劉細(xì)鳳

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)測(cè)與報(bào)警已能夠準(zhǔn)確、全天監(jiān)測(cè)電氣線路中的漏電、溫度等各項(xiàng)參數(shù)的變化，但其智能化水平偏低。基于數(shù)字化、功能體化、智能化的設(shè)計(jì)思路，采用高速交 

流采樣技術(shù)、無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)、分布式光纖測(cè)溫技術(shù)、智能傳感及分析技術(shù)、信息可視化技術(shù)構(gòu)建智能化監(jiān)控系統(tǒng)，并成功應(yīng)用于實(shí)際工程項(xiàng)目。 

關(guān)鍵詞：電氣火災(zāi)；智能監(jiān)控；智能化

 

 

       據(jù)統(tǒng)計(jì)，近10年來(lái)我因電氣原因?qū)е碌幕馂?zāi)占火災(zāi)總數(shù)的比例直在30％左右，在較大以上火災(zāi)中，電氣火災(zāi)的比例更高，造成了大量人員傷亡和重大財(cái)產(chǎn)損失?，F(xiàn)有電氣火災(zāi)技術(shù)防范措施多是被動(dòng)防控，即電氣線路、電氣設(shè)施、用電器具出現(xiàn)問(wèn)題或故障后才能發(fā)現(xiàn)，防范措施才能發(fā)揮作用，而此種情形下火災(zāi)可能已經(jīng)發(fā)生。如何基于電氣火災(zāi)發(fā)生的規(guī)律和特點(diǎn)，有針對(duì)性地研發(fā)和推廣主動(dòng)防范技術(shù)，即電氣火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)，從根本上預(yù)防和減少電氣火災(zāi)，顯得十分重要。據(jù)了解，13本從1978年就強(qiáng)制要求安裝電氣火災(zāi)預(yù)測(cè)、預(yù)警、預(yù)報(bào)系統(tǒng)，能夠在電氣火災(zāi)發(fā)生之前隱患，電氣火災(zāi)的預(yù)防和控制做得比較好，電氣火災(zāi)僅占火災(zāi)總數(shù)的2％左右。2005年，我頒布實(shí)施了GB 14287—2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為電氣火災(zāi)主動(dòng)防控技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展提供了契機(jī)和依據(jù)。筆者認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣火災(zāi)有效監(jiān)控預(yù)防，在智能監(jiān)控技術(shù)上有實(shí)質(zhì)性突破。加大電氣火災(zāi)智能監(jiān)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用力度，才能從根本上預(yù)防和減少電氣火災(zāi)。2009年10月起，河南省消防總隊(duì)與某公司聯(lián)合組建攻關(guān)組，對(duì)電氣火災(zāi)智能監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行專項(xiàng)創(chuàng)新研究與探索，該項(xiàng)目被公an部批準(zhǔn)市項(xiàng)為2011年度家消防科技攻關(guān)項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)多年的努力，項(xiàng)目組成功開(kāi)發(fā)了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，并已應(yīng)用于民用建筑及工業(yè)企業(yè)的電氣防火中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電氣火災(zāi)可視化綜合狀態(tài)監(jiān)控與診斷。 

 

 

1電氣火災(zāi)防控技術(shù)現(xiàn)狀 

       傳統(tǒng)方法在預(yù)防和減少電氣火災(zāi)方面主要有以下措施：嚴(yán)格按照規(guī)范要求設(shè)計(jì)，嚴(yán)把安裝施工質(zhì)量關(guān)，從設(shè)施、設(shè)備、線路、器具的選址、選型、設(shè)計(jì)、安裝等方面預(yù)防和減少火災(zāi)發(fā)生；按照規(guī)范選擇合適的短路、過(guò)負(fù)荷、漏電、避雷、防靜電、接地等保護(hù)方式和裝置；對(duì)線路采用穿金屬管、封閉式金屬線槽、難燃塑料管等措施以達(dá)到與火源、可燃物等的隔絕；應(yīng)用紅外線測(cè)溫、超聲波控測(cè)等技術(shù)對(duì)電氣火災(zāi)隱患進(jìn)行診斷。這些措施雖然定程度上預(yù)防和減少了電氣火災(zāi)的發(fā)生，但由于缺乏在線監(jiān)測(cè)與預(yù)警技術(shù)等主動(dòng)防控技術(shù)的有力支撐，還不能從根本上預(yù)防和減少電氣火災(zāi)。 

       隨著技術(shù)的進(jìn)步，電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)與報(bào)警技術(shù)越來(lái)越受到重視，出現(xiàn)了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)能準(zhǔn)確、監(jiān)測(cè)電氣線路中的漏電、溫度等參數(shù)的變化。當(dāng)線路中發(fā)生異常時(shí)，可迅速發(fā)出報(bào)警信號(hào)并準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，通知電氣專業(yè)人員及時(shí)排查電氣火災(zāi)隱患，將電氣 

火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)較之傳統(tǒng)的技術(shù)手段的確是大技術(shù)進(jìn)步，但依然存在諸多不足。 

       (1)功能單。偏重于狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警保護(hù)，缺乏故障診斷、故障分析、趨勢(shì)預(yù)測(cè)等智能分析功能。 

       (2)監(jiān)測(cè)面窄。偏重于配電線路漏電及溫度的點(diǎn)式探測(cè)。缺乏電纜溫度的分布式線式探測(cè)；偏重于對(duì)低壓設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，缺乏對(duì)高壓設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)；偏重民用建筑電氣火災(zāi)的預(yù)防，忽視了工業(yè)領(lǐng)域的預(yù)防。 

       (3)網(wǎng)絡(luò)化水平低。并非*網(wǎng)絡(luò)化的全數(shù)字系統(tǒng)，對(duì)外缺乏網(wǎng)絡(luò)接口，無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息的對(duì)外共享發(fā)布，無(wú)法組建遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及管理系統(tǒng)。 

       (4)智能化未實(shí)現(xiàn)。未全部實(shí)現(xiàn)數(shù)字化及智能化，不符合物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)方向；同時(shí)系統(tǒng)缺乏智能分析功能，只局限在監(jiān)測(cè)層級(jí)，不符合設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的技術(shù)水平。 

       (5)可視化不足。監(jiān)測(cè)報(bào)警手段傳統(tǒng)單，缺少圖形化及其他更為直觀的監(jiān)測(cè)報(bào)警手段。 

 

 

2.1需求分析 

       針對(duì)目前電氣火災(zāi)監(jiān)控產(chǎn)品的缺陷和不足，項(xiàng)目組將“電氣火災(zāi)智能化綜合監(jiān)控”這概念進(jìn)行了具體化的界定，明確了研發(fā)目標(biāo)、研發(fā)方向和技術(shù)攻關(guān)難點(diǎn)。電氣火災(zāi)智能化監(jiān)控是指綜合利用現(xiàn)代信息技術(shù)、智能傳感技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)電氣火災(zāi)隱患參數(shù)的綜合智能探測(cè)、可視化監(jiān)視、故障診斷、趨勢(shì)預(yù)測(cè)及報(bào)警保護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并電氣火災(zāi)隱患，有效預(yù)防和減少電氣火災(zāi)的發(fā)生，同時(shí)借助局域網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)綜合信息的共享及對(duì)外發(fā)布，可在此基礎(chǔ)上構(gòu)建城市電氣火災(zāi)遠(yuǎn)程監(jiān)控及報(bào)警管理系統(tǒng)。基于這概念，項(xiàng)目組研究的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)樣機(jī)具備以下特征。 

       (1)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)?；谌珨?shù)字化的組成單元，通過(guò)總線連接，構(gòu)建功能體化分布式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，不僅是硬件問(wèn)的網(wǎng)絡(luò)連接，同時(shí)實(shí)現(xiàn)軟件功能組件的分布配合。 

       (2)功能體化系統(tǒng)。基于高低壓電氣網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)／線式狀態(tài)探測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高低壓電氣設(shè)備、電纜、配電網(wǎng)絡(luò)接點(diǎn)、分布式溫度和漏電電流等電氣狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測(cè)。不僅適用于民用建筑電氣火災(zāi)綜合防控，同樣適用于工業(yè)場(chǎng)所的電氣火災(zāi)防控。 

       (3)智能信息化系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)組成單元的智能化，實(shí)現(xiàn)功能的智能化(包括智能診斷、智能分析及智能預(yù)測(cè)等)。同時(shí)對(duì)外提供網(wǎng)絡(luò)接口，實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)程發(fā)布和監(jiān)測(cè)。 

       (4)可視化系統(tǒng)。在傳統(tǒng)文字監(jiān)測(cè)及聲光報(bào)警手段的基礎(chǔ)上，提供直觀的圖形監(jiān)控及多媒體報(bào)警手段，實(shí)現(xiàn)電氣火災(zāi)隱患的目了然。主要包括狀態(tài)監(jiān)控可視化、故障定位可視化、故障報(bào)警可視化、故障分析可視化。 

2.2架構(gòu)設(shè)計(jì) 

       智能化監(jiān)控系統(tǒng)基于嵌入式軟硬件平臺(tái)，嚴(yán)格遵從“設(shè)備智能化、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、狀態(tài)信息化、可視化”的產(chǎn)品定位，構(gòu)建體化分布式電氣火災(zāi)智能化綜合監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)模型及B／s軟件體系，按照“感知層、通信層、應(yīng)用層”標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施系統(tǒng)建模。系統(tǒng)組成具體包括：處于感知層的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器、無(wú)線溫度探測(cè)器、分布式感溫光纜等；處于網(wǎng)絡(luò)層的通信網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)總線及實(shí)現(xiàn)區(qū)域監(jiān)測(cè)管理功能的監(jiān)控器等；處于應(yīng)用層的監(jiān)控設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)控及客戶終端等。系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)，如圖1所示。