智能配電保護:公共建筑安全的新 “防火墻”

?安科瑞劉鴻鵬

摘要?

隨著城市建筑體量的不斷增長和電氣設備的廣泛使用，現代建筑大樓的用電安全問題日益突出。傳統配電方式面臨監測盲區多、響應滯后、火災隱患難發現等問題。為提升建筑電氣系統的安全性和智能化水平，智慧用電系統應運而生。本文結合安科瑞智慧用電解決方案，系統介紹了安全用電保護系統的構成、功能特點及在現代建筑中的典型應用場景，展示其在電氣火災預防、隱患排查、智能控制等方面的綜合優勢。?

關鍵詞：智慧用電、安全用電保護系統、電氣火災、電弧探測、建筑配電系統

1. 引言

電氣火災一直是城市建筑火災的主要誘因之一，尤其是在大型寫字樓、醫院、學校、商業綜合體等用電密集型場所，線路老化、過載、漏電、電弧等問題潛伏風險巨大。傳統電氣保護設備如普通空開和漏電保護器，雖然能在極端情況下切斷電源，但缺乏前期監測和智能告警能力，無法滿足現代建筑對“早發現、早預警、智能控制”的用電管理需求。

2. 形式背景

據公安部消防局數據公布，2019年全年共接報火災23.3萬起，亡1335人，傷837人，直接財產損失36.12億元，是近七年來火災起數和傷亡人數最少的一年。

其中，商業場所發生火災6015起，同比下降8.4%；賓館飯店發生火災5872起，同比下降9.9%；學校發生火災722起，同比下降10%；醫院養老院發生火災346起，同比下降12.6%；公共娛樂場所發生火災384起，同比下降21.5%。

值得關注的是，住宅火災中，電氣引發的居高不下，已查明原因的火災中有52%系電氣原因引起，尤其是各類家用電器、電動車、電氣線路等引發的火災越來越突出，僅電動自行車引發的較大火災就有7起。

現實情況中，很多生產經營單位電氣線路老舊、線路隱患多且隱蔽性強，眾多小微企業缺乏專業電工，肉眼無法直觀發現電氣隱患，傳統的檢測手段難以及時排查各種隱患等一系列難題，使得電氣火災的監測和預警很難落實到位。

3. 電氣火災

3.1 電氣火災的特征

隱蔽性強

由于漏電與短路通常都發生在電器設備內部及電線的交叉部位，因此電氣起火的最初部位是看不到的，只有當火災已經形成并發展成大火后才能看到，但此時火勢已大，再撲救已經很困難。

隨機性大

電氣設備布置分散，發火的位置很難進行預測，并且起火的時間和概率都很難定量化。正是這種突發性和意外性電氣火災的管理和預防都帶來一定難度，并且事故一旦發生容易釀成惡性事故。

燃燒速度快

電纜著火時，由于短路或過流時的電線溫度特別高，導致火焰沿著電線燃燒的速度非常快，另外再借助巷道風流及其它助燃物質，使燃燒速度也大大加快。

撲救困難

電線或電氣設備著火時一般是在其內部，看不到起火點，且不能用水來撲救，所以帶電的電線著火時不易撲救。電氣線路錯綜復雜，給火災撲救也帶來難度。

損失程度大

電氣火災的發生，通常不僅會單純導致電氣設備的損壞，而且還將殃及人員安全。

3.2 電氣火災的成因

電氣線路發生火災，主要是由于線路的短路、過載或接觸電阻過大等原因，產生電火花、電弧或引起電線、電纜過熱，從而造成火災。

引發電氣火災的主要原因有短路、過載、接觸不良、電弧火花、漏電、雷擊等，主要是電氣安裝工程、電器產品的質量以及使用、管理不當等問題造成的。電氣系統分布廣泛、長時持續運行，電氣線路通常敷設在隱蔽處，火災隱患不易發現。另外，電氣火災的危險性還與用電情況密切相關，當用電負荷增大時，容易導致電流增大而造成電氣火災。由于電氣火災主要發生在建筑物內，建筑物內人員密集、疏散困難、排煙不暢，極容易造成觸電、窒息等群死群傷的火災事故。

短路

電氣線路發生短路的主要緣由有:線路年久失修使線芯暴露；絕緣受到破壞；安裝、修理人員接錯線路，或帶電作業時造成人為碰線短路;不按規程要求私接亂拉，管理不善，維護不當等都是電氣線路發生短路的緣由。

過負荷

設計或選擇導線截面不當，實際負載超過了導線的平均載流量;在線路中接人過多或功率過大的電氣設備，超過了電氣線路的負載力量等問題是造成電氣線路發生過負荷的緣由。

接觸電阻過大

在電氣線路與母線或電源線的連接處，電源線與電氣設備連接的地方，由于連接不牢或者其他緣由，使接頭接觸不良，造成局部電阻過大，稱為接觸電阻過大。接觸電阻過大時，會產生極大的熱量，可以使金屬變色甚至熔化，并能引起絕緣材料、可燃物質及積落的可燃灰塵燃燒。

電氣線路產生的電火花和電弧

電火花是電極間放電的結果。電弧是由大量密集電火花所構成的。電弧的溫度可達 3000°C以上，電火花和電弧簡單引起可燃物燃燒或爆炸性可燃氣體、可燃粉塵的爆炸。

3.3 原因總結

供配電線路未隨著生活水平提高而改進。

供配電系統產品質量不高。

供配電系統本身安全性不夠。

施工質量不符合國家相關工程技術標準的規定

缺乏相應政策保障，電氣檢測驗收不嚴格。

電器產品達不到防火要求。

電器產品及其線路維護管理不當。

4. 系統解決方案

安科瑞智慧用電云平臺通過物聯網技術對電氣引發火災的主要因素（導線溫度、電流、電壓和漏電流）進行不間斷的數據跟蹤與統計分析，實時發現電氣線路和用電設備存在的安全隱患（如：線纜溫度異常、短路、過載、過壓、欠壓及漏電等），有效防止電氣火災的發生。

4.1 系統架構

以安科瑞智慧用電系統為代表，現代安全用電保護系統一般由以下幾部分構成：?

智能監測終端設備

包括ARCM系列監測裝置、ASCB系列智慧空開、AISD智能安全配電裝置等。可實現對漏電、電流、電壓、溫度、電弧等關鍵電參量的實時監測。?

通信與上傳模塊

設備支持RS485、NBIoT、4G、RJ45等多種通信方式，可靈活適配新建和改造項目，數據實時上傳至平臺。

安全用電管理平臺

通過AcrelCloud6000智慧用電平臺，實現設備集中管理、數據分析、報警推送、隱患定位、遠程控制等功能，運維人員可通過PC或微信小程序遠程查看。

172,.,有任何問題，，6972

都可以隨時問的。，5322

4.2 系統特點

172.，有任何問題，，。6972

都可以隨時問的.。5322

4.3 系統功能

用戶登錄成功之后進入首頁，如圖所示。主要展示的內容有：項目概況、設備狀態、設備分類、設備報警信息、報警分類、報警統計、設備臺賬信息等。

實時監控

系統可接入電氣火災探測器、故障電弧、智能微斷、用電精靈、智能塑殼斷路器、滅弧式保護器等，并可遠程控制相應探測器。

能耗分析

系統提供能耗分析功能，按回路可查詢日、月、年的能耗報表和曲線，并支持導出

電能質量

系統提供諧波監測和三相不平衡分析功能。

需量分析

需量監測分析：支持對MAX需量進行逐日、逐月、逐年的統計，并支持需量監測。

運維管理

保障配電可靠，解決運維難的問題，降低人力成本

參數設置

系統可對儀表的保護開關和報警值等參數進行設置。

5. 典型案例

客戶簡介：頤和園，中國清朝時期皇家園林，前身為清漪園，坐落在北京西郊，距城區15公里，全園占地3.009平方公里（其中頤和園世界文化遺產區面積為2.97平方公里），水面約占四分之三。它是以昆明湖、萬壽山為基址，以杭州西湖為藍本，汲取江南園林的設計手法而建成的一座大型山水園林，也是保存最完整的一座皇家行宮御苑，被譽為“皇家園林博物館”。