韓歡慶

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘 要：電氣火災監控系統是進(jìn)行早期火災預防的關(guān)鍵，也是建筑消防非常重要的組成部分。隨著(zhù)信息和通信科技飛速發(fā)展，如今可以通過(guò)相關(guān)技術(shù)條件實(shí)現從任何時(shí)間、任何地點(diǎn)連接到任何人，甚至實(shí)現任何物體之間的有效連接，而萬(wàn)物的連接就形成了我們平常所說(shuō)的“物聯(lián)網(wǎng)"。本文旨在通過(guò)對電氣火災監控系統與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合應用進(jìn)行探討研究，并對搭建完善系統的電氣火災監控物聯(lián)網(wǎng)應用系統提出合理建議，以期對相關(guān)從業(yè)人員提供理論借鑒。 

關(guān)鍵詞：電氣火災監控系統 ；物聯(lián)網(wǎng)

       電氣火災監控系統在對電氣火災的預警和防控過(guò)程中作用十分顯著(zhù)，可以有效避免電氣火災的發(fā)生。但是目前我國大部分電氣火災監控預警系統采用的是有線(xiàn)組網(wǎng)的方式，這種方式需要在每個(gè)配電區域都安裝電氣火災監控系統，這不僅布線(xiàn)難度大，而且每個(gè)區域都需要專(zhuān)人看管，因此就產(chǎn)生了人力資源的浪費。在歷史數據的展示上也不能形成圖形化顯示，這就給用戶(hù)了解監控系統的歷史數據造成了困難。隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，在電氣火災監控系統中就產(chǎn)生了新的趨勢和方向，下面我們進(jìn)行系統探討。

       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(gè)行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展過(guò)程中，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)我們可以對傳統的電氣火災監控系統進(jìn)行完善升級，從而更好地防控火災的發(fā)生，為社會(huì )進(jìn)步、人民生命財產(chǎn)安全做出更多的保障。 

       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 等信息采集設備置入特定的采集地點(diǎn)，對所要關(guān)注的物體或者相關(guān)的系統進(jìn)行信息采集和狀態(tài)監控，這是其開(kāi)端過(guò)程。信息傳遞指的是通過(guò)無(wú)處不在的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，對采集到的系統信息進(jìn)行合理安全有效的傳遞，這是其中間環(huán)節。最后信息處理指的是借助相關(guān)的云計算處理方式，來(lái)進(jìn)行最終的信息數據輔助決策過(guò)程。通過(guò)以上三個(gè)要素和過(guò)程就決定了物聯(lián)網(wǎng)的三層構架體系，也就是感知層、網(wǎng)絡(luò )層和應用層。感知層完成信息采集，網(wǎng)絡(luò )層實(shí)現信息傳遞，應用層進(jìn)行數據處理。

       監控設備、監控探測器和故障探測裝置共同連接成整個(gè)電氣火災監測系統，在網(wǎng)絡(luò )布線(xiàn)運行的基礎上實(shí)現火災監控報警系統的有序運轉。電氣火災監控系統作為一個(gè)三層架構體系，只需要做一下簡(jiǎn)單延伸就可以與物聯(lián)網(wǎng)系統連接起來(lái)，從而構成物聯(lián)網(wǎng)監控下的電氣火災監控預警系統。 

       根據對比可以得知，火災監測監控器和電弧故障檢測系統相當于整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)體系的感知階段。它們的作用是作為前端的監測手段對潛在的火災信息進(jìn)行采集預警。 

       物聯(lián)網(wǎng)的傳輸層也就是信息傳遞過(guò)程，可以通過(guò)將有線(xiàn)短距離信息傳遞方式（RS485、RS232\CAN）轉為無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通道傳遞方式（GPRS、SMS、CDMA）的形式來(lái)實(shí)現。這種不限空間和距離的傳輸方式對于火災監控時(shí)效性和準確性具有很大的推動(dòng)作用。最后是物聯(lián)網(wǎng)的應用層，這一階段主要是通過(guò)搭建一個(gè)綜合式的監控開(kāi)發(fā)平臺來(lái)實(shí)現的，在這個(gè)系統中技術(shù)人員通過(guò)賬號密碼登錄的手段實(shí)現了個(gè)體用戶(hù)火災監控信息的記錄和有效提取。此外監控平臺還可以通過(guò)信息的采集和傳遞過(guò)程，及時(shí)將報警信息發(fā)送到相關(guān)單位和個(gè)人，實(shí)現了火災預警的準確性和及時(shí)性。

       根據以上分析，我們可以得知一個(gè)以物聯(lián)網(wǎng)為基礎的完整的電氣火災監控系統要由前端探測設備、無(wú)線(xiàn)收發(fā)設備和數據傳輸通道、監控中心平臺以及監控客戶(hù)端組成。

3.1 前端探測設備 

       前端探測設備是以對整體電氣線(xiàn)路的監控為手段實(shí)現的信息收集和相關(guān)對比檢驗，其中包括但不限于剩余電流監控、實(shí)時(shí)電流負荷預警以及各樣設施溫度的監控等。這一過(guò)程還可以直接聯(lián)系警報系統，在相應的故障發(fā)生且被檢測到時(shí)就會(huì )發(fā)出聲光報警信號以提示技術(shù)人員排除故障。這一系統環(huán)節還可以實(shí)現對電弧現象的合理跟蹤，必要時(shí)實(shí)現消防聯(lián)動(dòng)，大程度上降低火災發(fā)生的概率。外接收發(fā)器系統還可以實(shí)現各項指令的執行監督。 

3.2 無(wú)線(xiàn)遠距離收發(fā)器及移動(dòng)數據傳輸 

       在實(shí)現了實(shí)時(shí)完整的信息采集過(guò)程之后，就要依賴(lài)無(wú)線(xiàn)收發(fā)器實(shí)現各種采樣數據和信息通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )數據通道發(fā)送到監控中心平臺和各項移動(dòng)通信設備上。同時(shí)也可以將控制中心平臺發(fā)來(lái)的各項指令傳輸給前端探測設備。 

3.3 監控中心平臺 

       信息傳遞要有接收基地，監控中心平臺就是主要的信息接收裝置，其中數據庫服務(wù)器可以對各種用戶(hù)單位信息、探測器數量、前端探測設備的地址碼、監控實(shí)時(shí)狀態(tài)等在內的信息進(jìn)行系統接收處理?？梢詫?shí)現監控歷史信息的及時(shí)反饋和呈現。 

       平臺應用軟件可以提供人機交互界面，用于顯示監控和報警相關(guān)信息，很大程度上方便工作人員對信息進(jìn)行編輯和查詢(xún)。還可以實(shí)現對火災報警地點(diǎn)的直接定位，并彈出該單位的相關(guān)電氣信息。 

3.4 監控客戶(hù)端 

       監控客戶(hù)端也就是客戶(hù)的使用平臺，它可以實(shí)現相關(guān)火災監控信息的及時(shí)獲取和歷史信息的完善處理。具體操作是用戶(hù)可以在相關(guān)的客戶(hù)端通過(guò)賬號密碼的形式登錄個(gè)人平臺，在監控個(gè)人平臺就可以全面及時(shí)獲取一定地理范圍內的火災檢測器所儲信息，地址碼及位置報警詳情都會(huì )直接顯示在移動(dòng)客戶(hù)端平臺上。操作方便的人機交互系統有效完善了用戶(hù)的火災監控體驗，對于實(shí)現火災監控的有效性提供了有利條件。

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能夠對剩余電流、設備溫度、故障電弧等電氣故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監控、報警、記錄，并且通過(guò)云端的遠程控制。設備與云端的通訊方向不受限制，能上傳數據、透傳指令，并時(shí)間顯示實(shí)時(shí)狀態(tài)。通過(guò)對上傳至云端的數據進(jìn)行分析，為用戶(hù)提供火災隱患的相關(guān)數據，能夠及早的發(fā)現問(wèn)題并實(shí)施排查，避免火災的發(fā)生。另一方面，云平臺提供超大容量的信息儲存及穩定的服務(wù)，提升了服務(wù)質(zhì)量，對用戶(hù)的長(cháng)遠發(fā)展具有戰略意義。此外，該系統通過(guò)集中監控，使得數據通過(guò)每個(gè)節點(diǎn)的4G網(wǎng)絡(luò )傳輸至云端集中式管理和監控，主控端布置于城市消防大隊，從而能夠對采集的信息進(jìn)行統一的監控和管理。

 

具體功能如下：

      （1）安全用電監管服務(wù)系統包含安全用電管理云平臺、電腦終端顯示系統、手機APP、漏電探測器、漏電互感器、電流互感器等。

      （2）安全用電監管服務(wù)系統平臺能展示剩余電流、溫度、電流等電氣安全參數的實(shí)時(shí)監測數據及變化曲線(xiàn)、歷史數據與變化曲線(xiàn)、實(shí)時(shí)報警數據等，能實(shí)時(shí)顯示現場(chǎng)服務(wù)次數、排除隱患數、未排除隱患數、報警未處理數、常規巡檢及產(chǎn)品維護等數據，監管數據能保存十年以上。

      （3）手機APP軟件同時(shí)具有IOS版本和安卓版本，能通過(guò)手機APP對每條報警記錄進(jìn)行呼叫，便于緊急情況下能盡快通知用電單位。

      （4）能對各個(gè)單位及設備的電氣安全運行情況進(jìn)行自動(dòng)統計和分析評估，并隨時(shí)展示電氣安全運行分析報告。

      （5）監控探測終端產(chǎn)品滿(mǎn)足國家法律法規和有關(guān)技術(shù)標準（GB14287.2《剩余電流式電氣火災監控探測器》和GB14287.3《測溫式電氣火災監控探測器》）的要求，并通過(guò)國家消防產(chǎn)品質(zhì)量監測檢驗中心提供的消防3C認證。

      （6）漏電探測器能同時(shí)探測剩余電流、四路溫度、三相電流等參數值，并能通過(guò)無(wú)線(xiàn)以移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò )接入安全用電監管系統平臺。

4.2 產(chǎn)品選型

4.2.1漏電火災監控探測器

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，可監測回路故障電弧的發(fā)生，并及時(shí)預警，提醒用戶(hù)處理，防止電弧導致的火災的發(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，可監測回路短路過(guò)載等故障信息，發(fā)生故障時(shí)預警和產(chǎn)生滅弧效果，防止電弧導致的火災的發(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(guò)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(shí)時(shí)監測用電線(xiàn)路電流，當線(xiàn)路發(fā)生短路故障時(shí)，能在150微秒內實(shí)現快速限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。

       過(guò)載保護功能。當被保護線(xiàn)路的電流過(guò)載且過(guò)載持續時(shí)間超過(guò)動(dòng)作時(shí)間（3…60秒可設）時(shí)，保護器啟動(dòng)限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。

       表內超溫保護功能。當保護器內部器件工作溫度過(guò)高時(shí)，保護器啟動(dòng)超溫限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。

       過(guò)、欠壓保護功能。當保護器檢測到線(xiàn)路電壓過(guò)壓或欠壓時(shí)，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預先設置是否啟動(dòng)限流保護。

       配電線(xiàn)纜溫度監測功能。當被監測線(xiàn)纜溫度超過(guò)報警設定值時(shí)，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預先設置是否啟動(dòng)限流保護。

       漏電流監測功能。當被監測的線(xiàn)路漏電超過(guò)報警設定值時(shí)，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預先設置是否啟動(dòng)限流保護。

       保護器具有1路RS485接口，1路2G無(wú)線(xiàn)通訊，可以將數據發(fā)送到后臺監控系統，實(shí)現遠程監控。

4.2.4剩余電流互感器

4.2.5 AF-GSM400-2G/4G無(wú)線(xiàn)上傳模塊

       AF-GSM400-2G/4G/CE模塊是一款2G/4G有線(xiàn)無(wú)線(xiàn)模塊，該無(wú)線(xiàn)模塊為安全用電云平臺專(zhuān)用模塊。

       AF-GSM400接入每塊儀表所需流量為20M/月，單個(gè)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(huì )實(shí)時(shí)上傳數據。

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°的溫度監控基準，可以用來(lái)監測線(xiàn)纜或配電箱體的溫度，提供溫度保護。