器检测到线路电压过压或欠压时，保护器发出声光报警信号，可预先设置是否启动限流保护。
配电线缆温度监测功能。当被监测线缆温度超过报警设定值时，保护器发出声光报警信号，可预先设置是否启动限流保护。
漏电流监测功能。当被监测的线路漏电超过报警设定值时，保护器发出声光报警信号，可预先设置是否启动限流保护。
保护器具有1路RS485接口，1路2G无线通讯，可以将数据发送到后台监控系统，实现远程监控。
4.2.4剩余电流互感器
4.2.5 AF-GSM400-2G/4G无线上传模块
AF-GSM400-2G/4G/CE模块是一款2G/4G有线无线模块，该无线模块为安全用电云平台专用模块。
AF-GSM400接入每块仪表所需流量为20M/月，单个模块可以接入30块仪表。默认上传间隔2分钟，如发生报警，会实时上传数据。
4.2.6温度传感器
温度传感器为一热敏电阻NTC，它提供0-120°的温度监控基准，可以用来监测线缆或配电箱体的温度，提供温度保护。
5结束语
以科学动态的管理模式，有效掌握用电线路的运行状况，及时发现电气线路中出现的安全隐患，智慧式地防范电气火灾，是迈向“智慧城市”，实现“机器换人”“以科技促安全”的有力“助推剂”。智慧式电气火灾安全隐患监管服务系统应用前景将十分广阔。
参考文献
[1]陈尊光．探讨电气火灾监控系统设计若干问题[J]．新材料新装饰，2014(1)．
[2]李海学.智慧式电气火灾隐患监管系统的应用
[3]安科瑞安全用电管理云平台手册.2020.02版.
作者简介：赵丹，女，现任职于安科瑞电气股份有限公司，主要从事安全用电的研发与应用
