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淺談基于智慧用電的電氣隱患排查與反饋體系框架

文章更新時間：2020-07-13　點擊量：770

涂志燕

（安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801）

摘要：文章介紹了“智慧用電”與“LZ電氣監(jiān)控系統(tǒng)”的組織框架、工作原理和使用局限性。結合我2011—2016年電氣火災統(tǒng)計數據，宏觀分析了2011—2016年電氣火災的發(fā)展趨勢，針對電氣火災高發(fā)的現狀，進而根據我電氣安全隱患排查的要求，在目前“處方式”電氣檢測的基礎上，建立基于智慧電氣的電氣火災隱患排查與反饋平臺的體系框架。

關鍵詞：電氣火災；電氣安全檢測；電氣隱患反饋；電氣監(jiān)控；電氣防火平臺

0引言

2011—2016年，我共發(fā)生電氣火災52.4萬起，造成3 261人死亡、2 063人受傷，直接經濟損失92億余元，均占全火災總量及傷亡損失的30%以上；其中，重、特大電氣火災17起，占重、特大火災總數的70%。電氣防火已成為我當前火災預防工作中的項艱巨和重要的工作。

為減少電氣火災隱患，提高電氣產品的安全性十分重要[1]。違章用火用電、電氣線路老化、人為違反消防安全管理制度和消防安全措施不落實等，都可能產生安全隱患。伴隨電力的廣泛應用，電氣設備在各行各業(yè)的普及，電氣設備的安裝不恰當，使用不合理，維修不及時，這會造成電能浪費，甚至會引發(fā)電氣火災事故，危及人身安全，帶來重大損失。隨著科技進步，各都在積極研究并不斷推出先進的電氣安全技術，完善和修訂電氣安全技術標準和規(guī)程。但是對于電氣火災隱患的排查與反饋，只停留在“處方式”排查的階段。電氣安全檢測工作還有許多的不足和漏洞，因此，建立電氣安全隱患排查及反饋框架尤為重要。

1 電氣火災發(fā)展趨勢

據部消防局統(tǒng)計，2011—2016年全接報火災總數目為159.5萬起，因火災死亡總人數為8 437人。其中，電氣安全隱患和違規(guī)電氣操作引起的火災數目居高不下。具體數據如表1所示[2]。

表1 2011—2016年火災情況統(tǒng)計

從起火原因的調查結果看，2013年內電氣火災比例高，違反電氣安裝使用規(guī)定等引發(fā)的火災共11.6萬起，死亡745人，受傷538人，分別占總數的29.7%，35.3%和32.9%；2014年因違反電氣安裝使用規(guī)定引發(fā)的火災占總數的27.4%，因生活用火不慎引發(fā)的占18.1%；到2015年，電氣仍是引發(fā)火災的主要原因，有10.5萬起火災是由于違反電氣安裝使用規(guī)定引發(fā)的，占總數的30.2%，尤其是較大火災中有55.9%是由于電氣原因引發(fā)，2起重大火災和1起特別重大火災是電氣原因引發(fā)；2016年全年，從較大火災的起火原因看，電氣29起。如圖1所示，電氣火災總數在2013年形成“小高峰”的原因有：些城鄉(xiāng)結合部、小城鎮(zhèn)等區(qū)域消防基礎設施“欠賬”較多、單位消防管理滯后、火災隱患集中，消防安全問題日益凸顯，火災明顯多發(fā)。其次，城鄉(xiāng)結合部大火較多，例如北京市朝陽區(qū)小武基村京中發(fā)汽配城火災、吉林寶源豐禽業(yè)有限公司火災爆炸事故等都發(fā)生在城鄉(xiāng)結合部。這方面是農村消防工作相對薄弱，很多火災并未被及時統(tǒng)計；另方面則是由于我農業(yè)生產的電氣化率還比較低。隨著現代化電氣產品的推進，電氣火災的上升空間和防治電氣火災的壓力較大。

圖1 電氣火災情況折線圖

2 我電氣隱患排查現狀

我結合《家電氣設備安全技術規(guī)范》GB19517—2009、《電氣裝置安裝規(guī)程》GB50169—2006、《建筑電氣防火檢測技術規(guī)范》SZDB/Z 139—2015和《用電安全導則》GBT13869—2017，電氣設備安全隱患排查項目有：電氣系統(tǒng)的帶電設備紅外診斷、接地電阻檢測、剩余電流動作保護裝置檢測、絕緣電阻檢測、變配電系統(tǒng)建筑接線端子的安裝情況、室內低壓配電線路情況和動力及照明配電箱、吊頂內線路敷設、電氣設備接地和等電位聯結。每個項目分級A，B，C 3個等級，火災隱患危險性依次減弱[3]。且電氣設備應符合《GB4706》電器安全標準測試要求，測試項目有：耐壓、絕緣、接地、泄漏、低壓啟動、功率。

現行的“處方式”電氣安全隱患排查分為配電裝置系統(tǒng)、用電設備系統(tǒng)、配電線路系統(tǒng)和接地系統(tǒng)四大部分，仍側重于電氣在安裝、使用、維護3個方面的安全檢測工作。得出建筑整體在不同階段的電氣火災危險性以及作出整改方案，并反饋給用戶。般針對排查項目對建筑的電氣安全性進行初步的評價，并根據具體情況作出整改方案，提供給委托方。

但從排查時的表格數量來看，個建筑面積在10 000 m2的教學建筑，按照80%的抽測率進行安全隱患的排查并記錄，終記錄的表格繁多。其次，使用不同的標記作為隱患的分類（單項檢測內容中“√”表示適用或檢測項目正常；單項檢測內容中“×”表示不適用或檢測項目存在隱患；單項檢測內容中“--”表示不適用或無此檢測項目）。重復內容的記錄會掩蓋隱患的記錄標記，在后期查看統(tǒng)計隱患數量時，也帶來定的工作量。

3 電氣監(jiān)控系統(tǒng)現狀

3.1 智慧安全用電監(jiān)控系統(tǒng)

智慧安全用電監(jiān)控系統(tǒng)是通過聲光報警、APP、短信報警、電話通知等提醒方式提醒用戶用電系統(tǒng)的安全狀態(tài)。通過對數據的積累及深度挖掘，從“描述出報警”到“確診出原因”，建立起有效的預警機制，防患于未然。并提供故障原因分析報告，供管理層決策、化管理流程及制定維修計劃。實現從供電側到用電側全生命周期的管理，全面保障用電安全。針對電氣火災的嚴峻形勢，基于對電氣安全事故成因的深入研究。方面主要采取對電氣產品的生產制造，物流銷售，售后使用的嚴格要求，電器產品經過QS質量安全認證才可以使用[4]。另方面，運用“智慧用電”[5]的方式，及時處理終端的電氣大數據，電氣火災隱患管理平臺和電氣火災治理綜合體化服務。通過智能傳感終端采集、上傳電氣線路實時運行數據；預警平臺發(fā)現電氣火災隱患，并將隱患信息推送給用戶；管理平臺監(jiān)管隱患信息，并向監(jiān)管部門提供電氣火災隱患風險評估報告；開展線下專業(yè)治理綜合服務，排查治理隱患。形成電氣火災隱患從發(fā)現、監(jiān)管到治理的有效閉環(huán)，如圖2所示。

圖2 “智慧用電”示意

3.2 LZ電氣安全與能效管理系統(tǒng)

譚世立等[6]總結了電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)應用現狀，分析存在的主要問題及成因。在此基礎上，基于“深度挖掘、充分暴露、在線監(jiān)測和引導節(jié)電”的理念，提出LZ電氣安全與能效管理系統(tǒng)（見圖3）。

圖3 LZ電氣安全系統(tǒng)

LZ電氣安全系統(tǒng)以云計算、物聯網和智能化的泛終端為背景，以神經網絡、模糊控制等智能化技術為基礎，以富有創(chuàng)新性的系列專有技術為核心，面向樓宇、倉庫、廠房、站點等建筑群內的低電壓配電網絡，建設實時化、網絡化、集中化和精細化的電氣火災智能管理系統(tǒng)，實現電氣系統(tǒng)、維護人員、管理部門和用電者之間的有機結合，形成實時監(jiān)測、督導、預警和綜合評價的電氣安全與能效管理新模式。該系統(tǒng)致力于改變現有孤島管理模式，為管理人員和維護人員提供直達電氣系統(tǒng)的信息通道，通過深度挖掘隱患、*暴露隱患，達到有效消除隱患的目的。

3.3 目前電氣監(jiān)控局限性

以上電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)可以全天候監(jiān)測電氣線路中的漏電和溫度情況以及參數的變化。當線路發(fā)生了異常的情況時，迅速發(fā)出報警信號并且準確的定位故障發(fā)生的地點，然后通知電氣專業(yè)人員來及時排除并檢查電氣中的火災隱患，將電氣火災消滅在萌芽的狀態(tài)。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)雖然比傳統(tǒng)的技術手段更為有效，但是目前依然存在許多的不足，還有很大的改進空間。

（1）功能單。偏重于狀態(tài)監(jiān)測及報警保護，缺乏故障診斷、故障分析、趨勢預測等智能分析功能。

（2）監(jiān)測面窄。缺乏電纜的溫度分布式和線式，以及高壓設備的狀態(tài)監(jiān)測，只偏重于低壓的設備的狀態(tài)監(jiān)測，卻忽視了工業(yè)領域的預防。

（3）網絡化水平低。無法實現信息的對外共享發(fā)布，并且不能組建遠程的監(jiān)測及管理系統(tǒng)。

（4）智能化未實現。未全部實現數字化及智能化，同時系統(tǒng)缺乏智能分析功能。

（5）可視化不足。缺少圖形化及其他更為直觀的監(jiān)測報警手段。

4 電氣隱患排查與反饋體系

結合現有的電氣安全隱患排查手段和電氣安全監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展與進步，建立“檢測—評價—反饋”三位體的智慧電氣安全體系，實現“智慧化”電氣隱患排查，可以針對不同的檢測對象，制定不同的排查檢測表。檢測內容不變，檢測權重相應改變。主要有以下幾個方面。

（1）由“處方式”轉“智慧化”。電氣隱患排查數據記錄過于冗雜，可以采用只記錄安全隱患的方法，縮短工作量的同時，提高檢測效率。

（2）由“單化”轉“智慧化” 。除了人工進行必要的隱患排查檢測以外，利用“物聯網”分區(qū)管理，利用LZ系統(tǒng)實施監(jiān)控，保證電氣設備的安全工作和定期維修保養(yǎng)，實現“智慧化”電氣檢測監(jiān)控反饋機制體化和電氣故障診斷、故障分析、趨勢預測等智能分析功能。

（3）由“被動接受”轉“主動反饋”。部分檢測出的安全隱患是致命性的，而往往做不到快捷反饋。這時需要記錄安全隱患的具體位置和檢測時間，可以在檢測高危的項目欄中添加反饋標記，實現信息的對外共享發(fā)布。

（4）完善電氣安全隱患排查與反饋機制，做到“檢測—評價—反饋”三位體，如圖4所示。“智慧化”電氣隱患排查與反饋機制—檢測到位，將數據輸送至火災隱患預警平臺，實現早發(fā)現、早反饋、早知曉、早處理的初步反饋機制；結合智慧用電的思想，隱患統(tǒng)實行管理，分析結果，為進步評價危險性奠定基礎；實現所有的隱患數據可以及時通過網絡云端數據查找，客戶方可以在終端數據庫中獲得電氣安全隱患的詳細數據；LZ電氣安全監(jiān)控系統(tǒng)可以保證后期對于隱患電氣的即時安全數據的采集、量化、反饋。

圖4 智慧電氣隱患排查與反饋

5安科瑞安全用電云平臺與選型

5.1安科瑞安全用電云平臺介紹

Acrelcloud-6000安全用電云管理系統(tǒng)能夠對剩余電流、設備溫度、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。設備與云端的通訊方向不受限制，能上傳數據、透傳指令，并及時顯示實時狀態(tài)。通過對上傳至云端的數據進行分析，為用戶提供火災隱患的相關數據，能夠及早的發(fā)現問題并實施排查，避免火災的發(fā)生。另方面，云平臺提供超大容量的信息儲存及穩(wěn)定的服務，提升了服務質量，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，使得數據通過每個節(jié)點的4G網絡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，從而能夠對采集的信息進行統(tǒng)的監(jiān)控和管理。

具體功能如下：

       5.1.1安全用電監(jiān)管服務系統(tǒng)包含安全用電管理云平臺、電腦終端顯示系統(tǒng)、APP、漏電探測器、漏電互感器、電流互感器等。
       5.1.2安全用電監(jiān)管服務系統(tǒng)平臺能展示剩余電流、溫度、電流等電氣安全參數的實時監(jiān)測數據及變化曲線、歷史數據與變化曲線、實時報警數據等，能實時顯示現場服務次數、排除隱患數、未排除隱患數、報警未處理數、常規(guī)巡檢及產品維護等數據，監(jiān)管數據能保存十年以上。
       5.1.3APP軟件同時具有IOS版本和安卓版本，能通過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。

5.1.4能對各個單位及設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。
5.1.5監(jiān)控探測終端產品滿足家法律法規(guī)和有關技術標準（GB14287.2《剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器》和GB14287.3《測溫式電氣火災監(jiān)控探測器》）的要求，并通過家消防產品質量監(jiān)測檢驗中心提供的消防3C認證。
5.1.6漏電探測器能同時探測剩余電流、四路溫度、三相電流等參數值，并能通過無線以移動通訊網絡接入安全用電監(jiān)管系統(tǒng)平臺。

5.2漏電火災監(jiān)控探測器