智慧安全用電監(jiān)控系統(tǒng)

智慧安全用電監(jiān)控系統(tǒng)既是順應(yīng)社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)的必然選擇，又是消防物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。智慧用電廠家力安科技指出，智慧用電需要重點(diǎn)發(fā)展的兩個(gè)方向：一方面努力實(shí)現(xiàn)電影響氣安全隱患因素，如溫度、電流等各種信息在監(jiān)測(cè)、智能判斷、智慧預(yù)警等方面的智能化、智慧化；另一方面，智慧用電作為智慧消防的子業(yè)務(wù)范圍，在未來(lái)智慧城市、智慧消防建設(shè)中具有舉足輕重的作用。

一、智慧用電建設(shè)的背景意義

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系高速發(fā)展進(jìn)化的時(shí)代背景下，能源管理面臨著重大的挑戰(zhàn)，企業(yè)（事業(yè)單位）的標(biāo)準(zhǔn)化電力建設(shè)成為了確保企業(yè)走可持續(xù)發(fā)展道路的基礎(chǔ)，對(duì)于企業(yè)（事業(yè)單位）的穩(wěn)定與發(fā)展具有十分重要意義，并發(fā)揮了顯著的作用，它不但能夠提高工程效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量，還能夠推動(dòng)產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展，從而促進(jìn)電力企業(yè)在安全運(yùn)轉(zhuǎn)下平穩(wěn)發(fā)展，滿足廣大群眾對(duì)更加清晰、更高質(zhì)量安全用電升級(jí)的需求，推動(dòng)城市繁榮興盛，是新時(shí)代用電安全行業(yè)的重大使命。

國(guó)務(wù)院安全生產(chǎn)委員會(huì)關(guān)于開展電氣火災(zāi)綜合治理工作的通知，安委〔2017〕4號(hào)中明確提出：“全面排查整治電器產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量、建設(shè)工程電氣設(shè)計(jì)施工、電器產(chǎn)品及其線路使用管理等方面存在的隱患和問(wèn)題，嚴(yán)厲打擊違法生產(chǎn)、銷售假冒偽劣電器產(chǎn)品行為，排查整治社會(huì)單位電氣使用維護(hù)違章違規(guī)行為，力爭(zhēng)通過(guò)三年綜合治理，實(shí)現(xiàn)電器產(chǎn)品質(zhì)量明顯提升，建設(shè)工程電氣設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量明顯提升，社會(huì)單位電氣使用維護(hù)安全水平明顯提升，全國(guó)電氣火災(zāi)事故顯著減少。”因此，智慧安全用電監(jiān)控系統(tǒng)是國(guó)家相關(guān)戰(zhàn)略布局中的一個(gè)重要 組成部分，也是貫徹“智慧城市”發(fā)展目標(biāo)的必然要求。

（一）智慧用電的定義

智慧用電是以落實(shí)國(guó)家電氣火災(zāi)三年綜合治理為宗旨，以有線、無(wú)線、互聯(lián)網(wǎng)等多種協(xié)同承載為依托，以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)及等綜合技術(shù)為支撐，以融合智慧城市、智慧消防為目標(biāo)，以全面提升用電安全管理及服務(wù)能力為指標(biāo)的智慧安全用電監(jiān)控系統(tǒng)。智慧用電是對(duì)未來(lái)電氣安全管理的戰(zhàn)略定位及詮釋，是改革性的重要手段，是建立跨領(lǐng)域、行業(yè)、系統(tǒng)、部門生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵契機(jī)；是*提高電氣安全服務(wù)能力的必經(jīng)之路。

智慧安全用電監(jiān)控系統(tǒng)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、電流和漏電電流等）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，即時(shí)向系統(tǒng)使用單位管理人員發(fā)送預(yù)警信息，消除電氣火災(zāi)安全隱患，確保用電安全。

（二）智慧用電建設(shè)的重點(diǎn)領(lǐng)域

智慧用電的建設(shè)要以智能化的未來(lái)消防物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，融合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、VR、AR和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等*技術(shù)和設(shè)施，推動(dòng)信息科技與社會(huì)生活深度融合，實(shí)現(xiàn)信息傳遞、管控及其服務(wù)的智能化、安全化，推動(dòng)信息社會(huì)進(jìn)入高級(jí)階段，最終與智慧城市、智慧社區(qū)和智慧家庭等融為一體。

首先，智慧用電需要實(shí)現(xiàn)用電安全監(jiān)控、智能預(yù)判等功能的智能化、智慧化。智慧化是指系統(tǒng)的自我學(xué)習(xí)、自我反饋、自我適應(yīng)。為此，需要在“云、管、端”等三方面開展建設(shè)工作。在云端層建設(shè)云信息服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)海量信息的智能化分類篩選、精編和深加工，精準(zhǔn)高效地完成隱患信息的預(yù)判。

除了電氣安全監(jiān)控，智慧用電更需要延伸業(yè)務(wù)范圍，力求更加深入地融入經(jīng)濟(jì)、政治和社會(huì)生活當(dāng)中。打造智慧用電，一方面需要重視政府業(yè)務(wù)，及時(shí)與各級(jí)部門的信息資源對(duì)接，協(xié)助相關(guān)部門建立健全服務(wù)體系；另一方面，智慧用電應(yīng)該順應(yīng)市場(chǎng)新需求，延伸新功能，將用戶需求與市場(chǎng)需求相結(jié)合，圍繞人民群眾的衣、食、住、行、游、 娛、財(cái)?shù)日归_多種服務(wù)功能開發(fā)。

二、智慧用電的發(fā)展任務(wù)

（一）智慧用電政策保障

國(guó)務(wù)院安全生產(chǎn)委員會(huì)關(guān)于開展電氣火災(zāi)綜合治理工作的通知安委〔2017〕4號(hào)

“為有效遏制電氣火災(zāi)高發(fā)勢(shì)頭，確保人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，經(jīng)國(guó)務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)同志同意，國(guó)務(wù)院安委會(huì)決定在全國(guó)范圍內(nèi)組織開展為期三年的電氣火災(zāi)綜合治理工作。”

關(guān)于全面推進(jìn)“智慧消防”建設(shè)的指導(dǎo)意見公消〔2017〕297號(hào)

“接入電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)或裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)漏電電流、線纜溫度等情況”

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)應(yīng)用等技術(shù)的不斷進(jìn)步，運(yùn)用*技術(shù)手段，建設(shè)“智慧消防”，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控手段，減少電氣火災(zāi)隱患，已是勢(shì)在必行。

隨著智慧用電的推進(jìn)，開展智慧用電試點(diǎn)，并由個(gè)別城市逐步向地區(qū)化擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)我國(guó)智慧用電建設(shè)的發(fā)展。

（二）智慧用電平臺(tái)構(gòu)建

智慧用電云平臺(tái)不但是一個(gè)用電安全管理業(yè)務(wù)平臺(tái)，還應(yīng)該是一個(gè)綜合性管理平臺(tái)，同時(shí)又是一個(gè)開放性的社會(huì)服務(wù)平臺(tái)。云平臺(tái)將分為監(jiān)管、能源管理、綜合服務(wù)、運(yùn)營(yíng)支撐等多個(gè)部分，為 企業(yè)、用戶、安監(jiān)等提供技術(shù)支撐，構(gòu)成智慧化用電安全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)前端。建設(shè)底層數(shù)據(jù)中心這一智慧用電的“大腦”，將數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、篩選、加工等處理，并通過(guò)人工智能、大數(shù)據(jù)的引入，使其具備自我學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)的能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的“智慧化”。

建設(shè)以綜合安全平臺(tái)為基礎(chǔ)的安全可控體系，確保海量信息有效采集、安全傳輸、真實(shí)溯源、數(shù)據(jù)聚集，針對(duì)關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行控制系統(tǒng)強(qiáng)化升級(jí)，構(gòu)建智慧用電的信息安全制度體系和技術(shù)規(guī)范。

（三）智慧用電升級(jí)改造

在改造升級(jí)原有電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)到智慧用電的同時(shí)，推動(dòng)智慧消防發(fā)展，優(yōu)化城市消防資源配置和使用，構(gòu)建智慧消防與智慧用電的智能協(xié)同覆蓋網(wǎng)絡(luò)，并在此基礎(chǔ)上，大力研究、拓展及應(yīng)用推廣消防物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和業(yè)務(wù)，形成推動(dòng)智慧消防產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的核心競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)，構(gòu)建全國(guó)統(tǒng)一的應(yīng)急消防管理系統(tǒng)，服務(wù)消防公共安全。

此外，智慧用電建設(shè)應(yīng)與智慧安監(jiān)、智慧消防融合規(guī)劃相銜接，使智慧安全用電監(jiān)控系統(tǒng)真正成為消防基礎(chǔ)設(shè)施，滿足用戶隨時(shí)隨地享受消防智慧化的服務(wù)需求。

（四）智慧用電業(yè)務(wù)發(fā)展

智慧用電需要以力安智慧用電系統(tǒng)基礎(chǔ)的智能融合終端及智能網(wǎng)關(guān)，并以其為核心推動(dòng)智慧消防和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)等相關(guān)設(shè)備的部署。在保障業(yè)務(wù)安全的基礎(chǔ)上，與其他垂直行業(yè)、領(lǐng)域進(jìn)行合作，在各種設(shè)備上開展相關(guān)應(yīng)用程序開發(fā)，實(shí)現(xiàn)用戶的智能化、智慧化業(yè)務(wù)服務(wù)。

推進(jìn)智慧用電在智慧消防中的應(yīng)用，鼓勵(lì)合作企業(yè)和相關(guān)管部門推廣智慧用電應(yīng)用，建設(shè)智慧用電試點(diǎn)，充分發(fā)揮智慧用電智能、安全、快速、高質(zhì)量的特點(diǎn)，促進(jìn)智慧用電成熟發(fā)展。

智慧用電業(yè)務(wù)發(fā)展中，需要積極爭(zhēng)取政府對(duì)于智慧用電的支持，力爭(zhēng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展基金、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)基金等各項(xiàng)發(fā)展資金扶持，高效使用相關(guān)資源。同時(shí)加強(qiáng)智慧用電、智慧消防等公共服務(wù)管理，盡量制定實(shí)施適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)配置的管理規(guī)定，并主動(dòng)引導(dǎo)和支撐主管部門落實(shí)智慧用電發(fā)展的具體政策和策略。

三、力安智慧安全用電監(jiān)控系統(tǒng)

力安智慧安全用電監(jiān)控系統(tǒng)是基于互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)的電氣火災(zāi)隱患預(yù)警平臺(tái)，平臺(tái)通過(guò)前端物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對(duì)建筑物內(nèi)的電氣線路進(jìn)行24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。用戶可以實(shí)時(shí)掌握線路的電能、電壓、電流、（漏）剩余電流變化、溫度變化等相關(guān)參數(shù)，通過(guò)無(wú)線通訊模塊，將電氣安全數(shù)據(jù)上傳至平臺(tái)服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)被監(jiān)測(cè)線路電氣防火的大數(shù)據(jù)管理，幫助單位掌握自身用電情況。

力安智慧安全用電監(jiān)控系統(tǒng)的前端傳感設(shè)備一旦監(jiān)測(cè)到電氣線路出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)立即將隱患信息以短信形式發(fā)送至負(fù)責(zé)人手機(jī)，平臺(tái)兼有專業(yè)技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)提供技術(shù)咨詢、重大隱患電話提醒服務(wù)。如有需要，本地服務(wù)團(tuán)隊(duì)將上門協(xié)助排查。

力安智慧安全用電監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)電氣安全數(shù)據(jù)的高效傳輸，利用手機(jī)APP端和電腦WEB端實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣安全隱患的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)管和精準(zhǔn)定位，即使出差在外，也可掌握單位用電數(shù)據(jù)。通過(guò)平臺(tái)服務(wù)和云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣安全數(shù)據(jù)多維度、多角度的科學(xué)分析及處理，用戶可以在線體驗(yàn)用電周報(bào)，為實(shí)施精準(zhǔn)電氣改造提供直觀依據(jù)。同時(shí)，平臺(tái)支持無(wú)線組網(wǎng)模式，減少施工時(shí)間，降低對(duì)原有電氣線路施工改造，使傳輸更加穩(wěn)定。

圖2 智慧用電安全管理系統(tǒng)云平臺(tái)架構(gòu)圖

一、智慧用電定義

　　智慧用電是利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+等智慧用電安全技術(shù)，通過(guò)智慧用電探測(cè)器及終端設(shè)備監(jiān)測(cè)用電線路中的電流、溫度、剩余電流等因素，配合安易云大數(shù)據(jù)云計(jì)算平臺(tái)、火情智能研判等專業(yè)應(yīng)用，借助數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析處理，異常報(bào)警等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)用電線路的實(shí)時(shí)監(jiān)控，智慧用電安全管理系統(tǒng)在電氣火災(zāi)防患中發(fā)揮著重要作用，實(shí)現(xiàn)了人防物防技防的相結(jié)合。最大限度做到“早發(fā)現(xiàn)、早治理”，切實(shí)保障人們的生產(chǎn)生活、生命和財(cái)產(chǎn)安全。

　　二、智慧用電系統(tǒng)原理

　　智慧用電系統(tǒng)是由剩余電流互感器、溫度傳感器、智慧用電安全探測(cè)器、報(bào)警器、智慧用電app或滅弧裝置等智慧用電終端設(shè)備構(gòu)成的電氣火災(zāi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，其系統(tǒng)組成方框圖--如圖1所示。

　　剩余電流互感器為智慧用電終端傳感元器件，由它提取的漏電信號(hào)，經(jīng)放大、變換處理后，經(jīng)總線輸往智慧用電監(jiān)控設(shè)備及智慧用電云平臺(tái)。運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電氣安全數(shù)據(jù)從現(xiàn)場(chǎng)到云端，從云端到APP的高效傳輸，通過(guò)智慧用電監(jiān)控設(shè)備和app用以顯示回路數(shù)和漏電電流大小，用于報(bào)警及切斷電源等。還有信號(hào)存儲(chǔ)及打印功能，供隨時(shí)查詢。

　　另一種智慧用電系統(tǒng)由剩余剩余電流互感器、漏電探測(cè)報(bào)警器構(gòu)成，探測(cè)報(bào)警器集探測(cè)報(bào)警于一體，稱為電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)報(bào)警器或漏電探測(cè)報(bào)警器，其原理與*種智慧用電系統(tǒng)是相同的。系統(tǒng)組成方框圖--如圖2所示。這種探測(cè)報(bào)警器安裝使用極其方便，是被廣泛采用的監(jiān)測(cè)裝置。

　　三、智慧用電組網(wǎng)方式

　　監(jiān)控系統(tǒng)的三種組成方式

　　1）智慧用電系統(tǒng)由剩余電流互感器、智慧用電安全探測(cè)器、智慧用電app等組成。探測(cè)器、報(bào)警器以有線方式連接--如圖3所示。

　　圖3 探測(cè)器報(bào)警器分體式結(jié)構(gòu)

　　2）智慧用電系統(tǒng)由剩余電流互感器、漏電探測(cè)報(bào)警器組成，探測(cè)報(bào)警器由*種的探測(cè)器與報(bào)警器組合而成（獨(dú)立式）。為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警，可以再增加遠(yuǎn)程報(bào)警盒--如圖4所示，探測(cè)報(bào)警器與遠(yuǎn)程報(bào)警盒以有線方式連接。

　　圖4 探測(cè)器報(bào)警器一體式結(jié)構(gòu)

　　3）智慧用電系統(tǒng)由剩余電流互感器、監(jiān)控探測(cè)器與監(jiān)控設(shè)備組成，監(jiān)控探測(cè)器與監(jiān)控設(shè)備以總線方式連接--如圖5所示。漏電及故障等信息由監(jiān)控探測(cè)器通過(guò)總線（485/CAN/二總線）傳至監(jiān)控設(shè)備。

　　四、智慧用電系統(tǒng)安裝方式

　　2.1、低壓配電系統(tǒng)總剩余電流檢測(cè)

　　如果想監(jiān)測(cè)本單位用電系統(tǒng)的總體絕緣狀態(tài)，可以檢測(cè)系統(tǒng)的總剩余電流，前提是單位需有獨(dú)立的變電系統(tǒng)。剩余電流互感器安裝于變壓器接地線中以提供剩余電流，探測(cè)器、報(bào)警器可以選用分體式或一體式結(jié)構(gòu)，如圖6所示。

　　圖6 系統(tǒng)剩余電流監(jiān)測(cè)

　　此種剩余電流檢測(cè)要求供電系統(tǒng)的接地形式為TN-S系統(tǒng)。

　　2.2、干線剩余電流檢測(cè)

　　干線指低壓配電線路的主要支路，此種安裝方式比較簡(jiǎn)單，剩余電流互感器安裝于干線線路中，檢測(cè)的信號(hào)是互感器以后線路及負(fù)載產(chǎn)生的剩余電流，如圖7所示。

　　圖7 干線剩余電流監(jiān)測(cè)

　　2.3、多路干線剩余電流檢測(cè)

　　以2路檢測(cè)為例：2個(gè)剩余電流互感器分別裝于配電盤的各輸出干線上--如圖8所示。

　　圖8 配電盤干線支路漏電監(jiān)測(cè)

　　五、智慧用電系統(tǒng)安裝及注意事項(xiàng)

　　3.1、分級(jí)保護(hù)

　　為了縮小發(fā)生人身電擊事故和接地故障切斷電源時(shí)引起的停電范圍，通常在供電線路的不同地點(diǎn)安裝三級(jí)（或兩種）不同容量的剩余電流保護(hù)裝置，以形成分級(jí)保護(hù)。根據(jù)用電負(fù)載及線路情況，一般分兩級(jí)或三級(jí)保護(hù)。適用于城鎮(zhèn)和農(nóng)村*級(jí)和第二級(jí)保護(hù)，其具體安裝圖在GB13955-2005中已有明確規(guī)定。

　　3.2、安裝注意事項(xiàng)

　　3.2.1 系統(tǒng)剩余電流檢測(cè)

　　在系統(tǒng)接地型式為TN-C-S系統(tǒng)中，變壓器低壓側(cè)出線為PEN線對(duì)地是絕緣的。

　　PEN經(jīng)接線端子分成N線與PE線后，N線不再接地。這時(shí)，剩余電流互感器必須安裝在PEN線分成PE線、N 線后的PE線的中間段上，如圖6。

　　3.2.2 干線剩余電流檢測(cè)

　　對(duì)220V供電系統(tǒng)，剩余電流互感器只要套住二根電源線即可，要求其中的N線不得再重復(fù)接地。

　　對(duì)于380V配電系統(tǒng)，剩余電流互感器必須同時(shí)套住L1、L2、L3、N線，PE線不得穿過(guò)互感器，同時(shí)N線此后不得再接地。

　　在接地型式為TN-C系統(tǒng)中，必須將其改造為TN-C-S、TN-S或局部TT系統(tǒng)后，才可以安裝使用剩余電流式保護(hù)裝置。

　　3.2.3 剩余電流互感器的安裝

　　剩余電流互感器應(yīng)安裝易于檢修的地方，互感器的安裝沒(méi)有方向問(wèn)題?；ジ衅骺梢灾苯訏煸诰€上，也可以固定在配電盤上，但安裝時(shí)應(yīng)注意安全。

　　3.2.4 報(bào)警值的設(shè)定

　　剩余電流報(bào)警設(shè)定值必須大于被測(cè)電路的泄漏電流值，通常報(bào)警設(shè)定值取值不小于泄漏電流值的兩倍。

　　五、不同供電系統(tǒng)的安裝方案

　　按照相關(guān)規(guī)范要求，建設(shè)項(xiàng)目的區(qū)域低壓配電系統(tǒng)應(yīng)是TN-S系統(tǒng)，即“三相五線制”。在工程實(shí)踐中，往往從節(jié)省投資出發(fā)，把供電干線設(shè)計(jì)成TN-C形式的三相四線，然后以樹干形或放射形分布出去。從整個(gè)配電系統(tǒng)來(lái)看，則成為TN-C-S系統(tǒng)。

　　較老舊的建筑，其低壓配電系統(tǒng)多是TN-C系統(tǒng)，即“三相四線制”。

　　不管干線是哪種系統(tǒng)形式，在需要設(shè)置剩余電流式探測(cè)器的低壓配電柜安裝時(shí)，都應(yīng)當(dāng)在配電柜內(nèi)把出線轉(zhuǎn)換成TN-S系統(tǒng)或TT系統(tǒng)，并且要確保出線的N線不重復(fù)接地。

　　力安科技基于大數(shù)據(jù)的電氣火災(zāi)隱患治理系統(tǒng)——智慧用電系統(tǒng)，智慧用電是城市安全的重要組成部分，其核心是“平臺(tái)+服務(wù)”，智慧用電遵循“隱患分析數(shù)據(jù)化、隱患監(jiān)管網(wǎng)格化和隱患治理社會(huì)化”的原則，為城市用電安全建立一個(gè)可持續(xù)、可運(yùn)營(yíng)的電氣火災(zāi)隱患治理體系。因此，智慧用電可以大幅度降低城市電氣火災(zāi)的發(fā)生率和預(yù)防城市重特大電氣火災(zāi)事故。