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   文物保护建筑安全用电监管实施方案

最近在当地时间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  文物保护建筑安全用电监管实施方案

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

5.1、拓扑结构

AcrelCloud-6000安全用电平台采用分层分布式结构进行设计，详细拓扑结构如下：

现场可通过GPRS移动网络(移动、联通2G/4G/ NB-IoT网络)和安全用电监管服务系统平台通讯，云平台可自行架设服务器，需要具备固定IP地址的宽带接入，或者租用阿里云服务器（本地不需要固定IP宽带）。

现场安装的设备采集用电回路剩余漏电电流、线缆温度、电流/电压/功率/电能，通过无线方式上传到安全用电监管服务系统平台，当现场发生线缆漏电电流，温度超出标准值或者设定值以及功率超限时，通过安全用电监管服务系统平台或者手jiAPP推送报警信号，并发送短信通知安全责任人，派运维员处理现场隐患。

5.2、平台功能

5.2.1综合界面

安全用电管理平台提供综合监控界面，针对漏电、超温、断线、短路、过压、欠压等信息综合显示，且对这些信息进行统一分析，便于维护人员直观的了解现有的系统安全状况。系统可按不同角色和账户登录。

5.2.2系统采用B/S结构网站方式设计和建设，配合移动客户端，使用方便

系统完全按照web技术设计，任何用户和任何管理部门的相关人员在任何地点都可以通过Internet访问系统网页查看和操作相应权限的内容信息，用户也可通过在智能手ji上安装APP客户端（同时具有IOS版本和安卓版本）实现系统登陆访问。

手jiAPP

安全用电管理云平台支持Android、ios系统APP，方便用进行项目查询、报警、故障查询，实时监控数据查询，复位及控制操作，探测器详细信息查询等功能。

5.2.3基于监测数据的分析及监管系统

系统通过对用电线路的各种关键电气特征数据，比如线缆温度、电流、剩余电流等等，通过多wei度建模分析，更精准的反映用电线路的状态，不仅发现隐患而且能够识别隐患类型；不仅能够识别隐患类型，还能洞悉隐患发生的规律，预测隐患发展的趋势。系统应根据责任主体与管理主体的区别，分别提供不同的软件平台给不同的用户，在责任主体的软件平台侧重于实际隐患的实时提醒，主动控制。

5.2.4基于大数据的电气火灾隐患管理平台

为监管部门建设大数据的电气火灾隐患管理平台，平台提供设备覆盖情况、隐患分布情况、隐患类型占比情况、隐患治理情况等信息，并生成月报、季报、年报。有助于相关人员及时掌握电气火灾隐患的发展趋势和风险等级，把握工作重点，消除隐患，防范电气火灾的发生。同时通过大数据分析，向职能部门提供用电回路状态。

隐患管理包括隐患巡查、隐患处理、和隐患记录。

5.2.5统计分析

统计分析包括数据汇总、分析报告、隐患统计、系统体检、设备列表等查询分析功能。

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 。