文保单位电气火灾隐患预警系统—智慧用电 监控系统

1、文物建筑用电背景   文保单位电气火灾隐患预警系统—智慧用电

1.1 2018年9月2日晚，位于巴西里约热内卢市的博物馆发生火灾。火势始终无法控制，馆内2000万件藏品恐怕都已被烧毁。5个小时后，消防员控制住火势，却没有*扑灭明火。截至2018年9月4日，博物馆整个三层建筑基本被烧毁，仍存在坍塌风险。同时，博物馆副馆长已表示，博物馆仅有10%的馆藏得以幸存，包括陨石、矿石和部分陶艺收藏等。 

巴西文化部长塞尔吉奥·萨·莱唐告诉《圣保罗州报》记者，火灾可能由电路短路或手工制作的纸质热气球落在屋顶导致。放飞这种热气球是巴西一项传统，时而引发火灾。

1.2 当地时间2019年4月15日下午6点50分左右，法国巴黎圣母院发生火灾，整座建筑损毁严重着火位置位于圣母院顶部塔楼。巴黎消防部门初步认为，这起大火很可能由意外造成。法国司法部门已就火灾原因展开调查，圣母院顶楼的电线短路可能是引发火灾的原因。

2、文物建筑现状及存在问题  文保单位电气火灾隐患预警系统—智慧用电

文化保护建筑价值无法估量，一旦发生火灾事故就会造成无法弥补的损失。我国文物保护建筑以木质结构为主，这就导致其耐火等级相对较低，另外受建筑艺术形式的局限，建筑之间的间距比较小，形成了古建筑群，一旦起火，如果开始不能把控，比邻的建筑就会被很快殃及。

文物保护建筑着火原因主要集中在三方面：一、电气线路或设备隐患；二、人员活动造成；三、自然因素，比如雷击等；不过现在的文物保护建筑在避雷上做得已经比较完善，所以雷击造成火灾的现在已经不多了。

文物保护建筑现场配电柜系统大多老旧，而且没有智能化监测系统，无法满足各馈线回路剩余漏电、线缆温度、电压、电流、电能等电力参数查看。

存在问题：

根据现场经验分析，预文物保护建筑用电问题如下：

▶ 配电柜未安装用电监测电力仪表导致维护人员对各馈线回路电力参数（剩余漏电、温度、电压、电流等）信息不了解，无法确定整个建筑内电力系统是否正常运行。

▶ 现有的维护值班人员都为人工抄表，有以下几点弊端：1、人工抄表工作量大且容易产生错、漏等问题；2、工作人员人身得不到保障，在工作过程中发现漏电、打火花等问题时如人员逃离不及时或者处理不当会直接危及到生命。3、可能无法及时发现隐藏的电气隐患。

▶ 文物保护建筑内隐患高缺少所内运行信息，如不及时发现和处理，会导致故障范围扩大，影响整个建筑内用电情况。如：线缆温度检测、剩余漏电检测、电压监测、电流检测等。

▶ 设备老化导致供电不正常，严重影响人员工作。例如：线缆老化，刀闸辅助接点不能准确到位，接线端子接触不良等。这些问题有的是设备本身质量和工艺方面的原因，有的则是施工、维护配电柜内设备不到位引起的，特别是在很多设备还不能通过在线监测装置获取运行数据的情况下，易造成供电故障。

▶ 现场没有统一监测平台，管理层无法及时准确的了解系统运行状态，无法及时掌握建筑内配电状况，不能及时的对站建筑内配电问题进行分析与指导，经常导致底层长期盲目浪费而无法自查，上层无法管理指导。

因此，对文物保护建筑内供电情况和用电的实时监视就显得十分，同时建立和完善企业一体化的计量、监控、分析和管理的系统，能及时、、迅速、准确的获取建筑内各详细数据，监控电力系统的运行动态，及时发现故障隐患，定期分析各类数据报表、对整个系统的性、能源利用率能及时掌握，制定科学、合理的电力系统运维流程。

3、安科瑞用电解决方案建议

方案一、无线DTU方式：（普通漏电流探测器+互感器+温度传感器+无线DTU）

方案二、无线一体化方案（无线一体式漏电流探测器+互感器+温度传感器）

方案三、故障电弧探测器依托本地电气火灾主机上云

现场可通过2G/3G/4G移动网络(移动、联通2G网络)和智慧用电监控系统平台通讯，云平台可自行架设服务器，需要具备固定IP地址的宽带接入，或者租用阿里云服务器（本地不需要固定IP宽带）。

现场安装的设备采集用电回路剩余漏电电流、线缆温度、电流/电压/功率/电能（并联电弧、串联电弧，通过RS485方式上传到本地电气火灾主机），通过无线方式上传到智慧用电监控系统平台，当现场发生线缆漏电电流，温度超出标准值或者设定值，功率超限以及故障电弧时，通过智慧用电监控系统平台或者手jiAPP推送报警信号，并发送短信通知责任人，派运维员处理现场隐患。

4、平台主要功能

实时监控

24小时监视各探测点的剩余电流、温度、电压、电流、状态等信息；

历史记录

所有告警信息及远程控制均被记录入日志，并可供用户方便查询；

数据分析

针对采集的数据进行各种模型分析，为客户隐患；

报警提醒

当平台收到报警或故障信息时，平台将以各种方式推送和企业管理人员，提醒关注故障状况，并采取相应的措施隐患；

权限管理

给不同的操作人员分配不同的权限，从而提高系统整体性；

远程控制

具备权限的管理人员可以远程设定探测器的各种参数值，或者对监控设备进行分闸、合闸、复位等操作，方便管理，同时提高工作效率。 

5、硬件产品介绍

产品接线示意图

5.1一体式漏电探测器ARCM300T-Z-2G

测量：实时监测一路剩余电流、四路温度、电流、电压、功率、电能等电参量，遥信输入、遥信输出、谐波分析、GPRS无线通讯

遥信：4路开关量输入

遥控：1路继电器输出

通讯：RS485/MODBUS-RTU

显示：液晶

5.2剩余电流监控探测器

适用于多回路漏电电流探测和温度监测。

ARCM200L-J4T12：4路漏电电流、12路温度监测；

ARCM200L-J8T8：8路漏电电流、8路温度监测；

ARCM200L-J16：16路漏电电流；

其他模块功能见下表：

5.3剩余电流互感器

5.4故障电弧探测器AAFD

安科瑞故障电弧产品型号代码为AAFD，共有两种电流等级，可监测回路故障电弧的发生，并及时预警，提醒用户处理，防止电弧导致的火灾的发生。

AAFD可配合AF-GSM200使用并接入用电平台。该产品不可在同一台AF-GSM200下与ARCM系列混接。

1.监测单相回路的故障电弧；

2.通过对电气线路的实时监测能及时、准确的发现电气线路中的故障和异常状态，可帮助用户迅速查明电气故障发生的区域，以便及时电气火灾隐患；

3.具有声光报警功能；

4.本探测器尺寸小巧、安装方便，采用标准35mm导轨安装；

5.具有故障电弧模拟发生功能，可以通过模拟故障电弧对本机进行性能测试；

6.具有通用485总线接口，采用标准Modbus协议进行数据交换，信号兼容性强。 

5.5温度传感器ARCM-NTC

温度传感器为—热敏电阻NTC，它提供0℃～120℃的温度监控基准，可以用来监测线缆或配电箱体的温度，提供温度保护。

5.6烟感和可燃气体探测器

用电平台可接入采用NB-IOT技术的烟感和可燃气体探测器，插入NB物联卡，黏贴或固定在需要探测的场所即可使用。一般每天一次平安报，遇险情实时主动上报，电池寿命预计5-10年。电信资费报价20元/2万次，量大可以打折。

目前接入过的品牌包括众山和鑫豪斯。 

5.7无线模块AF-GSM200

采用GPRS信号，适用于移动、联通2G SIM卡或者物联网卡。

6、业务模式

6.1安科瑞智慧用电监控系统平台+数据托管方式

安科瑞协助、指导用户完成硬件设备（包括电气火灾探测器、剩余电流互感器、温度传感器、无线模块等）的安装和调试，用户将数据上传至安科瑞智慧用电监控系统平台，委托安科瑞管理，无需支付软件平台费用，只需根据接入的设备数量向安科瑞支付服务费。

6.2用户自建平台

平台建在用户监控室内，硬件客户可以按照我方提供配置标准自己采购或者申请阿里云服务器。安科瑞协助、指导客户完成平台的建设和运管队伍的培训，如果客户没有技术力量维护，也可以选择每年向安科瑞支持一定的服务费用。

7、流量及收费标准参考

流量参考：

收费标准参考：

8、结论

用电平台能帮助文物保护建筑建立和完善一体化的计量、监测、分析和管理系统，及时、准确、快速、获取建筑内配电相关数据，监控电力系统的运行态势、及时发现故障隐患、保证供电、稳定。  

详尽的隐患统计、对比分析数据报表、图表，及时掌握建筑内用电分布情况，对比同机关部门能效水平，帮助相关单位制定科学、合理的措施。

为管理者提供直观、的供配电能源报表和用电分析报告服务，更加方便管理者对文物保护建筑的日常的管理及未来规划 。