安科瑞 胡烨

江苏安科瑞电器制造有限公司 江苏江阴 214405

1、文物建筑安全用电背景   博物馆安全用电专项之电气安全隐患预警系统

1.1 2018年9月2日晚，位于巴西里约热内卢市的国家博物馆发生火灾。火势始终无法控制，馆内2000万件藏品恐怕都已被烧毁。5个小时后，消防员控制住火势，却没有完全扑灭明火。截至2018年9月4日，博物馆整个三层建筑基本被烧毁，仍存在坍塌风险。同时，国家博物馆副馆长已表示，博物馆仅有10%的馆藏得以幸存，包括陨石、矿石和部分陶艺收藏等。 

巴西文化部长塞尔吉奥·萨·莱唐告诉《圣保罗州报》记者，火灾可能由电路短路或手工制作的纸质热气球落在屋顶导致。放飞这种热气球是巴西一项传统，时而引发火灾。

1.2 当地时间2019年4月15日下午6点50分左右，法国巴黎圣母院发生火灾，整座建筑损毁严重着火位置位于圣母院顶部塔楼。巴黎消防部门初步认为，这起大火很可能由意外造成。法国司法部门已就火灾原因展开调查，圣母院顶楼的电线短路可能是引发火灾的原因。

2、文物建筑现状及存在问题  博物馆安全用电专项之电气安全隐患预警系统

文化保护建筑价值无法估量，一旦发生火灾事故就会造成无法弥补的损失。我国文物保护建筑以木质结构为主，这就导致其耐火等级相对较低，另外受建筑艺术形式的局限，建筑之间的间距比较小，形成了古建筑群，一旦起火，如果开始不能把控，比邻的建筑就会被很快殃及。

文物保护建筑着火原因主要集中在三方面：一、电气线路或设备安全隐患；二、人员活动造成；三、自然因素，比如雷击等；不过现在的文物保护建筑在避雷上做得已经比较完善，所以雷击造成火灾的现在已经不多了。

文物保护建筑现场配电柜系统大多老旧，而且没有智能化监测系统，无法满足各馈线回路剩余漏电、线缆温度、电压、电流、电能等电力参数查看。

存在问题：

根据现场经验分析，预文物保护建筑安全用电问题如下：

▶ 配电柜未安装安全用电监测电力仪表导致维护人员对各馈线回路电力参数（剩余漏电、温度、电压、电流等）信息不了解，无法确定整个建筑内电力系统是否正常运行。

▶ 现有的维护值班人员都为人工抄表，有以下几点弊端：1、人工抄表工作量大且容易产生错、漏等问题；2、工作人员人身安全得不到保障，在工作过程中发现漏电、打火花等问题时如人员逃离不及时或者处理不当会直接危及到生命。3、可能无法及时发现隐藏的电气安全隐患。

▶ 文物保护建筑内安全隐患高缺少所内安全运行信息，如不及时发现和处理，会导致故障范围扩大，影响整个建筑内用电情况。如：线缆温度检测、剩余漏电检测、电压监测、电流检测等。

▶ 设备老化导致供电不正常，严重影响人员工作。例如：线缆老化，刀闸辅助接点不能准确到位，接线端子接触不良等。这些问题有的是设备本身质量和工艺方面的原因，有的则是施工、维护配电柜内设备不到位引起的，特别是在很多设备还不能通过在线监测装置获取运行数据的情况下，极易造成供电故障。

▶ 现场没有统一监测平台，管理层无法及时准确的了解系统运行状态，无法及时掌握建筑内配电安全状况，不能及时有效的对站建筑内配电问题进行分析与指导，经常导致底层长期盲目浪费而无法自查，上层无法管理指导。

因此，对文物保护建筑内供电情况和用电安全的实时监视就显得十分重要，同时建立和完善企业一体化的计量、监控、分析和管理的系统，能及时、全面、迅速、准确的获取建筑内各详细数据，全面监控安全电力系统的运行动态，及时发现故障隐患，定期分析各类数据报表、对整个系统的安全性、能源利用率能及时掌握，制定科学、合理的电力系统运维流程。

3、安科瑞安全用电解决方案建议

本项目建议方案为3部分：1、设备层；2、网络层；3、平台层；具体说明如下：

3.1、设备层

配电柜内加装安科瑞ARCM300T-Z-4G系列安全用电监测电力仪表（带通讯），仪表实时采集馈线回路电力参数（剩余漏电、温度、电压、电流、电能等）。

ARCM300T系列功能如下：

测量：实时监测一路剩余电流、四路温度、电流、电压、功率、电能等电参量，遥信输入、遥信输出、谐波分析、GPRS无线通讯

遥信：4路开关量输入

遥控：1路继电器输出

通讯：RS485/MODBUS-RTU

显示：液晶

3.2、网络层

网络层也为采集部分，在每个配电柜内安装采集剩余漏电、温度、电压、电流等电力参数的监测模块，通过4G网络把相关数据上传至安全用电平台。

3.3、平台层

前面所有的设备加装以及采集器的安装都是为了平台统一采集文物保护建筑配电柜内数据，安全用电平台将建筑配电柜内电表运行状态、剩余漏电、温度、电压、电流等数据统一汇总至云平台，进行统一监管。当站内配电柜有异常状态发生时，第一时间接收到云平台报警信息（通过平台报警、短信、APP、自动语音呼叫等），并安排相关人员去现场查看问题并分析原因。

4、技术标准

本方案遵循的国家标准有：

GB14287.2 《剩余电流式电气火灾监控探测器》

GB14287.3 《测温式电气火灾监控探测器》

GB14048.1 《低压开关设备和控制设备总则》

GB14287-2014 《电气火灾监控系统》

GB13955-2005 《剩余电流动作保护装置安装和运行》

GB50016-2014 《建筑设计防火规范》

GB50116-2013 《火灾自动报警系统设计规范》

GB50054-2011 《低压配电设计规范》

GB/T 2887-2011 《计算机场地通用规范》

GB/T 5623-2008 产品电耗定额制定和管理导则

GB/T 156-2007 标准电压

GB/T 23331-2009 能源管理体系要求

GB/T 15316-2009 节能检测技术通则

GB/T 17166 企业能源审计技术通则

GB/T 15587-2008 工业企业能源管理导则  

DL/T 645-1997 多功能电能表通信规约

DL/T 645-2007 多功能电能表通信规约

CJ/T 188-2004 户用计量仪表数据传输技术条件

GB/T 19582-2008 基于Modbus协议的工业自动化网络规范

5、平台实现效果

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，并第一时间显示实时状态。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。

云管理系统分为四个子系统：

云端数据服务子系统

● 短信发送服务：为短信方式的报警提醒提供服务；

● 采集所有接入点的数据：接收并解析节点的实时数据；

● 命令透传：向接入节点下发参数或控制指令；

B/S云平台

● 实时监控：可以实时监控各探测点的剩余电流、温度、电压、电流、状态，系统的响应时间 <= 2min（可配置）；

● 历史记录：保存报警记录、事件记录、故障记录；

● 控制功能：可以对监控单元的分闸、复位进行遥控操作，并远程设置漏电、温度、电压、开关量等参数；

● 报警提醒：消息提醒相关人员具体的报警或故障信息；

● 报警处理：下发工单给相关人员进行处理，形成闭环；

● 数据分析：通过云端储存的大量数据进行数据分析，形成多种图形及报表；

● 基础数据维护：设置用户权限、完善项目、设备信息、设置短信报警提醒的号码等；

手ji网站

在手ji浏览器中使用系统，功能同B/S主站系统；

安卓手jiAPP

IOS App

功能同主站相同。

5.1 整体结构

5.2 平台主要功能

★实时监控

24小时监视各探测点的剩余电流、温度、电压、电流、谐波、功率、电能及其他设备状态等信息；

★历史记录

所有告警信息及远程控制均被记录入日志，并可供用户方便查询；

★数据分析

针对采集的数据进行各种模型分析和报告，为客户消除安全隐患，提供能耗分析功能；

★报警提醒

当平台收到报警或故障信息时，平台将以短信、电话或APP推送等方式通知管理人员，提醒关注故障状况，并采取相应的措施消除隐患；

★权限管理

平台通过对用户类型实施分级管理以实现更高的信息安全，拥有相应授权的用户可以对授权范围内的项目、设备、探测器等监测数据和运行情况进行查看、配置修改，从而提高系统整体安全性；

★远程控制

具备权限的管理人员可以远程设定探测器的各种参数值，或者对监控设备进行分闸、复位、消音、自检和远程设置参数等操作，方便管理，同时提高工作效率。

5.3 常用配置方案

5.3.1 常用方案

方案一：100A以下回路，开口式互感器

方案二：100A以下回路，普通互感器，会增加施工量

方案三：100A以下回路，普通互感器，探测器和无线模块分开，可适用多回路

5.4 现场安装图片

6、结论

安全用电平台能帮助文物保护建筑建立和完善一体化的计量、监测、分析和管理系统，及时、准确、快速、全面获取建筑内配电相关数据，全面监控电力系统的运行态势、及时发现故障隐患、保证供电安全、稳定。  

详尽的安全隐患统计、对比分析数据报表、图表，及时掌握建筑内安全用电分布情况，对比同机关部门先进能效水平，帮助相关单位制定科学、合理的安全措施。

为管理者提供直观、全面的供配电能源报表和安全用电分析报告服务，更加方便管理者对文物保护建筑的日常的安全管理及未来规划 。