电气火灾远程监控系统-电气火灾远程监测系统

2020年07月09日 11:01:08 智慧用电_电气火灾监控系统 5242

　　一、电气火灾远程监控系统分析

　　近年来电气火灾监控系统发展到网络化监测阶段，其监测手段变得更加多样化，监测效率也更高，但由于系统需求以及实际监测场景的不同，其电气火灾监测系统的设计方案也会不同。我们以建筑为对象，分析了社区电气火灾的监测特点及监测场景，并在此基础上提出了系统平台的搭建需求。

　　二、电气火灾监测特点

　　在城市建筑当中，用电设备较多，分布在建筑的各个地方，其中电缆竖井、大型用电设备放置区、配电室等都是容易产生电气火灾的区域。其引发的原因包括设备短路、接地故障、负荷过载及设备老化等，主要体现在电气线路故障和设备故障，前者由于电气线路短路或过载将造成过电流的产生，并使该处温度升高，加剧接触面氧化，导致电阻将进一步增大，形成恶性循环，发展到一定阶段后，配电线路融化绝缘外皮，引发电气火灾。后者由于电气部件接触不良、节点故障等原因产生电火花引燃周围可燃物或绝缘导线，导致电气火灾的发生。针对上述两种形成电气火灾的主要方式，由于电流及温度较为容易监测，并且这方面的研究更为成熟，因此监测方式主要为在配电线路中布置温度、电流探测器，对用电设备的温度以及剩余电流进行监测。

　　基于电气火灾监测的两个主要参数，其参数基础数据特性主要分为如下两点：

　　① 电气线路和设备在使用过程中造成用电设备的电流增大，温度升高等变化过程需要一段时间，尽管在故障发生时参数变化较快，但整个过程是持续稳定的。

　　② 监测要求来看，由于社区建筑用电设备集中，易燃物较多，电气火灾形成迅速，蔓延快，监测数据具有很高的时效要求。

　　传统电气火灾监控系统基础设施部署结构，如下图所示：

　　传统电气火灾监测系统的组成一般分为监测节点的电气火灾探测器，区域电气火灾监控主机以及通信网络。根据具体监测点位的部署，监控主机可以分散放置在监测点较为集中的位置，以节省布线成本，如果监测区域范围集中，可直接将报警监控主机放置在消防控制中心，监控探测器和传感器安装在现场配电柜中。

　　其必须实现的功能主要涉及以下几个方面：

　　① 数据采集与处理功能，主要是检测和采集配电设备中剩余电流、温度等传感器传出的模拟信号和数字信号，并通过现场通信网络将数据输送至监控主机，在主机中经过简单数据处理之后以一定的形式显示出来，比如打印机、显示屏等，让现场工作人员能够及时准确地观察到现场的监测数据，以便对现场情况进行分析校对。

　　② 预警功能，获取现场监测到的实时数据，将数据与设定的参数阈值进行比对，判断其监测点位是否正常。当发现异常点位时结合设备运行状态信息来确认异常类型属于设备故障还是数据超限，并根据不同异常类型以不同形式进行预警。

　　③ 监测管理功能：各探测器节点将数据采集起来集中发送到现场监控主机，由监控主机负责对所有数据进行管理。主机中一般配置有相应的存储设备和处理器，可以将各个点位数据按照一定的形式存储，并在需要的时候调出查看。

　　④ 配置功能：可以对现场控制器进行远程配置和修改，例如报警阀值的设定，声光报警屏蔽功能的开启以及屏蔽值的设定等。

　　三、电气火灾远程监控系统

　　通过对电气火灾远程监测系统的分析，电气火灾的形成主要体现在电气线路的过电流和电气故障产生的高温电火花，因此系统针对温度和剩余电流两个参数进行监测。结合电气火灾监控系统设计的相关国家标准，采集终端由主机监控设备和探测器组成，其中探测器主要为温度、剩余电流探测器。为了克服传统电气火灾监测需要现场管理，并且功能监测、数据可视化程度不高的缺点，系统采用 B/S 架构建立对社区电气火灾监测数据进行统一管理的远程监测平台。考虑到监测区域为社区建筑群体，并且每个楼宇建筑有多个监测区域，因此在系统结构部署上，按照分区域、分楼宇进行，每一个楼宇建筑由一个上位机统管理，通过上位机将楼宇数据通过远程传输网络发送到数据服务中心，本系统依据物联网层级模型将系统整体体系分为四个层次，分别是感知层、传输层、服务层和应用层，如下图所示：

　　如上图所示，感知层主要负责对数据的采集工作，包括温度、剩余电流探测器及区域监控主机，其中探测器节点由采集模块、处理芯片、电源模块、通信模块组成。各个探测器节点组建现场采集网络，将各配电监测区域的数据汇聚到监控主机，再由监控主机发送到上位机中。

　　传输层主要分为现场监控主机到上位机，上位机到数据服务中心服务器两个部分，实现数据的打包汇总以及逻辑重组等工作，需要完成对社区各个楼宇和区域监测数据的传输。

　　服务层在数据服务中心实现，通过多线程的处理服务程序，将各个楼宇数据依据其存储访问特点存入适合的数据库，为上层业务逻辑的执行提供数据支撑。主要包括预警服务、报表服务、决策支持、数据库、地理信息以及其他服务等。

　　应用层是整个系统的最上层，是直接和用户接触的一个层级，它将系统所有的服务拼接成具体的功能供用户使用，包括系统运行态势监测、地理信息显示、异常数据统计与分析以及数据管理等操作，并且负责数据的呈现和表示。当电气火灾监测节点正常工作时，数据管理平台提供可视化的统计实时状态信息与统计信息。当出现温度升高或过电流的异常时，通过滚动预警显示、异常节点详细信息以及地理位置信息来为监管人员及维保人员提供应急决策的数据支持。支持授权用户在 Internet 环境下通过浏览器来查看监测设备的运行参数信息。