安科瑞 唐瀟倩
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405
1、文物建筑安全用電背景
近在當(dāng)?shù)貢r間2019年4月15日下午6點50分左右，法國巴黎圣母院發(fā)生火災(zāi)，整座建筑損毀嚴(yán)重著火位置位于圣母院頂部塔樓。巴黎*門初步認為，這起大火很可能由意外造成。法國*門已就火災(zāi)原因展開調(diào)查，圣母院頂樓的電線短路可能是引發(fā)火災(zāi)的原因。文物安全監(jiān)管平臺 漏電監(jiān)測預(yù)警平臺
2、文物建筑現(xiàn)狀及存在問題
文化保護建筑價值無法估量，一旦發(fā)生火災(zāi)事故就會造成無法彌補的損失。我國文物保護建筑以木質(zhì)結(jié)構(gòu)為主，這就導(dǎo)致其耐火等級相對較低，另外受建筑藝術(shù)形式的局限，建筑之間的間距比較小，形成了古建筑群，一旦起火，如果開始不能把控，比鄰的建筑就會被很快殃及。文物安全監(jiān)管平臺 漏電監(jiān)測預(yù)警平臺
文物保護建筑著火原因主要集中在三方面：一、電氣線路或設(shè)備安全隱患；二、人員活動造成；三、自然因素，比如雷擊等；不過現(xiàn)在的文物保護建筑在避雷上做得已經(jīng)比較完善，所以雷擊造成火災(zāi)的現(xiàn)在已經(jīng)不多了。
文物保護建筑現(xiàn)場配電柜系統(tǒng)大多老舊，而且沒有智能化監(jiān)測系統(tǒng)，無法滿足各饋線回路剩余漏電、線纜溫度、電壓、電流、電能等電力參數(shù)查看。
存在問題：
根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗分析，預(yù)文物保護建筑安全用電問題如下：
? 配電柜未安裝安全用電監(jiān)測電力儀表導(dǎo)致維護人員對各饋線回路電力參數(shù)（剩余漏電、溫度、電壓、電流等）信息不了解，無法確定整個建筑內(nèi)電力系統(tǒng)是否正常運行。
? 現(xiàn)有的維護值班人員都為人工抄表，有以下幾點弊端：①、人工抄表工作量大且容易產(chǎn)生錯、漏等問題；②、工作人員人身安全得不到保障，在工作過程中發(fā)現(xiàn)漏電、打火花等問題時如人員逃離不及時或者處理不當(dāng)會直接危及到生命。③、可能無法及時發(fā)現(xiàn)隱藏的電氣安全隱患。
? 文物保護建筑內(nèi)安全隱患高缺少所內(nèi)安全運行信息，如不及時發(fā)現(xiàn)和處理，會導(dǎo)致故障范圍擴大，影響整個建筑內(nèi)用電情況。如：線纜溫度檢測、剩余漏電檢測、電壓監(jiān)測、電流檢測等。
? 設(shè)備老化導(dǎo)致供電不正常，嚴(yán)重影響人員工作。例如：線纜老化，刀閘輔助接點不能準(zhǔn)確到位，接線端子接觸不良等。這些問題有的是設(shè)備本身質(zhì)量和工藝方面的原因，有的則是施工、維護配電柜內(nèi)設(shè)備不到位引起的，特別是在很多設(shè)備還不能通過在線監(jiān)測裝置獲取運行數(shù)據(jù)的情況下，極易造成供電故障。
? 現(xiàn)場沒有統(tǒng)一監(jiān)測平臺，管理層無法及時準(zhǔn)確的了解系統(tǒng)運行狀態(tài)，無法及時掌握建筑內(nèi)配電安全狀況，不能及時有效的對站建筑內(nèi)配電問題進行分析與指導(dǎo)，經(jīng)常導(dǎo)致底層*盲目浪費而無法自查，上層無法管理指導(dǎo)。
因此，對文物保護建筑內(nèi)供電情況和用電安全的實時監(jiān)視就顯得十分重要，同時建立和完善企業(yè)一體化的計量、監(jiān)控、分析和管理的系統(tǒng)，能及時、全面、迅速、準(zhǔn)確的獲取建筑內(nèi)各詳細數(shù)據(jù)，全面監(jiān)控安全電力系統(tǒng)的運行動態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，定期分析各類數(shù)據(jù)報表、對整個系統(tǒng)的安全性、能源利用率能及時掌握，制定科學(xué)、合理的電力系統(tǒng)運維流程。
3、安科瑞安全用電解決方案建議
本項目建議方案為3部分：1、設(shè)備層；2、網(wǎng)絡(luò)層；3、平臺層；具體說明如下：
（1）設(shè)備層
配電柜內(nèi)加裝安科瑞ARCM300T-Z-4G系列安全用電監(jiān)測電力儀表（帶通訊），儀表實時采集饋線回路電力參數(shù)（剩余漏電、溫度、電壓、電流、電能等）。
ARCM300T系列功能如下：
測量：實時監(jiān)測一路剩余電流、四路溫度、電流、電壓、功率、電能等電參量，遙信輸入、遙信輸出、諧波分析、GPRS無線通訊
遙信：4路開關(guān)量輸入
遙控：1路繼電器輸出
通訊：RS485/MODBUS-RTU
顯示：液晶
（2）網(wǎng)絡(luò)層
網(wǎng)絡(luò)層也為采集部分，在每個配電柜內(nèi)安裝采集剩余漏電、溫度、電壓、電流等電力參數(shù)的監(jiān)測模塊，通過4G網(wǎng)絡(luò)把相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至安全用電平臺。
（3）平臺層
前面所有的設(shè)備加裝以及采集器的安裝都是為了平臺統(tǒng)一采集文物保護建筑配電柜內(nèi)數(shù)據(jù)，安全用電平臺將建筑配電柜內(nèi)電表運行狀態(tài)、剩余漏電、溫度、電壓、電流等數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯總至云平臺，進行統(tǒng)一監(jiān)管。當(dāng)站內(nèi)配電柜有異常狀態(tài)發(fā)生時，*時間接收到云平臺報警信息（通過平臺報警、短信、APP、自動語音呼叫等），并安排相關(guān)人員去現(xiàn)場查看問題并分析原因。
4、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
本方案遵循的國家標(biāo)準(zhǔn)有：
GB14287.2 《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》
GB14287.3 《測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》
GB14048.1 《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備總則》
GB14287-2014 《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》
GB13955-2005 《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》
GB50016-2014 《建筑設(shè)計防火規(guī)范》
GB50116-2013 《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》
GB50054-2011 《低壓配電設(shè)計規(guī)范》
GB/T 2887-2011 《計算機場地通用規(guī)范》
GB/T 5623-2008 產(chǎn)品電耗定額制定和管理導(dǎo)則
GB/T 156-2007 標(biāo)準(zhǔn)電壓
GB/T 23331-2009 能源管理體系要求
GB/T 15316-2009 節(jié)能檢測技術(shù)通則
GB/T 17166 企業(yè)能源審計技術(shù)通則
GB/T 15587-2008 工業(yè)企業(yè)能源管理導(dǎo)則
DL/T 645-1997 多功能電能表通信規(guī)約
DL/T 645-2007 多功能電能表通信規(guī)約
CJ/T 188-2004 戶用計量儀表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件
GB/T 19582-2008 基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范
5、平臺實現(xiàn)效果
（1）拓撲結(jié)構(gòu)
AcrelCloud-6000安全用電平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，詳細拓撲結(jié)構(gòu)如下：
現(xiàn)場可通過GPRS移動網(wǎng)絡(luò)(移動、聯(lián)通2G/4G/ NB-IoT網(wǎng)絡(luò))和安全用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)平臺通訊，云平臺可自行架設(shè)服務(wù)器，需要具備固定IP地址的寬帶接入，或者租用阿里云服務(wù)器（本地不需要固定IP寬帶）。
現(xiàn)場安裝的設(shè)備采集用電回路剩余漏電電流、線纜溫度、電流/電壓/功率/電能，通過無線方式上傳到安全用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)平臺，當(dāng)現(xiàn)場發(fā)生線纜漏電電流，溫度超出標(biāo)準(zhǔn)值或者設(shè)定值以及功率超*，通過安全用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)平臺或者手機APP推送報警信號，并發(fā)送短信通知安全責(zé)任人，派運維員處理現(xiàn)場隱患。
（2）平臺功能
（2.1）綜合界面
安全用電管理平臺提供綜合監(jiān)控界面，針對漏電、超溫、斷線、短路、過壓、欠壓等信息綜合顯示，且對這些信息進行統(tǒng)一分析，便于維護人員直觀的了解現(xiàn)有的系統(tǒng)安全狀況。系統(tǒng)可按不同角色和賬戶登錄。
（2.2）系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)方式設(shè)計和建設(shè)，配合移動客戶端，使用方便
系統(tǒng)*按照web技術(shù)設(shè)計，任何用戶和任何管理部門的相關(guān)人員在任何地點都可以通過Internet訪問系統(tǒng)網(wǎng)頁查看和操作相應(yīng)權(quán)限的內(nèi)容信息，用戶也可通過在智能手機上安裝APP客戶端（同時具有IOS版本和安卓版本）實現(xiàn)系統(tǒng)登陸訪問。
手機APP
安全用電管理云平臺支持Android、ios系統(tǒng)APP，方便用進行項目查詢、報警、故障查詢，實時監(jiān)控數(shù)據(jù)查詢，復(fù)位及控制操作，探測器詳細信息查詢等功能。
（2.3）基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析及監(jiān)管系統(tǒng)
系統(tǒng)通過對用電線路的各種關(guān)鍵電氣特征數(shù)據(jù)，比如線纜溫度、電流、剩余電流等等，通過多維度建模分析，更精準(zhǔn)的反映用電線路的狀態(tài)，不僅發(fā)現(xiàn)隱患而且能夠識別隱患類型；不僅能夠識別隱患類型，還能洞悉隱患發(fā)生的規(guī)律，預(yù)測隱患發(fā)展的趨勢。系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)責(zé)任主體與管理主體的區(qū)別，分別提供不同的軟件平臺給不同的用戶，在責(zé)任主體的軟件平臺側(cè)重于實際隱患的實時提醒，主動控制。
（2.4）基于大數(shù)據(jù)的電氣火災(zāi)隱患管理平臺
為監(jiān)管部門建設(shè)大數(shù)據(jù)的電氣火災(zāi)隱患管理平臺，平臺提供設(shè)備覆蓋情況、隱患分布情況、隱患類型占比情況、隱患治理情況等信息，并生成月報、季報、年報。有助于相關(guān)人員及時掌握電氣火災(zāi)隱患的發(fā)展趨勢和風(fēng)險等級，把握工作重點，消除隱患，防范電氣火災(zāi)的發(fā)生。同時通過大數(shù)據(jù)分析，向職能部門提供用電回路狀態(tài)。
隱患管理包括隱患巡查、隱患處理、和隱患記錄。
（2.5）統(tǒng)計分析
統(tǒng)計分析包括數(shù)據(jù)匯總、分析報告、隱患統(tǒng)計、系統(tǒng)體檢、設(shè)備列表等查詢分析功能。
5、結(jié)論
安全用電平臺能幫助文物保護建筑建立和完善一體化的計量、監(jiān)測、分析和管理系統(tǒng)，及時、準(zhǔn)確、快速、全面獲取建筑內(nèi)配電相關(guān)數(shù)據(jù)，全面監(jiān)控電力系統(tǒng)的運行態(tài)勢、及時發(fā)現(xiàn)故障隱患、保證供電安全、穩(wěn)定。
詳盡的安全隱患統(tǒng)計、對比分析數(shù)據(jù)報表、圖表，及時掌握建筑內(nèi)安全用電分布情況，對比同機關(guān)部門*能效水平，幫助相關(guān)單位制定科學(xué)、合理的安全措施。
為管理者提供直觀、全面的供配電能源報表和安全用電分析報告服務(wù)，更加方便管理者對文物保護建筑的日常的安全管理及未來規(guī)劃 。
