安科瑞 蔣超萍

江蘇安科瑞電器制造有限公司   江蘇江陰   214405

摘要:地鐵作為關(guān)系到人民群眾生命和財產(chǎn)安全的主要出行方式，其安全性備受關(guān)注，本文從預(yù)防火災(zāi)的安全性角度出發(fā)，探索基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧用電系統(tǒng)在地鐵低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，達(dá)到消除潛在的電氣火災(zāi)危險，實現(xiàn)“防患于未然”的目的。

關(guān)鍵詞 地鐵低壓配電系統(tǒng)；智慧用電；電氣火災(zāi)

1現(xiàn)狀分析

從2019年國家*消防救援局公開數(shù)據(jù)顯示:2018年全國共接報火災(zāi)23.7萬起，亡1407人，傷798人，直接財產(chǎn)損失36.75億元。火災(zāi)事故中，仍以電氣火災(zāi)比重大，據(jù)統(tǒng)計因違反電氣線路安裝使用規(guī)定引發(fā)的火災(zāi)占總數(shù)的34.6%,4起重大火災(zāi)中，3起為電氣引起。

地鐵系統(tǒng)的電氣線路繁雜，涉及通信、照明、動力等方面，運營時由不同的職能部門分管，且地鐵的工作環(huán)境較嚴(yán)峻，導(dǎo)致電氣火災(zāi)發(fā)生的頻度大。1969年北京地鐵由于電動車短路引發(fā)的大火，導(dǎo)致3人死亡、300多人受傷，是我國嚴(yán)重的一次地鐵火災(zāi)。：1995年10月28日阿塞拜疆巴庫地鐵因電動機(jī)車電路故障發(fā)生火災(zāi)，導(dǎo)致558名乘客喪生，269人嚴(yán)重受傷。

雖然隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，地鐵電氣系統(tǒng)的安全性日益提高，但電氣原因仍是目前地鐵火災(zāi)的主要因素。

2電氣火災(zāi)的成因分析及常規(guī)防控措施

現(xiàn)如今，電氣火災(zāi)事故中由于故障電弧引起的火災(zāi)占比80%~90%*電弧發(fā)生時，會瞬間產(chǎn)生高達(dá)3000-4000度的高溫，其足以引燃一切可燃物并造成重大火災(zāi)事故發(fā)生，并且該類故障電弧不受常規(guī)斷路器等電路保護(hù)裝置的控制。故障電弧發(fā)生時，線路中的電壓會產(chǎn)生波動，電流也會發(fā)生突變，更易造成用電設(shè)備產(chǎn)生故障。

故障電弧的產(chǎn)生常常具有隱蔽性，事故苗頭不易被發(fā)現(xiàn)大部分故障電弧具有*緩慢發(fā)生的特點，由此，提前對電氣火災(zāi)隱患的監(jiān)控防范具有重大意義。

但目前火災(zāi)的常規(guī)防控措施，如火災(zāi)探測系統(tǒng)、消防聯(lián)動制系統(tǒng)以及電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要的是起火/冒煙后對火情人防的管理，然而在相關(guān)措施中，防范隱患的措施極少出現(xiàn)，只有前期設(shè)計、現(xiàn)場布置等防止措施，防范技防措施欠缺。

3智慧用電系統(tǒng)

智慧用電系統(tǒng)是針對電氣火災(zāi)頻發(fā)而創(chuàng)新的一套電氣火災(zāi)預(yù)警和預(yù)防管理體系，它利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實時發(fā)現(xiàn)電氣線路和用電設(shè)備存在的安全隱患并發(fā)出報警信號，起到了很好的防范火災(zāi)的作用。它一般由終端檢測裝置、無線報警裝置、云管理平臺等組成，下面進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

3.1故障電弧探測系統(tǒng)

故障電弧探測系統(tǒng)有效地提高了故障電弧監(jiān)控的準(zhǔn)確性、  可靠性、穩(wěn)定性，能彌補(bǔ)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)存在的不足，消除 電氣火災(zāi)防范的盲區(qū)，是電氣火災(zāi)防范措施的重要組成部分。

3.2漏電火災(zāi)探測系統(tǒng)

漏電火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)通常由四個組成部分：漏電火災(zāi)探測器、測量型電流互感器、剩余電流互感器和溫度傳感器。

漏電火災(zāi)探測器的主要功能是通過對配電柜的電參量的監(jiān)測，獲悉配電柜準(zhǔn)確的用電數(shù)據(jù)訊息，通過對剩余電流和線纜溫度的監(jiān)測，及時防范和避免由于線路漏電引發(fā)的火災(zāi)隱患。而且漏電火災(zāi)探測器本身兼具無線傳輸功能，能將電氣線路中漏電火災(zāi)的隱患及時上傳至云監(jiān)控平臺，用戶也可通過手ji、電腦即時接收到報警訊息。測量型電流互感器的主要功能是配合漏電火災(zāi)探測器采集回路電流。剩余電流互感器的主要功能是通過對TN-C-S.  TN-S及局部TT系統(tǒng)中的剩余電流、溫度等機(jī)的檢測，以獲取相關(guān)由電氣火災(zāi)隱患產(chǎn)生的電氣參數(shù)。溫度傳嚴(yán)重感器的主要功能是用以配合漏電火災(zāi)探測器采集線纜溫度。

3.3智慧用電云平臺運用原理介紹

智慧用電云平臺系統(tǒng)主要由基礎(chǔ)管理層、數(shù)據(jù)傳輸管理層、云平臺管理層、用戶應(yīng)用層組成?；A(chǔ)管理層的設(shè)備主要包括：故障電弧探測器、剩余電流探測器、交流互感器、溫度傳感器等，主要作用是收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)傳輸管理層的設(shè)備主要包括在線監(jiān)控裝置、組合式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器、無線TDU模塊等，實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、匯總和傳輸。

云平臺管理層的設(shè)備主要包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的管理，具有監(jiān)控、記錄、報警、分析等功能。用戶應(yīng)用層設(shè)備主要包括PC端，手jiAPP,可以實時了解設(shè)備狀態(tài)信息，隨時查閱歷史信息。

4智慧安全用電應(yīng)用

地鐵車站內(nèi)電氣設(shè)備、電子設(shè)備不僅種類數(shù)量多而且配置復(fù)雜，供配電線路、控制線路和信息數(shù)據(jù)布線等密如蛛網(wǎng)，一旦出現(xiàn)電氣火災(zāi)，易造成嚴(yán)重的后果。

從預(yù)防火災(zāi)的安全性角度出發(fā)，可以在地鐵低壓配電系中應(yīng)用智慧用電系統(tǒng)。為驗證其實用性，選取天津地鐵9號站的照明配電箱作為研究主體，可以通過在原配電箱外，增加配電箱串接故障電弧探測器，并加設(shè)無線傳輸模塊（DTU）、漏電火災(zāi)探測器等設(shè)備；在原配電箱內(nèi)采用套線方式加裝剩余電流互感器、電流互感器等設(shè)備，采用繞線方式加裝溫度傳感器等系列措施實現(xiàn)終端檢測，具體安裝示意如下圖所示。

5 安科瑞智慧安全用電平臺

5.1安科瑞智慧安全用電平臺介紹

安科瑞Acrelcloud-6000智慧安全用電平臺是針對我國當(dāng)前電氣火災(zāi)事故頻發(fā)而開發(fā)的一套電氣火災(zāi)預(yù)警和預(yù)防管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算技術(shù)、通過物聯(lián)網(wǎng)傳感終端，將辦公建筑、學(xué)校、醫(yī)院、賓館、體育場館、生產(chǎn)企業(yè)等人員密集場所的電氣安全數(shù)據(jù)，實時傳輸至安全用電管理云服務(wù)器，為用戶提供不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤、統(tǒng)計分析和安全監(jiān)管，將平臺發(fā)現(xiàn)各種安全隱患信息及時告警信號，并推送給企業(yè)有關(guān)人員，以便其及早檢查和消除隱患，真正做到防患于未然。

5.2平臺結(jié)構(gòu)

5.3智慧安全用電平臺主要功能

1)實時監(jiān)控

24小時監(jiān)shi各探測點的剩余電流、溫度、電壓、電流、諧波、功率、電能及其他設(shè)備狀態(tài)等信息。

2)歷史記錄

所有告警信息及遠(yuǎn)程控制均被記錄入日志，并可供用戶方便查詢。

3)數(shù)據(jù)分析

針對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行各種模型分析和報告，為客戶消除安全隱患;提供能耗分析功能。

4)報警提醒

當(dāng)平臺收到報警或故障信息時，平臺將以短信、dian話或APP推送等方式通知管理人員，提醒關(guān)注故障狀況，并采取相應(yīng)的措施消除隱患。

5)權(quán)限管理

平臺通過對用戶類型實施分級管理以實現(xiàn)更高的信息安全，擁有相應(yīng)授權(quán)的用戶可以對授權(quán)范圍內(nèi)的項目、設(shè)備、探測器等監(jiān)測數(shù)據(jù)和運行情況進(jìn)行查看、配置修改。

6)遠(yuǎn)程控制

具備權(quán)限的管理人員可以遠(yuǎn)程設(shè)定探測器的各種參數(shù)值，或者對監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行分閘、復(fù)位、消音、自檢和遠(yuǎn)程設(shè)置參數(shù)等操作，方便管理，同時提高工作效率。

5.4安科瑞智慧安全用電平臺配置

注：以上配置為針對1個回路選型，其中剩余電流互感器應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場回路電流大小選擇，根據(jù)實際三選一。

6安科瑞故障電弧探測器產(chǎn)品介紹

6.1安科瑞故障電弧探測器外形

AAFD產(chǎn)品外形

6.2安科瑞故障電弧探測器的功能：

1.監(jiān)測單相回路的故障電?。?/span>

2.通過對電氣線路的實時監(jiān)測能及時、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)電氣線路中的故障和異常狀態(tài)，可幫助用戶迅速查明電氣故障發(fā)生的區(qū)域，以便及時消除電氣火災(zāi)隱患；

3.具有聲光報警功能；

4.本探測器尺寸小巧、安裝方便，采用標(biāo)準(zhǔn)35mm導(dǎo)軌安裝；

5.具有故障電弧模擬發(fā)生功能，可以通過模擬故障電弧對本機(jī)進(jìn)行性能測試；

6.具有通用485總線接口，采用標(biāo)準(zhǔn)Modbus協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，信號兼容性強(qiáng)。

6.3技術(shù)參數(shù)

AAFD技術(shù)參數(shù)

7 結(jié)束語

綜上所述，智慧用電系統(tǒng)能夠監(jiān)測電氣線路中的異常情況，并發(fā)出報警信號并且準(zhǔn)確的定位故障發(fā)生的地點，通知工作人員及時排除并檢查電氣中的火災(zāi)隱患，將電氣火災(zāi)消滅在萌芽的狀態(tài)，為地鐵電氣火災(zāi)防控提供了有效的技術(shù)手段。

參考文獻(xiàn)

[1]劉洪永 馬堯基.千智慧用電的電氣隱患排查與反饋體系框架[J]. 無線互聯(lián)科技，2019,16(01):60-62

[2]孫偉杰.地鐵低壓配電系統(tǒng)智慧用電研究

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2019.11

[4]安科瑞安全用電管理云平臺選型手冊.2020.02