淺談電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)的研究與應(yīng)用

時間：2021-12-03作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：304

周曉麗
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要：電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是進行早期火災(zāi)預(yù)防的關(guān)鍵，也是建筑消防非常重要的組成部分。隨著信息和通信科技飛速發(fā)展，如今可以通過相關(guān)技術(shù)條件實現(xiàn)從任何時間、任何地點連接到任何人，甚至實現(xiàn)任何物體之間的有效連接，而萬物的連接就形成了我們平常所說的“物聯(lián)網(wǎng)”。本文旨在通過對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合應(yīng)用進行探討研究，并對搭建完善系統(tǒng)的電氣火災(zāi)監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)提出合理建議，以期對相關(guān)從業(yè)人員提供理論借鑒。 
關(guān)鍵詞：電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) ；物聯(lián)網(wǎng)

0引言

       電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在對電氣火災(zāi)的預(yù)警和防控過程中作用十分顯著，可以有效避免電氣火災(zāi)的發(fā)生。但是目前我國大部分電氣火災(zāi)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)采用的是有線組網(wǎng)的方式，這種方式需要在每個配電區(qū)域都安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，這不僅布線難度大，而且每個區(qū)域都需要專人看管，因此就產(chǎn)生了人力資源的浪費。在歷史數(shù)據(jù)的展示上也不能形成圖形化顯示，這就給用戶了解監(jiān)控系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)造成了困難。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中就產(chǎn)生了新的趨勢和方向，下面我們進行系統(tǒng)探討。

1物聯(lián)網(wǎng)的體系構(gòu)架和組成要素 

       1990年英國的 KevinAshton 提出了物聯(lián)網(wǎng)概念，到如今物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)深入到各個行業(yè)各個領(lǐng)域的發(fā)展過程中，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)我們可以對傳統(tǒng)的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)進行完善升級，從而更好地防控火災(zāi)的發(fā)生，為社會進步、人民生命財產(chǎn)安全做出更多的**。 
       物聯(lián)網(wǎng)主要由信息采集、信息傳遞和信息處理三大要素組成。其中信息采集指的是將傳感器或 RFID 等信息采集設(shè)備置入特定的采集地點，對所要關(guān)注的物體或者相關(guān)的系統(tǒng)進行信息采集和狀態(tài)監(jiān)控，這是其開端過程。信息傳遞指的是通過無處不在的無線網(wǎng)絡(luò)，對采集到的系統(tǒng)信息進行合理安全有效的傳遞，這是其中間環(huán)節(jié)。后信息處理指的是借助相關(guān)的云計算處理方式，來進行終的信息數(shù)據(jù)輔助決策過程。通過以上三個要素和過程就決定了物聯(lián)網(wǎng)的三層構(gòu)架體系，也就是感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層完成信息采集，網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)信息傳遞，應(yīng)用層進行數(shù)據(jù)處理。

2 物聯(lián)網(wǎng)在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中的延伸應(yīng)用 

       監(jiān)控設(shè)備、監(jiān)控探測器和故障探測裝置共同連接成整個電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)布線運行的基礎(chǔ)上實現(xiàn)火災(zāi)監(jiān)控報警系統(tǒng)的有序運轉(zhuǎn)。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)作為一個三層架構(gòu)體系，只需要做一下簡單延伸就可以與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)連接起來，從而構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控下的電氣火災(zāi)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。 
       根據(jù)對比可以得知，火災(zāi)監(jiān)測監(jiān)控器和電弧故障檢測系統(tǒng)相當(dāng)于整個物聯(lián)網(wǎng)體系的感知階段。它們的作用是作為**的監(jiān)測手段對潛在的火災(zāi)信息進行采集預(yù)警。 
       物聯(lián)網(wǎng)的傳輸層也就是信息傳遞過程，可以通過將有線短距離信息傳遞方式（RS485、RS232\CAN）轉(zhuǎn)為無線移動通道傳遞方式（GPRS、SMS、CDMA）的形式來實現(xiàn)。這種不限空間和距離的傳輸方式對于火災(zāi)監(jiān)控時效性和準確性具有很大的推動作用。后是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層，這一階段主要是通過搭建一個綜合式的監(jiān)控開發(fā)平臺來實現(xiàn)的，在這個系統(tǒng)中技術(shù)人員通過賬號密碼登錄的手段實現(xiàn)了個體用戶火災(zāi)監(jiān)控信息的記錄和有效提取。此外監(jiān)控平臺還可以通過信息的采集和傳遞過程，及時將報警信息發(fā)送到相關(guān)單位和個人，實現(xiàn)了火災(zāi)預(yù)警的準確性和及時性。

3以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成和工作原理 

       根據(jù)以上分析，我們可以得知一個以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的完整的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)要由**探測設(shè)備、無線收發(fā)設(shè)備和數(shù)據(jù)傳輸通道、監(jiān)控中心平臺以及監(jiān)控客戶端組成。
3.1 **探測設(shè)備 
       **探測設(shè)備是以對整體電氣線路的監(jiān)控為手段實現(xiàn)的信息收集和相關(guān)對比檢驗，其中包括但不限于剩余電流監(jiān)控、實時電流負荷預(yù)警以及各樣設(shè)施溫度的監(jiān)控等。這一過程還可以直接聯(lián)系警報系統(tǒng)，在相應(yīng)的故障發(fā)生且被檢測到時就會發(fā)出聲光報警信號以提示技術(shù)人員排除故障。這一系統(tǒng)環(huán)節(jié)還可以實現(xiàn)對電弧現(xiàn)象的合理跟蹤，必要時實現(xiàn)消防聯(lián)動，大程度上降低火災(zāi)發(fā)生的概率。外接收發(fā)器系統(tǒng)還可以實現(xiàn)各項指令的執(zhí)行監(jiān)督。 
3.2 無線遠距離收發(fā)器及移動數(shù)據(jù)傳輸 
       在實現(xiàn)了實時完整的信息采集過程之后，就要依賴無線收發(fā)器實現(xiàn)各種采樣數(shù)據(jù)和信息通過移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通道發(fā)送到監(jiān)控中心平臺和各項移動通信設(shè)備上。同時也可以將控制中心平臺發(fā)來的各項指令傳輸給**探測設(shè)備。 
3.3 監(jiān)控中心平臺 
       信息傳遞要有接收基地，監(jiān)控中心平臺就是主要的信息接收裝置，其中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器可以對各種用戶單位信息、探測器數(shù)量、**探測設(shè)備的地址碼、監(jiān)控實時狀態(tài)等在內(nèi)的信息進行系統(tǒng)接收處理?？梢詫崿F(xiàn)監(jiān)控歷史信息的及時反饋和呈現(xiàn)。 
       平臺應(yīng)用軟件可以提供人機交互界面，用于顯示監(jiān)控和報警相關(guān)信息，很大程度上方便工作人員對信息進行編輯和查詢。還可以實現(xiàn)對火災(zāi)報警地點的直接定位，并彈出該單位的相關(guān)電氣信息。 
3.4 監(jiān)控客戶端 
       監(jiān)控客戶端也就是客戶的使用平臺，它可以實現(xiàn)相關(guān)火災(zāi)監(jiān)控信息的及時獲取和歷史信息的完善處理。具體操作是用戶可以在相關(guān)的客戶端通過賬號密碼的形式登錄個人平臺，在監(jiān)控個人平臺就可以全面及時獲取一定地理范圍內(nèi)的火災(zāi)檢測器所儲信息，地址碼及位置報警詳情都會直接顯示在移動客戶端平臺上。操作方便的人機交互系統(tǒng)有效完善了用戶的火災(zāi)監(jiān)控體驗，對于實現(xiàn)火災(zāi)監(jiān)控的有效性提供了有利條件。

4安科瑞安全用電云平臺功能介紹及選型

4.1 安科瑞安全用電云平臺介紹
       Acrelcloud-6000安全用電云管理系統(tǒng)能夠?qū)κＳ嚯娏?、設(shè)備溫度、故障電弧等電氣故障進行實時監(jiān)控、報警、記錄，并且通過云端的遠程控制。設(shè)備與云端的通訊方向不受限制，能上傳數(shù)據(jù)、透傳指令，并時間顯示實時狀態(tài)。通過對上傳至云端的數(shù)據(jù)進行分析，為用戶提供火災(zāi)隱患的相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠及早的發(fā)現(xiàn)問題并實施排查，避免火災(zāi)的發(fā)生。另一方面，云平臺提供大容量的信息儲存及穩(wěn)定的服務(wù)，提升了服務(wù)質(zhì)量，對用戶的長遠發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。此外，該系統(tǒng)通過集中監(jiān)控，使得數(shù)據(jù)通過每個節(jié)點的4G網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端集中式管理和監(jiān)控，主控端布置于城市消防大隊，從而能夠?qū)Σ杉男畔⑦M行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理。


 
具體功能如下：
      （1）安全用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)包含安全用電管理云平臺、電腦終端顯示系統(tǒng)、手機APP、漏電探測器、漏電互感器、電流互感器等。
      （2）安全用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)平臺能展示剩余電流、溫度、電流等電氣安全參數(shù)的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線、歷史數(shù)據(jù)與變化曲線、實時報警數(shù)據(jù)等，能實時顯示現(xiàn)場服務(wù)次數(shù)、排除隱患數(shù)、未排除隱患數(shù)、報警未處理數(shù)、常規(guī)巡檢及產(chǎn)品維護等數(shù)據(jù)，監(jiān)管數(shù)據(jù)能保存十年以上。
      （3）手機APP軟件同時具有IOS版本和安卓版本，能通過手機APP對每條報警記錄進行呼叫，便于緊急情況下能盡快通知用電單位。
      （4）能對各個單位及設(shè)備的電氣安全運行情況進行自動統(tǒng)計和分析評估，并隨時展示電氣安全運行分析報告。
      （5）監(jiān)控探測終端產(chǎn)品滿足國家法律法規(guī)和有關(guān)技術(shù)標準（GB14287.2《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》和GB14287.3《測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》）的要求，并通過國家消防產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測檢驗中心提供的消防3C認證。
      （6）漏電探測器能同時探測剩余電流、四路溫度、三相電流等參數(shù)值，并能通過無線以移動通訊網(wǎng)絡(luò)接入安全用電監(jiān)管系統(tǒng)平臺。
4.2 產(chǎn)品選型
4.2.1漏電火災(zāi)監(jiān)控探測器



4.2.2故障電弧探測器
       安科瑞故障電弧產(chǎn)品型號代碼為AAFD，共有兩種電流等級，可監(jiān)測回路故障電弧的發(fā)生，并及時預(yù)警，提醒用戶處理，防止電弧導(dǎo)致的火災(zāi)的發(fā)生。
       AAFD可配合AF-GSM400使用并接入安全用電平臺，該產(chǎn)品不可在同一臺AF-GSM400下與ARCM混接。如圖：




4.2.3限流式保護器
       安科瑞限流式保護器型號代碼為ASCP200-1，有三種電流等級，可監(jiān)測回路短路過載等故障信息，發(fā)生故障時預(yù)警和產(chǎn)生滅弧效果，防止電弧導(dǎo)致的火災(zāi)的發(fā)生。
       ASCP200-1可配合AF-GSM400使用并接入安全用電平臺，也能夠通過插入SIM卡直接上傳到平臺。
       以下是ASCP200-1的主要功能：
       短路保護功能。保護器實時監(jiān)測用電線路電流，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時，能在150微秒內(nèi)實現(xiàn)限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。
       過載保護功能。當(dāng)被保護線路的電流過載且過載持續(xù)時間過動作時間（3…60秒可設(shè)）時，保護器啟動限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。
       表內(nèi)溫保護功能。當(dāng)保護器內(nèi)部器件工作溫度過高時，保護器啟動溫限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。
       過、欠壓保護功能。當(dāng)保護器檢測到線路電壓過壓或欠壓時，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預(yù)先設(shè)置是否啟動限流保護。
       配電線纜溫度監(jiān)測功能。當(dāng)被監(jiān)測線纜溫度過報警設(shè)定值時，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預(yù)先設(shè)置是否啟動限流保護。
       漏電流監(jiān)測功能。當(dāng)被監(jiān)測的線路漏電過報警設(shè)定值時，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預(yù)先設(shè)置是否啟動限流保護。
       保護器具有1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
4.2.4剩余電流互感器


4.2.5 AF-GSM400-2G/4G無線上傳模塊
       AF-GSM400-2G/4G/CE模塊是一款2G/4G有線無線模塊，該無線模塊為安全用電云平臺**模塊。
       AF-GSM400接入每塊儀表所需流量為20M/月，單個模塊可以接入30塊儀表。默認上傳間隔2分鐘，如發(fā)生報警，會實時上傳數(shù)據(jù)。
4.2.6 溫度傳感器


       溫度傳感器為一熱敏電阻NTC，它提供0-120°的溫度監(jiān)控基準，可以用來監(jiān)測線纜或配電箱體的溫度，提供溫度保護。

5結(jié)束語 

       在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中運用新的移動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實現(xiàn)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的升級換代，大程度上實現(xiàn)了該系統(tǒng)長期、遠距離、大范圍的火災(zāi)監(jiān)控，對于改善電氣運行環(huán)境、保證人民生命財產(chǎn)安全具有十分重要的意義。物聯(lián)網(wǎng)在火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用是實現(xiàn)安全用電的有力**，同時也獲得了更加遠大的市場發(fā)展前景。




參考文獻

[1]張征峰，鄭梁，崔佳冬.基于物聯(lián)網(wǎng)的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) [J].智能物聯(lián)技術(shù)，2019，51（03）：49-54.

[2]蘇 楠.論電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)的研究.

[3]安科瑞安全用電管理云平臺手冊.2020.02版.

 

作者簡介：周曉麗，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能光伏采集裝置

安科瑞電氣股份有限公司專注于智能照明控制系統(tǒng),數(shù)據(jù)中心能效管理系統(tǒng),電能質(zhì)量治理系統(tǒng),安科瑞電氣,智慧用電云平臺,智能母線監(jiān)控,低壓母線測溫裝置等, 歡迎致電 15216751208

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