劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

 

 

摘 要：電氣火災監測與報警已能夠準確、全天監測電氣線路中的漏電、溫度等各項參數的變化，但其智能化水平偏低。基于數字化、功能體化、智能化的設計思路，采用高速交 

流采樣技術、無線射頻識別技術、分布式光纖測溫技術、智能傳感及分析技術、信息可視化技術構建智能化監控系統，并成功應用于實際工程項目。 

關鍵詞：電氣火災；智能監控；智能化

 

 

       據統計，近10年來我因電氣原因導致的火災占火災總數的比例直在30％左右，在較大以上火災中，電氣火災的比例更高，造成了大量人員傷亡和重大財產損失。現有電氣火災技術防范措施多是被動防控，即電氣線路、電氣設施、用電器具出現問題或故障后才能發現，防范措施才能發揮作用，而此種情形下火災可能已經發生。如何基于電氣火災發生的規律和特點，有針對性地研發和推廣主動防范技術，即電氣火災監控技術，從根本上預防和減少電氣火災，顯得十分重要。據了解，13本從1978年就強制要求安裝電氣火災預測、預警、預報系統，能夠在電氣火災發生之前隱患，電氣火災的預防和控制做得比較好，電氣火災僅占火災總數的2％左右。2005年，我頒布實施了GB 14287—2005《電氣火災監控系統》等標準規范，為電氣火災主動防控技術設計應用和發展提供了契機和依據。筆者認為，要實現對電氣火災有效監控預防，在智能監控技術上有實質性突破。加大電氣火災智能監控系統的推廣應用力度，才能從根本上預防和減少電氣火災。2009年10月起，河南省消防總隊與某公司聯合組建攻關組，對電氣火災智能監控技術進行專項創新研究與探索，該項目被公an部批準市項為2011年度家消防科技攻關項目。經過多年的努力，項目組成功開發了電氣火災監控系統，并已應用于民用建筑及工業企業的電氣防火中，實現了對電氣火災可視化綜合狀態監控與診斷。 

 

 

1電氣火災防控技術現狀 

       傳統方法在預防和減少電氣火災方面主要有以下措施：嚴格按照規范要求設計，嚴把安裝施工質量關，從設施、設備、線路、器具的選址、選型、設計、安裝等方面預防和減少火災發生；按照規范選擇合適的短路、過負荷、漏電、避雷、防靜電、接地等保護方式和裝置；對線路采用穿金屬管、封閉式金屬線槽、難燃塑料管等措施以達到與火源、可燃物等的隔絕；應用紅外線測溫、超聲波控測等技術對電氣火災隱患進行診斷。這些措施雖然定程度上預防和減少了電氣火災的發生，但由于缺乏在線監測與預警技術等主動防控技術的有力支撐，還不能從根本上預防和減少電氣火災。 

       隨著技術的進步，電氣火災監測與報警技術越來越受到重視，出現了電氣火災監控系統。該系統能準確、監測電氣線路中的漏電、溫度等參數的變化。當線路中發生異常時，可迅速發出報警信號并準確定位故障點，通知電氣專業人員及時排查電氣火災隱患，將電氣 

火災消滅在萌芽狀態。電氣火災監控系統較之傳統的技術手段的確是大技術進步，但依然存在諸多不足。 

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

       (2)監測面窄。偏重于配電線路漏電及溫度的點式探測。缺乏電纜溫度的分布式線式探測；偏重于對低壓設備的狀態監測，缺乏對高壓設備的狀態監測；偏重民用建筑電氣火災的預防，忽視了工業領域的預防。 

       (3)網絡化水平低。并非*網絡化的全數字系統，對外缺乏網絡接口，無法實現信息的對外共享發布，無法組建遠程監測及管理系統。 

       (4)智能化未實現。未全部實現數字化及智能化，不符合物聯網的技術方向；同時系統缺乏智能分析功能，只局限在監測層級，不符合設備狀態監測領域的技術水平。 

       (5)可視化不足。監測報警手段傳統單，缺少圖形化及其他更為直觀的監測報警手段。 

 

 

2.1需求分析 

       針對目前電氣火災監控產品的缺陷和不足，項目組將“電氣火災智能化綜合監控”這概念進行了具體化的界定，明確了研發目標、研發方向和技術攻關難點。電氣火災智能化監控是指綜合利用現代信息技術、智能傳感技術及網絡通信技術等，實現電氣火災隱患參數的綜合智能探測、可視化監視、故障診斷、趨勢預測及報警保護，及時發現并電氣火災隱患，有效預防和減少電氣火災的發生，同時借助局域網及互聯網，實現系統綜合信息的共享及對外發布，可在此基礎上構建城市電氣火災遠程監控及報警管理系統。基于這概念，項目組研究的電氣火災監控系統樣機具備以下特征。 

       (1)數字網絡化系統。基于全數字化的組成單元，通過總線連接，構建功能體化分布式的網絡系統，不僅是硬件問的網絡連接，同時實現軟件功能組件的分布配合。 

       (2)功能體化系統。基于高低壓電氣網絡，實現點／線式狀態探測，實現對高低壓電氣設備、電纜、配電網絡接點、分布式溫度和漏電電流等電氣狀態參數的監測。不僅適用于民用建筑電氣火災綜合防控，同樣適用于工業場所的電氣火災防控。 

       (3)智能信息化系統。實現組成單元的智能化，實現功能的智能化(包括智能診斷、智能分析及智能預測等)。同時對外提供網絡接口，實現信息的遠程發布和監測。 

       (4)可視化系統。在傳統文字監測及聲光報警手段的基礎上，提供直觀的圖形監控及多媒體報警手段，實現電氣火災隱患的目了然。主要包括狀態監控可視化、故障定位可視化、故障報警可視化、故障分析可視化。 

2.2架構設計 

       智能化監控系統基于嵌入式軟硬件平臺，嚴格遵從“設備智能化、系統網絡化、狀態信息化、可視化”的產品定位，構建體化分布式電氣火災智能化綜合監控系統。系統架構基于物聯網系統模型及B／s軟件體系，按照“感知層、通信層、應用層”標準實施系統建模。系統組成具體包括：處于感知層的電氣火災監控探測器、無線溫度探測器、分布式感溫光纜等；處于網絡層的通信網絡、現場總線及實現區域監測管理功能的監控器等；處于應用層的監控設備、遠程監控及客戶終端等。系統邏輯結構，如圖1所示。