?

安科瑞劉鴻鵬

摘要

隨著城市建筑體量的不斷增長(zhǎng)和電氣設(shè)備的廣泛使用，現(xiàn)代建筑大樓的用電安全問(wèn)題日益突出。傳統(tǒng)配電方式面臨監(jiān)測(cè)盲區(qū)多、響應(yīng)滯后、火災(zāi)隱患難發(fā)現(xiàn)等問(wèn)題。為提升建筑電氣系統(tǒng)的安全性和智能化水平，智慧用電系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。本文結(jié)合安科瑞智慧用電解決方案，系統(tǒng)介紹了安全用電保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成、功能特點(diǎn)及在現(xiàn)代建筑中的典型應(yīng)用場(chǎng)景，展示其在電氣火災(zāi)預(yù)防、隱患排查、智能控制等方面的綜合優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：智慧用電、安全用電保護(hù)系統(tǒng)、電氣火災(zāi)、電弧探測(cè)、建筑配電系統(tǒng)

1. 引言

電氣火災(zāi)一直是城市建筑火災(zāi)的主要誘因之一，尤其是在大型寫(xiě)字樓、醫(yī)院、學(xué)校、商業(yè)綜合體等用電密集型場(chǎng)所，線路老化、過(guò)載、漏電、電弧等問(wèn)題潛伏風(fēng)險(xiǎn)巨大。傳統(tǒng)電氣保護(hù)設(shè)備如普通空開(kāi)和漏電保護(hù)器，雖然能在極端情況下切斷電源，但缺乏前期監(jiān)測(cè)和智能告警能力，無(wú)法滿足現(xiàn)代建筑對(duì)“早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)警、智能控制”的用電管理需求。

2. 形式背景

據(jù)公安部消防局?jǐn)?shù)據(jù)公布，2019年全年共接報(bào)火災(zāi)23.3萬(wàn)起，亡1335人，傷837人，直接財(cái)產(chǎn)損失36.12億元，是近七年來(lái)火災(zāi)起數(shù)和傷亡人數(shù)最少的一年。

其中，商業(yè)場(chǎng)所發(fā)生火災(zāi)6015起，同比下降8.4%；賓館飯店發(fā)生火災(zāi)5872起，同比下降9.9%；學(xué)校發(fā)生火災(zāi)722起，同比下降10%；醫(yī)院養(yǎng)老院發(fā)生火災(zāi)346起，同比下降12.6%；公共娛樂(lè)場(chǎng)所發(fā)生火災(zāi)384起，同比下降21.5%。

值得關(guān)注的是，住宅火災(zāi)中，電氣引發(fā)的居高不下，已查明原因的火災(zāi)中有52%系電氣原因引起，尤其是各類(lèi)家用電器、電動(dòng)車(chē)、電氣線路等引發(fā)的火災(zāi)越來(lái)越突出，僅電動(dòng)自行車(chē)引發(fā)的較大火災(zāi)就有7起。

現(xiàn)實(shí)情況中，很多生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位電氣線路老舊、線路隱患多且隱蔽性強(qiáng)，眾多小微企業(yè)缺乏專(zhuān)業(yè)電工，肉眼無(wú)法直觀發(fā)現(xiàn)電氣隱患，傳統(tǒng)的檢測(cè)手段難以及時(shí)排查各種隱患等一系列難題，使得電氣火災(zāi)的監(jiān)測(cè)和預(yù)警很難落實(shí)到位。

3. 電氣火災(zāi)

3.1 電氣火災(zāi)的特征

隱蔽性強(qiáng)

由于漏電與短路通常都發(fā)生在電器設(shè)備內(nèi)部及電線的交叉部位，因此電氣起火的最初部位是看不到的，只有當(dāng)火災(zāi)已經(jīng)形成并發(fā)展成大火后才能看到，但此時(shí)火勢(shì)已大，再撲救已經(jīng)很困難。

隨機(jī)性大

電氣設(shè)備布置分散，發(fā)火的位置很難進(jìn)行預(yù)測(cè)，并且起火的時(shí)間和概率都很難定量化。正是這種突發(fā)性和意外性電氣火災(zāi)的管理和預(yù)防都帶來(lái)一定難度，并且事故一旦發(fā)生容易釀成惡性事故。

燃燒速度快

電纜著火時(shí)，由于短路或過(guò)流時(shí)的電線溫度特別高，導(dǎo)致火焰沿著電線燃燒的速度非?？欤硗庠俳柚锏里L(fēng)流及其它助燃物質(zhì)，使燃燒速度也大大加快。

撲救困難

電線或電氣設(shè)備著火時(shí)一般是在其內(nèi)部，看不到起火點(diǎn)，且不能用水來(lái)?yè)渚?，所以帶電的電線著火時(shí)不易撲救。電氣線路錯(cuò)綜復(fù)雜，給火災(zāi)撲救也帶來(lái)難度。

損失程度大

電氣火災(zāi)的發(fā)生，通常不僅會(huì)單純導(dǎo)致電氣設(shè)備的損壞，而且還將殃及人員安全。

3.2 電氣火災(zāi)的成因

電氣線路發(fā)生火災(zāi)，主要是由于線路的短路、過(guò)載或接觸電阻過(guò)大等原因，產(chǎn)生電火花、電弧或引起電線、電纜過(guò)熱，從而造成火災(zāi)。

引發(fā)電氣火災(zāi)的主要原因有短路、過(guò)載、接觸不良、電弧火花、漏電、雷擊等，主要是電氣安裝工程、電器產(chǎn)品的質(zhì)量以及使用、管理不當(dāng)?shù)葐?wèn)題造成的。電氣系統(tǒng)分布廣泛、長(zhǎng)時(shí)持續(xù)運(yùn)行，電氣線路通常敷設(shè)在隱蔽處，火災(zāi)隱患不易發(fā)現(xiàn)。另外，電氣火災(zāi)的危險(xiǎn)性還與用電情況密切相關(guān)，當(dāng)用電負(fù)荷增大時(shí)，容易導(dǎo)致電流增大而造成電氣火災(zāi)。由于電氣火災(zāi)主要發(fā)生在建筑物內(nèi)，建筑物內(nèi)人員密集、疏散困難、排煙不暢，極容易造成觸電、窒息等群死群傷的火災(zāi)事故。

短路

電氣線路發(fā)生短路的主要緣由有:線路年久失修使線芯暴露；絕緣受到破壞；安裝、修理人員接錯(cuò)線路，或帶電作業(yè)時(shí)造成人為碰線短路;不按規(guī)程要求私接亂拉，管理不善，維護(hù)不當(dāng)?shù)榷际请姎饩€路發(fā)生短路的緣由。

過(guò)負(fù)荷

設(shè)計(jì)或選擇導(dǎo)線截面不當(dāng)，實(shí)際負(fù)載超過(guò)了導(dǎo)線的平均載流量;在線路中接人過(guò)多或功率過(guò)大的電氣設(shè)備，超過(guò)了電氣線路的負(fù)載力量等問(wèn)題是造成電氣線路發(fā)生過(guò)負(fù)荷的緣由。

接觸電阻過(guò)大

在電氣線路與母線或電源線的連接處，電源線與電氣設(shè)備連接的地方，由于連接不牢或者其他緣由，使接頭接觸不良，造成局部電阻過(guò)大，稱為接觸電阻過(guò)大。接觸電阻過(guò)大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生極大的熱量，可以使金屬變色甚至熔化，并能引起絕緣材料、可燃物質(zhì)及積落的可燃灰塵燃燒。

電氣線路產(chǎn)生的電火花和電弧

電火花是電極間放電的結(jié)果。電弧是由大量密集電火花所構(gòu)成的。電弧的溫度可達(dá) 3000°C以上，電火花和電弧簡(jiǎn)單引起可燃物燃燒或爆炸性可燃?xì)怏w、可燃粉塵的爆炸。

3.3 原因總結(jié)

供配電線路未隨著生活水平提高而改進(jìn)。

供配電系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量不高。

供配電系統(tǒng)本身安全性不夠。

施工質(zhì)量不符合國(guó)家相關(guān)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定

缺乏相應(yīng)政策保障，電氣檢測(cè)驗(yàn)收不嚴(yán)格。

電器產(chǎn)品達(dá)不到防火要求。

電器產(chǎn)品及其線路維護(hù)管理不當(dāng)。

4. 系統(tǒng)解決方案

安科瑞智慧用電云平臺(tái)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)電氣引發(fā)火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線溫度、電流、電壓和漏電流）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣線路和用電設(shè)備存在的安全隱患（如：線纜溫度異常、短路、過(guò)載、過(guò)壓、欠壓及漏電等），有效防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)

以安科瑞智慧用電系統(tǒng)為代表，現(xiàn)代安全用電保護(hù)系統(tǒng)一般由以下幾部分構(gòu)成：

智能監(jiān)測(cè)終端設(shè)備

包括ARCM系列監(jiān)測(cè)裝置、ASCB系列智慧空開(kāi)、AISD智能安全配電裝置等?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)漏電、電流、電壓、溫度、電弧等關(guān)鍵電參量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

通信與上傳模塊

設(shè)備支持RS485、NBIoT、4G、RJ45等多種通信方式，可靈活適配新建和改造項(xiàng)目，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至平臺(tái)。

安全用電管理平臺(tái)

通過(guò)AcrelCloud6000智慧用電平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備集中管理、數(shù)據(jù)分析、報(bào)警推送、隱患定位、遠(yuǎn)程控制等功能，運(yùn)維人員可通過(guò)PC或微信小程序遠(yuǎn)程查看。

172,.,有任何問(wèn)題，，6972

都可以隨時(shí)問(wèn)的。，5322

4.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

172.，有任何問(wèn)題，，。6972

都可以隨時(shí)問(wèn)的.。5322

4.3 系統(tǒng)功能

用戶登錄成功之后進(jìn)入首頁(yè)，如圖所示。主要展示的內(nèi)容有：項(xiàng)目概況、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備分類(lèi)、設(shè)備報(bào)警信息、報(bào)警分類(lèi)、報(bào)警統(tǒng)計(jì)、設(shè)備臺(tái)賬信息等。

實(shí)時(shí)監(jiān)控

系統(tǒng)可接入電氣火災(zāi)探測(cè)器、故障電弧、智能微斷、用電精靈、智能塑殼斷路器、滅弧式保護(hù)器等，并可遠(yuǎn)程控制相應(yīng)探測(cè)器。

能耗分析

系統(tǒng)提供能耗分析功能，按回路可查詢?nèi)?、月、年的能耗?bào)表和曲線，并支持導(dǎo)出

電能質(zhì)量

系統(tǒng)提供諧波監(jiān)測(cè)和三相不平衡分析功能。

需量分析

需量監(jiān)測(cè)分析：支持對(duì)MAX需量進(jìn)行逐日、逐月、逐年的統(tǒng)計(jì)，并支持需量監(jiān)測(cè)。

運(yùn)維管理

保障配電可靠，解決運(yùn)維難的問(wèn)題，降低人力成本

參數(shù)設(shè)置

系統(tǒng)可對(duì)儀表的保護(hù)開(kāi)關(guān)和報(bào)警值等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

5. 典型案例

客戶簡(jiǎn)介：頤和園，中國(guó)清朝時(shí)期皇家園林，前身為清漪園，坐落在北京西郊，距城區(qū)15公里，全園占地3.009平方公里（其中頤和園世界文化遺產(chǎn)區(qū)面積為2.97平方公里），水面約占四分之三。它是以昆明湖、萬(wàn)壽山為基址，以杭州西湖為藍(lán)本，汲取江南園林的設(shè)計(jì)手法而建成的一座大型山水園林，也是保存最完整的一座皇家行宮御苑，被譽(yù)為“皇家園林博物館”。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：

①項(xiàng)目名稱：頤和園之玉瀾堂、樂(lè)壽堂、養(yǎng)云軒等33處古建筑消防工程。

（簡(jiǎn)稱：頤和園配電箱改造項(xiàng)目）

②工程概述：

●工程涉及園區(qū)內(nèi)33個(gè)古建筑，

●主要是對(duì)配電箱進(jìn)行改造，

●數(shù)據(jù)需要上傳到云平臺(tái)統(tǒng)一管理

項(xiàng)目成果：我司負(fù)責(zé)對(duì)頤和園33個(gè)主建筑的配電箱進(jìn)行改造，通過(guò)加裝故障電弧探測(cè)器和電氣火災(zāi)探測(cè)器，采集數(shù)據(jù)后統(tǒng)一上傳到我司平臺(tái)，并和第三方平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接，進(jìn)行3D建筑展示和報(bào)警顯示。

6. 應(yīng)用的意義

電氣火災(zāi)防控前移

系統(tǒng)通過(guò)“測(cè)報(bào)斷”閉環(huán)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)從“事后保護(hù)”向“事前預(yù)警”轉(zhuǎn)變。

提升管理效率

運(yùn)維人員通過(guò)平臺(tái)或移動(dòng)端可遠(yuǎn)程接收告警并定位故障點(diǎn)，減少人工巡查頻次。

推動(dòng)綠色低碳用能

通過(guò)對(duì)用電數(shù)據(jù)的采集與分析，發(fā)現(xiàn)能源浪費(fèi)問(wèn)題，為后續(xù)節(jié)能改造提供依據(jù)。

符合政策導(dǎo)向與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

滿足《電氣火災(zāi)綜合治理》、《建筑電氣防火設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等政策和規(guī)范要求，助力建筑單位落實(shí)用電安全主體責(zé)任。

結(jié)語(yǔ)

安全用電保護(hù)系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑智能化、數(shù)字化建設(shè)的重要組成部分。安科瑞智慧用電系統(tǒng)以其完整的產(chǎn)品體系、領(lǐng)先的監(jiān)測(cè)技術(shù)與成熟的行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，為建筑電氣安全管理提供了可靠保障。未來(lái)，隨著智能建筑與“雙碳”政策的持續(xù)推進(jìn)，智慧用電系統(tǒng)將在更多場(chǎng)景中發(fā)揮更大價(jià)值，助力建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)安全、節(jié)能的用電管理新格局。

?審核編輯 黃宇