博物館用電專(zhuān)項(xiàng)之電氣隱患預(yù)警系統(tǒng) 監(jiān)控系統(tǒng)

1、文物建筑用電背景   博物館用電專(zhuān)項(xiàng)之電氣隱患預(yù)警系統(tǒng)

1.1 2018年9月2日晚，位于巴西里約熱內(nèi)盧市的博物館發(fā)生火災(zāi)。火勢(shì)始終無(wú)法控制，館內(nèi)2000萬(wàn)件藏品恐怕都已被燒毀。5個(gè)小時(shí)后，消防員控制住火勢(shì)，卻沒(méi)有*撲滅明火。截至2018年9月4日，博物館整個(gè)三層建筑基本被燒毀，仍存在坍塌風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，博物館副館長(zhǎng)已表示，博物館僅有10%的館藏得以幸存，包括隕石、礦石和部分陶藝收藏等。 

巴西文化部長(zhǎng)塞爾吉奧·薩·萊唐告訴《圣保羅州報(bào)》記者，火災(zāi)可能由電路短路或手工制作的紙質(zhì)熱氣球落在屋頂導(dǎo)致。放飛這種熱氣球是巴西一項(xiàng)傳統(tǒng)，時(shí)而引發(fā)火災(zāi)。

1.2 當(dāng)?shù)貢r(shí)間2019年4月15日下午6點(diǎn)50分左右，法國(guó)巴黎圣母院發(fā)生火災(zāi)，整座建筑損毀嚴(yán)重著火位置位于圣母院頂部塔樓。巴黎門(mén)初步認(rèn)為，這起大火很可能由意外造成。法國(guó)司法部門(mén)已就火災(zāi)原因展開(kāi)調(diào)查，圣母院頂樓的電線(xiàn)短路可能是引發(fā)火災(zāi)的原因。

2、文物建筑現(xiàn)狀及存在問(wèn)題  博物館用電專(zhuān)項(xiàng)之電氣隱患預(yù)警系統(tǒng)

文化保護(hù)建筑價(jià)值無(wú)法估量，一旦發(fā)生火災(zāi)事故就會(huì)造成無(wú)法彌補(bǔ)的損失。我國(guó)文物保護(hù)建筑以木質(zhì)結(jié)構(gòu)為主，這就導(dǎo)致其耐火等級(jí)相對(duì)較低，另外受建筑藝術(shù)形式的局限，建筑之間的間距比較小，形成了古建筑群，一旦起火，如果開(kāi)始不能把控，比鄰的建筑就會(huì)被很快殃及。

文物保護(hù)建筑著火原因主要集中在三方面：一、電氣線(xiàn)路或設(shè)備隱患；二、人員活動(dòng)造成；三、自然因素，比如雷擊等；不過(guò)現(xiàn)在的文物保護(hù)建筑在避雷上做得已經(jīng)比較完善，所以雷擊造成火災(zāi)的現(xiàn)在已經(jīng)不多了。

文物保護(hù)建筑現(xiàn)場(chǎng)配電柜系統(tǒng)大多老舊，而且沒(méi)有智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，無(wú)法滿(mǎn)足各饋線(xiàn)回路剩余漏電、線(xiàn)纜溫度、電壓、電流、電能等電力參數(shù)查看。

存在問(wèn)題：

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)分析，預(yù)文物保護(hù)建筑用電問(wèn)題如下：

? 配電柜未安裝用電監(jiān)測(cè)電力儀表導(dǎo)致維護(hù)人員對(duì)各饋線(xiàn)回路電力參數(shù)（剩余漏電、溫度、電壓、電流等）信息不了解，無(wú)法確定整個(gè)建筑內(nèi)電力系統(tǒng)是否正常運(yùn)行。

? 現(xiàn)有的維護(hù)值班人員都為人工抄表，有以下幾點(diǎn)弊端：1、人工抄表工作量大且容易產(chǎn)生錯(cuò)、漏等問(wèn)題；2、工作人員人身得不到保障，在工作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)漏電、打火花等問(wèn)題時(shí)如人員逃離不及時(shí)或者處理不當(dāng)會(huì)直接危及到生命。3、可能無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱藏的電氣隱患。

? 文物保護(hù)建筑內(nèi)隱患高缺少所內(nèi)運(yùn)行信息，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，會(huì)導(dǎo)致故障范圍擴(kuò)大，影響整個(gè)建筑內(nèi)用電情況。如：線(xiàn)纜溫度檢測(cè)、剩余漏電檢測(cè)、電壓監(jiān)測(cè)、電流檢測(cè)等。

? 設(shè)備老化導(dǎo)致供電不正常，嚴(yán)重影響人員工作。例如：線(xiàn)纜老化，刀閘輔助接點(diǎn)不能準(zhǔn)確到位，接線(xiàn)端子接觸不良等。這些問(wèn)題有的是設(shè)備本身質(zhì)量和工藝方面的原因，有的則是施工、維護(hù)配電柜內(nèi)設(shè)備不到位引起的，特別是在很多設(shè)備還不能通過(guò)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置獲取運(yùn)行數(shù)據(jù)的情況下，易造成供電故障。

? 現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有統(tǒng)一監(jiān)測(cè)平臺(tái)，管理層無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確的了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，無(wú)法及時(shí)掌握建筑內(nèi)配電狀況，不能及時(shí)的對(duì)站建筑內(nèi)配電問(wèn)題進(jìn)行分析與指導(dǎo)，經(jīng)常導(dǎo)致底層長(zhǎng)期盲目浪費(fèi)而無(wú)法自查，上層無(wú)法管理指導(dǎo)。

因此，對(duì)文物保護(hù)建筑內(nèi)供電情況和用電的實(shí)時(shí)監(jiān)視就顯得十分，同時(shí)建立和完善企業(yè)一體化的計(jì)量、監(jiān)控、分析和管理的系統(tǒng)，能及時(shí)、、迅速、準(zhǔn)確的獲取建筑內(nèi)各詳細(xì)數(shù)據(jù)，監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行動(dòng)態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，定期分析各類(lèi)數(shù)據(jù)報(bào)表、對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性、能源利用率能及時(shí)掌握，制定科學(xué)、合理的電力系統(tǒng)運(yùn)維流程。

3、安科瑞用電解決方案建議

本項(xiàng)目建議方案為3部分：1、設(shè)備層；2、網(wǎng)絡(luò)層；3、平臺(tái)層；具體說(shuō)明如下：

3.1、設(shè)備層

配電柜內(nèi)加裝安科瑞ARCM300T-Z-4G系列用電監(jiān)測(cè)電力儀表（帶通訊），儀表實(shí)時(shí)采集饋線(xiàn)回路電力參數(shù)（剩余漏電、溫度、電壓、電流、電能等）。

ARCM300T系列功能如下：

測(cè)量：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)一路剩余電流、四路溫度、電流、電壓、功率、電能等電參量，遙信輸入、遙信輸出、諧波分析、GPRS無(wú)線(xiàn)通訊

遙信：4路開(kāi)關(guān)量輸入

遙控：1路繼電器輸出

通訊：RS485/MODBUS-RTU

顯示：液晶

3.2、網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層也為采集部分，在每個(gè)配電柜內(nèi)安裝采集剩余漏電、溫度、電壓、電流等電力參數(shù)的監(jiān)測(cè)模塊，通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)把相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至用電平臺(tái)。

3.3、平臺(tái)層

前面所有的設(shè)備加裝以及采集器的安裝都是為了平臺(tái)統(tǒng)一采集文物保護(hù)建筑配電柜內(nèi)數(shù)據(jù)，用電平臺(tái)將建筑配電柜內(nèi)電表運(yùn)行狀態(tài)、剩余漏電、溫度、電壓、電流等數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯總至云平臺(tái)，進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)管。當(dāng)站內(nèi)配電柜有異常狀態(tài)發(fā)生時(shí)，*時(shí)間接收到云平臺(tái)報(bào)警信息（通過(guò)平臺(tái)報(bào)警、短信、APP、自動(dòng)語(yǔ)音呼叫等），并安排相關(guān)人員去現(xiàn)場(chǎng)查看問(wèn)題并分析原因。

4、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本方案遵循的標(biāo)準(zhǔn)有：

GB14287.2 《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》

GB14287.3 《測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》

GB14048.1 《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備總則》

GB14287-2014 《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》

GB13955-2005 《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》

GB50016-2014 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》

GB50116-2013 《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB50054-2011 《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB/T 2887-2011 《計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范》

GB/T 5623-2008 產(chǎn)品電耗定額制定和管理導(dǎo)則

GB/T 156-2007 標(biāo)準(zhǔn)電壓

GB/T 23331-2009 能源管理體系要求

GB/T 15316-2009 節(jié)能檢測(cè)技術(shù)通則

GB/T 17166 企業(yè)能源審計(jì)技術(shù)通則

GB/T 15587-2008 工業(yè)企業(yè)能源管理導(dǎo)則  

DL/T 645-1997 多功能電能表通信規(guī)約

DL/T 645-2007 多功能電能表通信規(guī)約

CJ/T 188-2004 戶(hù)用計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件

GB/T 19582-2008 基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范

5、平臺(tái)實(shí)現(xiàn)效果

Acrelcloud-6000用電云管理系統(tǒng)能夠?qū)κＳ嚯娏鳌⒃O(shè)備溫度、故障電弧等電氣故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)警、記錄，并且通過(guò)云端的遠(yuǎn)程控制。設(shè)備與云端的通訊方向不受限制，能上傳數(shù)據(jù)、透?jìng)髦噶睿?時(shí)間顯示實(shí)時(shí)狀態(tài)。通過(guò)對(duì)上傳至云端的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為用戶(hù)提供火災(zāi)隱患的相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠及早的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并實(shí)施排查，避免火災(zāi)的發(fā)生。另一方面，云平臺(tái)提供超大容量的信息儲(chǔ)存及穩(wěn)定的服務(wù)，提升了服務(wù)質(zhì)量，對(duì)用戶(hù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。此外，該系統(tǒng)通過(guò)集中監(jiān)控，使得數(shù)據(jù)通過(guò)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的4G網(wǎng)絡(luò)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(duì)，從而能夠?qū)Σ杉男畔⑦M(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理。

云管理系統(tǒng)分為四個(gè)子系統(tǒng)：

云端數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)

● 短信發(fā)送服務(wù)：為短信方式的報(bào)警提醒提供服務(wù)；

● 采集所有接入點(diǎn)的數(shù)據(jù)：接收并解析節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；

● 命令透?jìng)鳎合蚪尤牍?jié)點(diǎn)下發(fā)參數(shù)或控制指令；

B/S云平臺(tái)

● 實(shí)時(shí)監(jiān)控：可以實(shí)時(shí)監(jiān)控各探測(cè)點(diǎn)的剩余電流、溫度、電壓、電流、狀態(tài)，系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間 <= 2min（可配置）；

● 歷史記錄：保存報(bào)警記錄、事件記錄、故障記錄；

● 控制功能：可以對(duì)監(jiān)控單元的分閘、復(fù)位進(jìn)行遙控操作，并遠(yuǎn)程設(shè)置漏電、溫度、電壓、開(kāi)關(guān)量等參數(shù)；

● 報(bào)警提醒：消息提醒相關(guān)人員具體的報(bào)警或故障信息；

● 報(bào)警處理：下發(fā)工單給相關(guān)人員進(jìn)行處理，形成閉環(huán)；

● 數(shù)據(jù)分析：通過(guò)云端儲(chǔ)存的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，形成多種圖形及報(bào)表；

● 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)：設(shè)置用戶(hù)權(quán)限、完善項(xiàng)目、設(shè)備信息、設(shè)置短信報(bào)警提醒的號(hào)碼等；

手ji網(wǎng)站

在手ji瀏覽器中使用系統(tǒng)，功能同B/S主站系統(tǒng)；

安卓手jiAPP

IOS App

功能同主站相同。

5.1 整體結(jié)構(gòu)

5.2 平臺(tái)主要功能

★實(shí)時(shí)監(jiān)控

24小時(shí)監(jiān)視各探測(cè)點(diǎn)的剩余電流、溫度、電壓、電流、諧波、功率、電能及其他設(shè)備狀態(tài)等信息；

★歷史記錄

所有告警信息及遠(yuǎn)程控制均被記錄入日志，并可供用戶(hù)方便查詢(xún)；

★數(shù)據(jù)分析

針對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行各種模型分析和報(bào)告，為客戶(hù)隱患，提供能耗分析功能；

★報(bào)警提醒

當(dāng)平臺(tái)收到報(bào)警或故障信息時(shí)，平臺(tái)將以短信、電話(huà)或APP推送等方式通知管理人員，提醒關(guān)注故障狀況，并采取相應(yīng)的措施隱患；

★權(quán)限管理

平臺(tái)通過(guò)對(duì)用戶(hù)類(lèi)型實(shí)施分級(jí)管理以實(shí)現(xiàn)更高的信息，擁有相應(yīng)授權(quán)的用戶(hù)可以對(duì)授權(quán)范圍內(nèi)的項(xiàng)目、設(shè)備、探測(cè)器等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和運(yùn)行情況進(jìn)行查看、配置修改，從而提高系統(tǒng)整體性；

★遠(yuǎn)程控制

具備權(quán)限的管理人員可以遠(yuǎn)程設(shè)定探測(cè)器的各種參數(shù)值，或者對(duì)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行分閘、復(fù)位、消音、自檢和遠(yuǎn)程設(shè)置參數(shù)等操作，方便管理，同時(shí)提高工作效率。

5.3 常用配置方案

5.3.1 常用方案

方案一：100A以下回路，開(kāi)口式互感器

方案二：100A以下回路，普通互感器，會(huì)增加施工量

方案三：100A以下回路，普通互感器，探測(cè)器和無(wú)線(xiàn)模塊分開(kāi)，可適用多回路

5.4 現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片

6、結(jié)論

用電平臺(tái)能幫助文物保護(hù)建筑建立和完善一體化的計(jì)量、監(jiān)測(cè)、分析和管理系統(tǒng)，及時(shí)、準(zhǔn)確、快速、獲取建筑內(nèi)配電相關(guān)數(shù)據(jù)，監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行態(tài)勢(shì)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患、保證供電、穩(wěn)定。  

詳盡的隱患統(tǒng)計(jì)、對(duì)比分析數(shù)據(jù)報(bào)表、圖表，及時(shí)掌握建筑內(nèi)用電分布情況，對(duì)比同機(jī)關(guān)部門(mén)能效水平，幫助相關(guān)單位制定科學(xué)、合理的措施。

為管理者提供直觀(guān)、的供配電能源報(bào)表和用電分析報(bào)告服務(wù)，更加方便管理者對(duì)文物保護(hù)建筑的日常的管理及未來(lái)規(guī)劃 。