淺談智慧消防技術的建設及應用
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易允恒
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
【摘要】文中對電氣火災發(fā)生的原因及智慧用電技術進行了簡要分析，并探究了智慧用電技術在智慧消防建設中的意義與改進措施。
【關鍵詞】電氣火災；智慧用電；智慧消防；應用
0 引言
電氣火災會對電氣系統(tǒng)的使用產(chǎn)生直接影響，甚至會導致嚴重的人身與財產(chǎn)損失。因此，應將智慧用電監(jiān)控系統(tǒng)應用于建筑中，對電氣元件的電流負荷、剩余電流、溫度、材料屬性等作出相應的自動預警設計，避免電氣火災事故。同時，利用自動化設計技術，確定監(jiān)控程序，能夠提升電氣事故監(jiān)控有效性。智慧用電技術在整個社會發(fā)展中意義重大，推廣應用智慧用電技術作為推進安全生產(chǎn)領域改革發(fā)展的重要舉措，是打造智慧監(jiān)管體系的重要部分，是完善相關領域安全事故防控體系和機制的重要手段。目前，三明市已在全市范圍內多方面推廣智慧用電系統(tǒng)，這必定會對后期整體智慧消防建設起到推進作用。為此，本文通過分析智慧用電技術的優(yōu)勢，借此助力打造智慧消防建設。
1 解析智慧用電技術
1.1 引發(fā)電氣火災的主要原因
（1）電氣線路發(fā)生短路時對應的電流量會激增，若未能及時切斷電源，就容易誘發(fā)火災。
（2）如果電氣線路的電弧產(chǎn)生聯(lián)結性短路，其相應電弧也會受到電氣阻力的影響，導致電路電流縮小，若此時未能切斷電源，就會由于持續(xù)產(chǎn)生的高溫使表面物體燃燒，從而引發(fā)火災。
（3）當電流的負荷過量時，由于導線的電流負荷量縮小，而實際需要使用的電流卻擴大，這就會導致線路出現(xiàn)接觸不良、短路或漏電等問題，從而引發(fā)火災。
（4）在線路連接以處出現(xiàn)接觸不良問題時，會導致局部電阻過大而引發(fā)高溫，當溫度持續(xù)上升而沒有及時阻止時，若遇到可燃物就會引發(fā)火災。系統(tǒng)主體發(fā)生漏電情況也是誘發(fā)火災的原因之一。
（5）因為漏電時會把電流經(jīng)導體引向地面，這時，電阻瞬間擴大，從而產(chǎn)生高熱量，若在此時附近有可燃物，就容易產(chǎn)生物體自燃；若外圍絕緣體因常年使用出現(xiàn)老化等情況，也容易誘發(fā)火災。
（6）當電流之間互相干擾時，因相互消耗會產(chǎn)生過載發(fā)熱，這種現(xiàn)象就叫諧波電流。若出現(xiàn)諧波電流時未能及時阻止就會導致火災發(fā)生。
1.2 智慧用電監(jiān)控系統(tǒng)的組成
在電氣系統(tǒng)因線纜出現(xiàn)溫度過高、漏電現(xiàn)象、電流負荷現(xiàn)象、諧波電流現(xiàn)象時，就容易誘發(fā)電氣火災。對此，便可使用智慧用電系統(tǒng)進行電氣參數(shù)的監(jiān)測、傳輸和分析，能有效保障實際用電過程中的安全性。
1.2.1 基于大數(shù)據(jù)系統(tǒng)獲取可靠信息
通過電氣系統(tǒng)大數(shù)據(jù)技術分析得知，首先要培養(yǎng)使用自動化識別電氣系統(tǒng)安全隱患的意識，然后構建對隱患的識別系統(tǒng)。此系統(tǒng)可根據(jù)用戶的電氣線路與電器設備間的載電量和允許溫度來設定報警閾，在遇到用電量或溫度超限時便可自動報警。另外，可通過檢測差異化的報警記錄將范圍調整擴大，及時找到容易誘發(fā)安全隱患的問題，提前做好解決措施，減少電氣故障的發(fā)生。
1.2.2 云平臺服務
要打造一個通過運用科學技術并結合移動網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)等系統(tǒng)的云服務平臺。它能實時收集監(jiān)控系統(tǒng)中電氣數(shù)據(jù)并進行轉換，再通過移動網(wǎng)絡將參數(shù)信息傳至云服務器中，以此打造出一套電氣監(jiān)控的云服務平臺。通過平臺可實現(xiàn)電氣現(xiàn)狀的實時傳送，人員只需在或電腦端上查看，再核對現(xiàn)場設備運行便可了解電氣系統(tǒng)的工作情況，便捷、有效地保障電氣使用安全。
1.2.3 智慧用電技術的終端設備
智慧用電監(jiān)控系統(tǒng)是通過電氣參數(shù)監(jiān)測型技術來對電氣線路內部溫度的變化、三相電流值以及剩余電流值實施監(jiān)測工作的，此監(jiān)測參數(shù)能有效收集電氣線路傳輸?shù)膶崟r信息，在實際工作中遇到超過值就會立刻報警。
一般智慧用電系統(tǒng)程序包含四個部分:（1）電流互感器，它能實時采集三相電流中電流值和既定電流值內剩余電流值；（2）溫度傳感器，主要采集電氣線路溫度與環(huán)境溫度；（3）數(shù)據(jù)轉化器，它可將模擬中的電流量參數(shù)轉化成數(shù)字流量，并進行輸出；（4）智慧用電系統(tǒng)的CPU，這也是系統(tǒng)中很重要的部分，用于控制整體系統(tǒng)，處理復雜數(shù)據(jù)、對應電流的傳輸及對既定電流數(shù)據(jù)進行采樣。
1.2.4 在電氣火災的應急救援中存在的問題
在電氣火災的應急處理中存在三個主要問題：一，電氣火災發(fā)生位置較隱蔽，在發(fā)生火災并在內部迅速蔓延時難以實施有效的應急救援，這樣事故造成的損害無疑就會急劇加大。二，應急救援過程中不清楚事發(fā)地的具體境況，如企業(yè)內部工藝布局、危險物品種類及所處位置、用戶家中易燃品的存放位置等，相應的應急救援難以準確控制火災，還會使救援人員的生命安全受到嚴重威脅，同時導致企業(yè)或用戶財產(chǎn)損失嚴重。三，企業(yè)內部或用戶自身缺乏火災應急救援的相關知識，也沒有及時有效監(jiān)測電氣設備質量，當遇到險情時，盲目施救容易危及施救人員自身安全，也難以在火災初期開展有效處置，錯失滅火時機。
1.2.5 電氣系統(tǒng)事故預警
電氣事故預警分為三個階段，首先是系統(tǒng)的現(xiàn)場報警，通過安裝智慧用電監(jiān)控設備，當系統(tǒng)遇到異常時便會立即報警，工作人員在接到報警信息后便可展開隱患排查工作。其次是24 小時監(jiān)控顯示屏的報警功能，在遇到火災情況時系統(tǒng)會把發(fā)生火災的有關信息數(shù)據(jù)傳輸至此顯示屏中，在此顯示屏中能明確火災位置、附近區(qū)域環(huán)境、現(xiàn)場物品和涉及責任人的相關數(shù)據(jù)，為火災的應急救援提供幫助。再次是終端報警功能，在火災事故發(fā)生時會系統(tǒng)會及時將涉及信息傳送給負責人，此功能為防止遇到火災發(fā)生時，附近區(qū)域在無人狀態(tài)下也能及時將火災信息傳輸出去。電氣事故預警能對火災提供準確、明晰的信息和解決辦法，保障電氣系統(tǒng)的使用安全。
2 智慧用電技術助力智慧消防建設應用探究
2.1 智慧用電系統(tǒng)服務智慧消防建設的意義
智慧用電系統(tǒng)是對導致電氣火災的幾個主要因素（如線路溫度、電流負荷、剩余電流等）進行實時在線監(jiān)測、分析，繼而消除電氣火災事故隱患的目的。智慧用電系統(tǒng)能有效解決用電單位電氣線路老舊、小微企業(yè)無專業(yè)電工等電氣安全隱患問題，確保生產(chǎn)經(jīng)營單位特別是危險化學品的生產(chǎn)、儲存、經(jīng)營單位及人員密集場所、火災高危單位等安全生產(chǎn)單位（場所）用電安全，有效保障人民群眾生命財產(chǎn)安全。
2.2 智慧消防電氣安全監(jiān)管體系應用
2.2.1 智慧用電監(jiān)控平臺
智慧用電系統(tǒng)按照智慧消防建設要求就近建立實體化的監(jiān)控平臺，實時監(jiān)測電氣監(jiān)控設備的監(jiān)測數(shù)據(jù)和運行情況，并對監(jiān)測信息進行分析評估，及時準確向單位（場所）反饋預警及分析信息，提出加強電氣安全管理的建議。
2.2.2 智慧用電服務
智慧用電監(jiān)控平臺實行專業(yè)人員24h值班制，監(jiān)控人員工作期間不間斷瀏覽系統(tǒng)運行監(jiān)測數(shù)據(jù)、參數(shù)狀態(tài)、報警信息等，確保及時將監(jiān)控對象的危險預警信息反饋到終端用戶手中，并及時跟蹤督促整改消除，同時提供智慧用電終端設備及系統(tǒng)的日常維護，確保故障設備能夠被及時發(fā)現(xiàn)、恢復，保證終端設備的正常運行。智慧消防服務也可協(xié)助分析可能存在的安全隱患并提供隱患排查建議，必要時提供現(xiàn)場指導和現(xiàn)場隱患排查服務。
2.2.3 電氣安全消防監(jiān)管
智慧用電服務定期向智慧消防系統(tǒng)提供監(jiān)控與分析信息，有關數(shù)據(jù)可為消防監(jiān)管部門信息化平臺采集、使用，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時共享，火災高危單位每月提供一次監(jiān)測數(shù)據(jù)報告，一般單位每季度提供一次監(jiān)測數(shù)據(jù)報告，助力消防救援機構開展消防安全監(jiān)管工作，提供必要的技術支持。
3 安科瑞智慧消防平臺介紹
3.1平臺結構
3.2平臺主要功能介紹
3.2.1首頁
用戶登錄成功之后進入首頁，如圖所示。主要展示的內容有：項目概況、設備狀態(tài)、設備分類、設備報警信息、報警分類、報警統(tǒng)計、設備臺賬信息等。其中百度地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時可以在BIM模型中預警顯示。
3.2.2消防子系統(tǒng)
智慧消防管理云平臺包含了智慧用電子系統(tǒng)、防排煙子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng)、消防設備電源子系統(tǒng)、防火門子系統(tǒng)、消防設備管理子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)等。智慧用電子系統(tǒng)可以接入電氣火災、孤航電弧、電氣火災主機、滅弧式保護器探測器和無線測溫探測器等。點擊智慧用電子系統(tǒng)進入智慧用電監(jiān)控頁面，點擊菜單顯示整個項目的基礎信息和該項目下的所有探測器的信息，點擊末級節(jié)點顯示具體探測器的監(jiān)控頁面。
消防水子系統(tǒng)可以接入消防栓、消防水壓、水位傳感器等，用于實時的監(jiān)控消防水管網(wǎng)的壓力、液位、是否漏水，以及開蓋等事件，當消防水壓不夠，管網(wǎng)漏水時，系統(tǒng)也能實時地發(fā)出警報，能讓相關人員及時維修維護，保障消防安全。
防排煙子系統(tǒng)通過高靈敏的無線煙感報警裝置，實現(xiàn)對煙霧、有害氣體、及氣體滅火信息等數(shù)據(jù)采集，實時秒級檢測煙霧，一且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)劇超過風險閾值，APP、短信報警、報警統(tǒng)統(tǒng)上陣，通過設備的標簽、地理位置定位，快速通知業(yè)主、物業(yè)消防單位是哪個位置的火災隱情。
消防設備電源子系統(tǒng)實時監(jiān)控消防系統(tǒng)各個部件（如消防報警主機、樓層顯示器、水泵、噴淋泵、電梯等）的電源工作狀態(tài)，確保消防設備供電正常，并對各個部件電源產(chǎn)生的過壓、欠壓、過流、短路、斷路等故障報警提示。可長期記錄電壓電流運行參數(shù)，自動對消防電源一段時間的運行狀態(tài)進行分析，對可能產(chǎn)出問題的隱患進行警示。
防火門子系統(tǒng)通過與門禁報警、視頻識別的關聯(lián)，實時監(jiān)控消防通道、安全出口、生命通道防火門的開閉及消防通道堆放物情況，實現(xiàn)緊急情況下的開閉控制等功能。確保防火門常閉、不上鎖狀態(tài)及保障火警救援是消防生命通道的暢通等，保障安全的生活、工作環(huán)境。
應急照明與疏散指示子系統(tǒng)可實現(xiàn)對各個應急燈具的實時監(jiān)控和控制，當發(fā)生火災時，可準確的給出安全的疏散路徑指示，智能打開消防應急指示燈的指示方向及應急照明燈，幫助建筑內的人群選擇逃生疏散路線，指引安全逃生方向。
視頻監(jiān)控子系統(tǒng)數(shù)據(jù)部門收到感應端各子系統(tǒng)報警信息后，可調出報警位置關聯(lián)的監(jiān)控攝像頭圖像，查看報警現(xiàn)場視頻輔助進行火情確認。實現(xiàn)火災報警子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng)、電氣火災子系統(tǒng)、防排煙子系統(tǒng)、消防設備電源子系統(tǒng)、防火門子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的有機結合，實現(xiàn)了報警點和監(jiān)控點的聯(lián)動。
消防設備管理子系統(tǒng)能夠將每個建筑、項目節(jié)點的所有消防設備和資產(chǎn)納入管理，對一些消防栓、滅火器、噴淋和消防大隊地址等著重標注，日常的巡檢和維護都需要納入計劃，在緊急情況下，會聯(lián)動GIS調度子系統(tǒng)進行調度。
3.2.3隱患管理
隱患管理功能包括了隱患查詢、隱患派發(fā)、隱患處理和隱患分析四個模塊。可以查看登錄用戶下的所有項目的隱患信息，并進行派發(fā)和處理操作，且對所有隱患進行統(tǒng)計分析。
3.2.4能耗分析
能耗分析功能包括了能耗概況、能耗同比、能耗環(huán)比、能耗報表和能耗預測等五個模塊。可以查看登錄用戶下的所有項目的能耗統(tǒng)計、同環(huán)比和報表，且按日、周、月等維度進行能耗預測分析。
3.2.5APP
APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶查看電氣火災、防排煙、消防水、消防設備電源、防火門、消防設備管理、視頻監(jiān)控、火災報警等子系統(tǒng)的實時監(jiān)控數(shù)據(jù)、報警信息、能耗統(tǒng)計等
3.3推薦配置
3.3.1平臺服務器：建議按照我方推薦配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。
推薦硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）
3.3.2系統(tǒng)現(xiàn)場推薦硬件配置清單：
注：以下配置為針對1個回路選型，其中剩余電流互感器應根據(jù)現(xiàn)場回路電流大
3.4產(chǎn)品介紹
電氣火災監(jiān)控探測器
ARCM300T-Z-2G/4G/NB可選配2G上傳、4G上傳、NB-IOT網(wǎng)絡上傳，單表流量說明：
上傳間隔一分鐘，小于30M/月；
上傳間隔二分鐘，小于15M/月；
上傳間隔五分鐘，小于10M/月.
4 結論
隨著城市化進程快速推進，科技的革新發(fā)展必將迎來多方面的智慧電氣系統(tǒng)，讓智慧用電系統(tǒng)成為安全生產(chǎn)的重要組成部分，切實幫助企事業(yè)單位對火災隱患的排查和治理工作，為智慧消防建設提供行之有效的監(jiān)管手段，形成較為完善的電氣火災事故防控體系。
參考文獻
[1].范欣，吳巖.基于組合式電氣火災監(jiān)控探測器的智慧消防網(wǎng)絡平臺建設[J].智能建筑，2018(5)：18-19.
[2].周傳華.淺談智慧用電技術在智慧消防建設中的應用.
[3].安科瑞AcrelCloud-6800智慧消防管理云平臺2020版.
[4].安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版.
作者簡介：
易允恒，男，本科 安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電
Email：2851375246@qq.com ： QQ：2851375246
易允恒，男，本科 安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電
Email：2851375246@qq.com ： QQ：2851375246
