博物館用電專項之電氣隱患預警系統 監控系統

1、文物建筑用電背景   博物館用電專項之電氣隱患預警系統

1.1 2018年9月2日晚，位于巴西里約熱內盧市的博物館發生火災?；饎菔冀K無法控制，館內2000萬件藏品恐怕都已被燒毀。5個小時后，消防員控制住火勢，卻沒有*撲滅明火。截至2018年9月4日，博物館整個三層建筑基本被燒毀，仍存在坍塌風險。同時，博物館副館長已表示，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。 

巴西文化部長塞爾吉奧·薩·萊唐告訴《圣保羅州報》記者，火災可能由電路短路或手工制作的紙質熱氣球落在屋頂導致。放飛這種熱氣球是巴西一項傳統，時而引發火災。

1.2 當地時間2019年4月15日下午6點50分左右，法國巴黎圣母院發生火災，整座建筑損毀嚴重著火位置位于圣母院頂部塔樓。巴黎門初步認為，這起大火很可能由意外造成。法國司法部門已就火災原因展開調查，圣母院頂樓的電線短路可能是引發火災的原因。

2、文物建筑現狀及存在問題  博物館用電專項之電氣隱患預警系統

文化保護建筑價值無法估量，一旦發生火災事故就會造成無法彌補的損失。我國文物保護建筑以木質結構為主，這就導致其耐火等級相對較低，另外受建筑藝術形式的局限，建筑之間的間距比較小，形成了古建筑群，一旦起火，如果開始不能把控，比鄰的建筑就會被很快殃及。

文物保護建筑著火原因主要集中在三方面：一、電氣線路或設備隱患；二、人員活動造成；三、自然因素，比如雷擊等；不過現在的文物保護建筑在避雷上做得已經比較完善，所以雷擊造成火災的現在已經不多了。

文物保護建筑現場配電柜系統大多老舊，而且沒有智能化監測系統，無法滿足各饋線回路剩余漏電、線纜溫度、電壓、電流、電能等電力參數查看。

存在問題：

根據現場經驗分析，預文物保護建筑用電問題如下：

? 配電柜未安裝用電監測電力儀表導致維護人員對各饋線回路電力參數（剩余漏電、溫度、電壓、電流等）信息不了解，無法確定整個建筑內電力系統是否正常運行。

? 現有的維護值班人員都為人工抄表，有以下幾點弊端：1、人工抄表工作量大且容易產生錯、漏等問題；2、工作人員人身得不到保障，在工作過程中發現漏電、打火花等問題時如人員逃離不及時或者處理不當會直接危及到生命。3、可能無法及時發現隱藏的電氣隱患。

? 文物保護建筑內隱患高缺少所內運行信息，如不及時發現和處理，會導致故障范圍擴大，影響整個建筑內用電情況。如：線纜溫度檢測、剩余漏電檢測、電壓監測、電流檢測等。

? 設備老化導致供電不正常，嚴重影響人員工作。例如：線纜老化，刀閘輔助接點不能準確到位，接線端子接觸不良等。這些問題有的是設備本身質量和工藝方面的原因，有的則是施工、維護配電柜內設備不到位引起的，特別是在很多設備還不能通過在線監測裝置獲取運行數據的情況下，易造成供電故障。

? 現場沒有統一監測平臺，管理層無法及時準確的了解系統運行狀態，無法及時掌握建筑內配電狀況，不能及時的對站建筑內配電問題進行分析與指導，經常導致底層長期盲目浪費而無法自查，上層無法管理指導。

因此，對文物保護建筑內供電情況和用電的實時監視就顯得十分，同時建立和完善企業一體化的計量、監控、分析和管理的系統，能及時、、迅速、準確的獲取建筑內各詳細數據，監控電力系統的運行動態，及時發現故障隱患，定期分析各類數據報表、對整個系統的性、能源利用率能及時掌握，制定科學、合理的電力系統運維流程。

3、安科瑞用電解決方案建議

本項目建議方案為3部分：1、設備層；2、網絡層；3、平臺層；具體說明如下：

3.1、設備層

配電柜內加裝安科瑞ARCM300T-Z-4G系列用電監測電力儀表（帶通訊），儀表實時采集饋線回路電力參數（剩余漏電、溫度、電壓、電流、電能等）。

ARCM300T系列功能如下：

測量：實時監測一路剩余電流、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無線通訊

遙信：4路開關量輸入

遙控：1路繼電器輸出

通訊：RS485/MODBUS-RTU

顯示：液晶

3.2、網絡層

網絡層也為采集部分，在每個配電柜內安裝采集剩余漏電、溫度、電壓、電流等電力參數的監測模塊，通過4G網絡把相關數據上傳至用電平臺。

3.3、平臺層

前面所有的設備加裝以及采集器的安裝都是為了平臺統一采集文物保護建筑配電柜內數據，用電平臺將建筑配電柜內電表運行狀態、剩余漏電、溫度、電壓、電流等數據統一匯總至云平臺，進行統一監管。當站內配電柜有異常狀態發生時，*時間接收到云平臺報警信息（通過平臺報警、短信、APP、自動語音呼叫等），并安排相關人員去現場查看問題并分析原因。

4、技術標準

本方案遵循的標準有：

GB14287.2 《剩余電流式電氣火災監控探測器》

GB14287.3 《測溫式電氣火災監控探測器》

GB14048.1 《低壓開關設備和控制設備總則》

GB14287-2014 《電氣火災監控系統》

GB13955-2005 《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》

GB50016-2014 《建筑設計防火規范》

GB50116-2013 《火災自動報警系統設計規范》

GB50054-2011 《低壓配電設計規范》

GB/T 2887-2011 《計算機場地通用規范》

GB/T 5623-2008 產品電耗定額制定和管理導則

GB/T 156-2007 標準電壓

GB/T 23331-2009 能源管理體系要求

GB/T 15316-2009 節能檢測技術通則

GB/T 17166 企業能源審計技術通則

GB/T 15587-2008 工業企業能源管理導則  

DL/T 645-1997 多功能電能表通信規約

DL/T 645-2007 多功能電能表通信規約

CJ/T 188-2004 戶用計量儀表數據傳輸技術條件

GB/T 19582-2008 基于Modbus協議的工業自動化網絡規范

5、平臺實現效果

Acrelcloud-6000用電云管理系統能夠對剩余電流、設備溫度、故障電弧等電氣故障進行實時監控、報警、記錄，并且通過云端的遠程控制。設備與云端的通訊方向不受限制，能上傳數據、透傳指令，并*時間顯示實時狀態。通過對上傳至云端的數據進行分析，為用戶提供火災隱患的相關數據，能夠及早的發現問題并實施排查，避免火災的發生。另一方面，云平臺提供超大容量的信息儲存及穩定的服務，提升了服務質量，對用戶的長遠發展具有戰略意義。此外，該系統通過集中監控，使得數據通過每個節點的4G網絡傳輸至云端集中式管理和監控，主控端布置于城市消防大隊，從而能夠對采集的信息進行統一的監控和管理。

云管理系統分為四個子系統：

云端數據服務子系統

● 短信發送服務：為短信方式的報警提醒提供服務；

● 采集所有接入點的數據：接收并解析節點的實時數據；

● 命令透傳：向接入節點下發參數或控制指令；

B/S云平臺

● 實時監控：可以實時監控各探測點的剩余電流、溫度、電壓、電流、狀態，系統的響應時間 <= 2min（可配置）；

● 歷史記錄：保存報警記錄、事件記錄、故障記錄；

● 控制功能：可以對監控單元的分閘、復位進行遙控操作，并遠程設置漏電、溫度、電壓、開關量等參數；

● 報警提醒：消息提醒相關人員具體的報警或故障信息；

● 報警處理：下發工單給相關人員進行處理，形成閉環；

● 數據分析：通過云端儲存的大量數據進行數據分析，形成多種圖形及報表；

● 基礎數據維護：設置用戶權限、完善項目、設備信息、設置短信報警提醒的號碼等；

手ji網站

在手ji瀏覽器中使用系統，功能同B/S主站系統；

安卓手jiAPP

IOS App

功能同主站相同。

5.1 整體結構

5.2 平臺主要功能

★實時監控

24小時監視各探測點的剩余電流、溫度、電壓、電流、諧波、功率、電能及其他設備狀態等信息；

★歷史記錄

所有告警信息及遠程控制均被記錄入日志，并可供用戶方便查詢；

★數據分析

針對采集的數據進行各種模型分析和報告，為客戶隱患，提供能耗分析功能；

★報警提醒

當平臺收到報警或故障信息時，平臺將以短信、電話或APP推送等方式通知管理人員，提醒關注故障狀況，并采取相應的措施隱患；

★權限管理

平臺通過對用戶類型實施分級管理以實現更高的信息，擁有相應授權的用戶可以對授權范圍內的項目、設備、探測器等監測數據和運行情況進行查看、配置修改，從而提高系統整體性；

★遠程控制

具備權限的管理人員可以遠程設定探測器的各種參數值，或者對監控設備進行分閘、復位、消音、自檢和遠程設置參數等操作，方便管理，同時提高工作效率。

5.3 常用配置方案

5.3.1 常用方案

方案一：100A以下回路，開口式互感器

方案二：100A以下回路，普通互感器，會增加施工量

方案三：100A以下回路，普通互感器，探測器和無線模塊分開，可適用多回路

5.4 現場安裝圖片

6、結論

用電平臺能幫助文物保護建筑建立和完善一體化的計量、監測、分析和管理系統，及時、準確、快速、獲取建筑內配電相關數據，監控電力系統的運行態勢、及時發現故障隱患、保證供電、穩定。  

詳盡的隱患統計、對比分析數據報表、圖表，及時掌握建筑內用電分布情況，對比同機關部門能效水平，幫助相關單位制定科學、合理的措施。

為管理者提供直觀、的供配電能源報表和用電分析報告服務，更加方便管理者對文物保護建筑的日常的管理及未來規劃 。