用电安全监控系统--智慧安全用电监控系统

智慧安全用电监控系统既是顺应社会发展趋势的必然选择，又是消防物联网技术发展的必然趋势。智慧用电厂家力安科技指出，智慧用电需要重点发展的两个方向：一方面努力实现电影响气安全隐患因素，如温度、电流等各种信息在监测、智能判断、智慧预警等方面的智能化、智慧化；另一方面，智慧用电作为智慧消防的子业务范围，在未来智慧城市、智慧消防建设中具有举足轻重的作用。

一、智慧用电建设的背景意义

在社会经济体系高速发展进化的时代背景下，能源管理面临着重大的挑战，企业（事业单位）的标准化电力建设成为了确保企业走可持续发展道路的基础，对于企业（事业单位）的稳定与发展具有十分重要意义，并发挥了显著的作用，它不但能够提高工程效率、提升产品质量，还能够推动产品技术的发展，从而促进电力企业在安全运转下平稳发展，满足广大群众对更加清晰、更高质量安全用电升级的需求，推动城市繁荣兴盛，是新时代用电安全行业的重大使命。

*安全生产委员会关于开展电气火灾综合治理工作的通知，安委〔2017〕4号中明确提出：“全面排查整治电器产品生产质量、建设工程电气设计施工、电器产品及其线路使用管理等方面存在的隐患和问题，严厉打击违法生产、销售假冒伪劣电器产品行为，排查整治社会单位电气使用维护违章违规行为，力争通过三年综合治理，实现电器产品质量明显提升，建设工程电气设计、施工质量明显提升，社会单位电气使用维护安全水平明显提升，全国电气火灾事故显著减少。”因此，智慧安全用电监控系统是国家相关战略布局中的一个重要 组成部分，也是贯彻“智慧城市”发展目标的必然要求。

（一）智慧用电的定义

智慧用电是以落实国家电气火灾三年综合治理为宗旨，以有线、无线、互联网等多种协同承载为依托，以云计算、大数据、物联网及等综合技术为支撑，以融合智慧城市、智慧消防为目标，以全面提升用电安全管理及服务能力为指标的智慧安全用电监控系统。智慧用电是对未来电气安全管理的战略定位及诠释，是改革性的重要手段，是建立跨领域、行业、系统、部门生态环境的关键契机；是*提高电气安全服务能力的必经之路。

智慧安全用电监控系统通过物联网技术对电气引发火灾的主要因素（导线温度、电流和漏电电流等）进行不间断的数据跟踪与统计分析，实时发现电气线路和用电设备存在的安全隐患，即时向系统使用单位管理人员发送预警信息，消除电气火灾安全隐患，确保用电安全。

（二）智慧用电建设的重点领域

智慧用电的建设要以智能化的未来消防物联网为基础，融合大数据、云计算、人工智能、VR、AR和移动互联网、物联网等*技术和设施，推动信息科技与社会生活深度融合，实现信息传递、管控及其服务的智能化、安全化，推动信息社会进入高级阶段，终与智慧城市、智慧社区和智慧家庭等融为一体。

首先，智慧用电需要实现用电安全监控、智能预判等功能的智能化、智慧化。智慧化是指系统的自我学习、自我反馈、自我适应。为此，需要在“云、管、端”等三方面开展建设工作。在云端层建设云信息服务平台，实现海量信息的智能化分类筛选、精编和深加工，精准高效地完成隐患信息的预判。

除了电气安全监控，智慧用电更需要延伸业务范围，力求更加深入地融入经济、政治和社会生活当中。打造智慧用电，一方面需要重视政府业务，及时与各级部门的信息资源对接，协助相关部门建立健全服务体系；另一方面，智慧用电应该顺应市场新需求，延伸新功能，将用户需求与市场需求相结合，围绕人民群众的衣、食、住、行、游、 娱、财等展开多种服务功能开发。

二、智慧用电的发展任务

（一）智慧用电政策保障

*安全生产委员会关于开展电气火灾综合治理工作的通知安委〔2017〕4号

“为有效遏制电气火灾高发势头，确保人民群众生命财产安全，经*同志同意，*安委会决定在全国范围内组织开展为期三年的电气火灾综合治理工作。”

关于全面推进“智慧消防”建设的指导意见公消〔2017〕297号

“接入电气火灾监控系统或装置，实时监测漏电电流、线缆温度等情况”

随着物联网、大数据、移动应用等技术的不断进步，运用*技术手段，建设“智慧消防”，通过物联网远程监控手段，减少电气火灾隐患，已是势在必行。

随着智慧用电的推进，开展智慧用电试点，并由个别城市逐步向地区化扩大，实现我国智慧用电建设的发展。

（二）智慧用电平台构建

智慧用电云平台不但是一个用电安全管理业务平台，还应该是一个综合性管理平台，同时又是一个开放性的社会服务平台。云平台将分为监管、能源管理、综合服务、运营支撑等多个部分，为 企业、用户、安监等提供技术支撑，构成智慧化用电安全网络系统前端。建设底层数据中心这一智慧用电的“大脑”，将数据进行分类、筛选、加工等处理，并通过人工智能、大数据的引入，使其具备自我学习和成长的能力，实现数据的“智慧化”。

建设以综合安全平台为基础的安全可控体系，确保海量信息有效采集、安全传输、真实溯源、数据聚集，针对关键信息基础设施进行控制系统强化升级，构建智慧用电的信息安全制度体系和技术规范。

（三）智慧用电升级改造

在改造升级原有电气火灾监控系统到智慧用电的同时，推动智慧消防发展，优化城市消防资源配置和使用，构建智慧消防与智慧用电的智能协同覆盖网络，并在此基础上，大力研究、拓展及应用推广消防物联网技术和业务，形成推动智慧消防产业发展新的核心竞争力，同时，构建全国统一的应急消防管理系统，服务消防公共安全。

此外，智慧用电建设应与智慧安监、智慧消防融合规划相衔接，使智慧安全用电监控系统真正成为消防基础设施，满足用户随时随地享受消防智慧化的服务需求。

（四）智慧用电业务发展

智慧用电需要以力安智慧用电系统基础的智能融合终端及智能网关，并以其为核心推动智慧消防和虚拟现实技术、增强现实技术等相关设备的部署。在保障业务安全的基础上，与其他垂直行业、领域进行合作，在各种设备上开展相关应用程序开发，实现用户的智能化、智慧化业务服务。

推进智慧用电在智慧消防中的应用，鼓励合作企业和相关管部门推广智慧用电应用，建设智慧用电试点，充分发挥智慧用电智能、安全、快速、高质量的特点，促进智慧用电成熟发展。

智慧用电业务发展中，需要积极争取政府对于智慧用电的支持，力争产业化发展基金、基础设施建设基金等各项发展资金扶持，高效使用相关资源。同时加强智慧用电、智慧消防等公共服务管理，尽量制定实施适应市场经济配置的管理规定，并主动引导和支撑主管部门落实智慧用电发展的具体政策和策略。

三、力安智慧安全用电监控系统

力安智慧安全用电监控系统是基于互联网、大数据、云计算技术的电气火灾隐患预警平台，平台通过前端物联网设备对建筑物内的电气线路进行24小时实时监测。用户可以实时掌握线路的电能、电压、电流、（漏）剩余电流变化、温度变化等相关参数，通过无线通讯模块，将电气安全数据上传至平台服务器，从而实现被监测线路电气防火的大数据管理，帮助单位掌握自身用电情况。

力安智慧安全用电监控系统的前端传感设备一旦监测到电气线路出现问题，会立即将隐患信息以短信形式发送至负责人手机，平台兼有专业技术服务团队提供技术咨询、重大隐患电话提醒服务。如有需要，本地服务团队将上门协助排查。

力安智慧安全用电监控系统通过电气安全数据的高效传输，利用手机APP端和电脑WEB端实现对电气安全隐患的远程实时监管和精准定位，即使出差在外，也可掌握单位用电数据。通过平台服务和云计算技术实现对电气安全数据多维度、多角度的科学分析及处理，用户可以在线体验用电周报，为实施精准电气改造提供直观依据。同时，平台支持无线组网模式，减少施工时间，降低对原有电气线路施工改造，使传输更加稳定。

图2 智慧用电安全管理系统云平台架构图

一、智慧用电定义

　　智慧用电是利用物联网、人工智能、虚拟现实、移动互联网+等智慧用电安全技术，通过智慧用电探测器及终端设备监测用电线路中的电流、温度、剩余电流等因素，配合安易云大数据云计算平台、火情智能研判等专业应用，借助数据统计分析处理，异常报警等功能，实现对用电线路的实时监控，智慧用电安全管理系统在电气火灾防患中发挥着重要作用，实现了人防物防技防的相结合。大限度做到“早发现、早治理”，切实保障人们的生产生活、生命和财产安全。

　　二、智慧用电系统原理

　　智慧用电系统是由剩余电流互感器、温度传感器、智慧用电安全探测器、报警器、智慧用电app或灭弧装置等智慧用电终端设备构成的电气火灾实时监测报警系统，其系统组成方框图--如图1所示。

　　剩余电流互感器为智慧用电终端传感元器件，由它提取的漏电信号，经放大、变换处理后，经总线输往智慧用电监控设备及智慧用电云平台。运用云计算技术，实现电气安全数据从现场到云端，从云端到APP的高效传输，通过智慧用电监控设备和app用以显示回路数和漏电电流大小，用于报警及切断电源等。还有信号存储及打印功能，供随时查询。

　　另一种智慧用电系统由剩余剩余电流互感器、漏电探测报警器构成，探测报警器集探测报警于一体，称为电气火灾监控探测报警器或漏电探测报警器，其原理与*种智慧用电系统是相同的。系统组成方框图--如图2所示。这种探测报警器安装使用极其方便，是被广泛采用的监测装置。

　　三、智慧用电组网方式

　　监控系统的三种组成方式

　　1）智慧用电系统由剩余电流互感器、智慧用电安全探测器、智慧用电app等组成。探测器、报警器以有线方式连接--如图3所示。

　　图3 探测器报警器分体式结构

　　2）智慧用电系统由剩余电流互感器、漏电探测报警器组成，探测报警器由*种的探测器与报警器组合而成（独立式）。为了实现远程报警，可以再增加远程报警盒--如图4所示，探测报警器与远程报警盒以有线方式连接。

　　图4 探测器报警器一体式结构

　　3）智慧用电系统由剩余电流互感器、监控探测器与监控设备组成，监控探测器与监控设备以总线方式连接--如图5所示。漏电及故障等信息由监控探测器通过总线（485/CAN/二总线）传至监控设备。

　　四、智慧用电系统安装方式

　　2.1、低压配电系统总剩余电流检测

　　如果想监测本单位用电系统的总体绝缘状态，可以检测系统的总剩余电流，前提是单位需有独立的变电系统。剩余电流互感器安装于变压器接地线中以提供剩余电流，探测器、报警器可以选用分体式或一体式结构，如图6所示。

　　图6 系统剩余电流监测

　　此种剩余电流检测要求供电系统的接地形式为TN-S系统。

　　2.2、干线剩余电流检测

　　干线指低压配电线路的主要支路，此种安装方式比较简单，剩余电流互感器安装于干线线路中，检测的信号是互感器以后线路及负载产生的剩余电流，如图7所示。

　　图7 干线剩余电流监测

　　2.3、多路干线剩余电流检测

　　以2路检测为例：2个剩余电流互感器分别装于配电盘的各输出干线上--如图8所示。

　　图8 配电盘干线支路漏电监测

　　五、智慧用电系统安装及注意事项

　　3.1、分级保护

　　为了缩小发生人身电击事故和接地故障切断电源时引起的停电范围，通常在供电线路的不同地点安装三级（或两种）不同容量的剩余电流保护装置，以形成分级保护。根据用电负载及线路情况，一般分两级或三级保护。适用于城镇和农村*级和第二级保护，其具体安装图在GB13955-2005中已有明确规定。

　　3.2、安装注意事项

　　3.2.1 系统剩余电流检测

　　在系统接地型式为TN-C-S系统中，变压器低压侧出线为PEN线对地是绝缘的。

　　PEN经接线端子分成N线与PE线后，N线不再接地。这时，剩余电流互感器必须安装在PEN线分成PE线、N 线后的PE线的中间段上，如图6。

　　3.2.2 干线剩余电流检测

　　对220V供电系统，剩余电流互感器只要套住二根电源线即可，要求其中的N线不得再重复接地。

　　对于380V配电系统，剩余电流互感器必须同时套住L1、L2、L3、N线，PE线不得穿过互感器，同时N线此后不得再接地。

　　在接地型式为TN-C系统中，必须将其改造为TN-C-S、TN-S或局部TT系统后，才可以安装使用剩余电流式保护装置。

　　3.2.3 剩余电流互感器的安装

　　剩余电流互感器应安装易于检修的地方，互感器的安装没有方向问题。互感器可以直接挂在线上，也可以固定在配电盘上，但安装时应注意安全。

　　3.2.4 报警值的设定

　　剩余电流报警设定值必须大于被测电路的泄漏电流值，通常报警设定值取值不小于泄漏电流值的两倍。

　　五、不同供电系统的安装方案

　　按照相关规范要求，建设项目的区域低压配电系统应是TN-S系统，即“三相五线制”。在工程实践中，往往从节省投资出发，把供电干线设计成TN-C形式的三相四线，然后以树干形或放射形分布出去。从整个配电系统来看，则成为TN-C-S系统。

　　较老旧的建筑，其低压配电系统多是TN-C系统，即“三相四线制”。

　　不管干线是哪种系统形式，在需要设置剩余电流式探测器的低压配电柜安装时，都应当在配电柜内把出线转换成TN-S系统或TT系统，并且要确保出线的N线不重复接地。

　　力安科技基于大数据的电气火灾隐患治理系统——智慧用电系统，智慧用电是城市安全的重要组成部分，其核心是“平台+服务”，智慧用电遵循“隐患分析数据化、隐患监管网格化和隐患治理社会化”的原则，为城市用电安全建立一个可持续、可运营的电气火灾隐患治理体系。因此，智慧用电可以大幅度降低城市电气火灾的发生率和预防城市重特大电气火灾事故。