電氣火災(zāi)隱患成因及解決方案

發(fā)布時間:2015-9-23 9:57:56作者:力安科技

　　電氣火災(zāi)隱患成因及解決方案

　 　摘要：總結(jié)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀，分析存在的主要問題及成因。在此基礎(chǔ)上，基于“深度挖掘、充分暴露、在線監(jiān)測和引導(dǎo)節(jié)電”的理念，提出電氣安全與 能效管理系統(tǒng)。介紹系統(tǒng)架構(gòu)和系統(tǒng)功能。通過構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、智能化、實時化的在線監(jiān)測系統(tǒng)，可有效扭轉(zhuǎn)我國電氣火災(zāi)的嚴(yán)峻局面。

　　關(guān)鍵詞：電氣安全;火災(zāi)隱患;智能監(jiān)測;

　　隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，樓宇建筑配電系統(tǒng)在建筑中所占的比例越來越大?，F(xiàn)代化的建筑造型各異，室內(nèi)外裝修、電氣線路敷設(shè)復(fù)雜，火災(zāi)隱患增多。據(jù)統(tǒng)計，2007-2012年共發(fā)生電氣火災(zāi)248898起，占火災(zāi)總數(shù)的比例達30%，造成的損失極為慘重。

　　1、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

　　1.1、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

　　電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)起源于國外，主要安裝于高層建筑筑、公共建筑、古建筑、工礦企業(yè)的配電系統(tǒng)中，通過監(jiān)測漏電流、溫度等參數(shù)，控制配電節(jié)點的開關(guān)，達到改善樓宇建筑的電氣安全狀況的目的。

　 　1978年，日本JEAC8001-1978《內(nèi)線規(guī)程》第190條要求，建筑面積在150m2以上的旅館、飯店、公寓、集體宿舍、家庭公寓、公共住 宅、公共浴室等場所必須安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，從而使電氣火災(zāi)占總體火災(zāi)的比率從1978年的30%降低到了1990年的2%。

　 　鑒于國外的先進經(jīng)驗，我國自2002年起逐步在全國范圍內(nèi)推廣應(yīng)用電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。從目前各地方政府已經(jīng)發(fā)布并實施的相關(guān)法規(guī)看，要求安裝電氣火災(zāi)監(jiān) 控系統(tǒng)的建筑幾乎涵蓋了所有公共場所。據(jù)統(tǒng)計，2008-2012年我國已安裝的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)超過15萬套，監(jiān)測點近2000萬個。

　　目前，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的平均造價約為0.4萬元/監(jiān)測點，考慮到2008年以前和2012年以后安裝的系統(tǒng)，預(yù)計全國范圍內(nèi)已經(jīng)投入應(yīng)用的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)已超過千億元的規(guī)模。

　　1.2、存在的主要問題及原因

　　電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在我國已歷經(jīng)10余年的應(yīng)用，投入資金亦超過千億元，但總體效果卻不盡如人意，國內(nèi)電氣火災(zāi)占火災(zāi)總數(shù)的比例仍然維持在30%以上，局部地區(qū)甚至不降反升。其原因主要有以下幾點：

　 　(1)現(xiàn)有用電安全的孤島化管理模式造成大量隱患被長期深埋和存續(xù)。用電安全管理涉及電氣系統(tǒng)、維護人員(電工)、管理部門和用電者等4個環(huán)節(jié)。就現(xiàn)有 管理模式而言，維護人員(電工)是zui重要，同時也是zui薄弱的環(huán)節(jié)。維護人員主要是電工，但電工多為臨時工，人員流動性較大，在技能、手段以及責(zé)任心等方面 不能滿足職業(yè)技能要求，導(dǎo)致舊的隱患無法捕獲、新的隱患不斷形成。而管理部門了解電氣系統(tǒng)運行信息與安全信息的*來源是電工，電工不匯報，管理人員就無 法發(fā)現(xiàn)隱患，除此之外，管理人員只能憑感覺了解安全狀況，甚至造成“已不存在安全隱患”的錯覺。現(xiàn)有的用電安全管理模式　致使隱患不能深度捕獲、暴露和消 除，造成大量隱患沉積，是電氣火災(zāi)隱患增多的重要原因。

　　筆者及其團隊在研究和推廣電氣安全(火災(zāi))與能效管理系統(tǒng)的過程中捕獲了大量電氣火災(zāi)隱患，通過分析這些隱患存續(xù)的原因(見表1所示)，進一步證實了現(xiàn)有孤島化管理模式的弊端。

　 　(2)國內(nèi)樓宇低壓配電系統(tǒng)的硬件環(huán)境與先進國家相比存在較大的差距，因而要求相應(yīng)的監(jiān)測系統(tǒng)具有更高的技術(shù)性能。近年來，**家標(biāo)準(zhǔn) 化委員會、中國家電研究院和中國家電行業(yè)協(xié)會對包括華東地區(qū)在內(nèi)的20多個城市展開了居民用電環(huán)境抽樣調(diào)查。在2386個被調(diào)查的對象中，用電環(huán)境安全合 格的僅576個，其余1810個都存在不同程度的安全用電隱患，比例高達75.9%。原因在于在目前體制下，樓宇建筑的低壓配電系統(tǒng)產(chǎn)權(quán)屬于業(yè)主，具有專 業(yè)能力的電力部門不便涉足;*門因技術(shù)裝備所限，處于有心無力的尷尬境地。而業(yè)主本身因技能、手段及安全意識的不足，難以承擔(dān)管理電氣系統(tǒng)的職責(zé)，由 此造成了樓宇建筑中低壓配電系統(tǒng)的安全應(yīng)用處于“三不管的狀況。

　　(3)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的管理模式在應(yīng)用時還存在諸多問題。一是產(chǎn)品的監(jiān)測參量單一，如僅檢測漏電流或溫度，無法極早期地監(jiān)控火災(zāi)隱患，且無法檢測到老
 

　 　化、接觸不良等電氣火災(zāi)隱患，影響了應(yīng)用效果;二是參數(shù)的門限值可調(diào)，且沒有標(biāo)準(zhǔn)可循，當(dāng)誤報頻繁時，存在人為調(diào)高門限的現(xiàn)象，使某些系統(tǒng)形同虛設(shè);三 是系統(tǒng)警示信息不直觀、不明晰，系統(tǒng)與管理人員之間難以互動，后者不能實時了解隱患，更無法提前處置;四是系統(tǒng)獨立，不能與消防系統(tǒng)聯(lián)動進行集中監(jiān)控和管 理，即使系統(tǒng)處于失效狀況，也無法了解和監(jiān)督;五是該系統(tǒng)的維護沒有列入消防設(shè)施維護范疇。
 

　　2、解決方案

　　2.1、新的理念

　　針對國內(nèi)電氣火災(zāi)的嚴(yán)峻形勢，基于對電氣安全事故成因的深入研究，筆者及研究團隊提出“深度挖掘、充分暴露、在線監(jiān)測、引導(dǎo)節(jié)電”的新理念，于近年推出了電氣安全與能效管理系統(tǒng)(以下簡稱“電氣安全系統(tǒng)”)，其管理體系如圖1所示。

　 　電氣安全系統(tǒng)以云計算、物聯(lián)網(wǎng)和智能化的泛在終端為背景，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等智能化技術(shù)為基礎(chǔ)，以富有創(chuàng)新性的一系列專有技術(shù)為核心，面向樓宇、倉 庫、廠房、站點等建筑群內(nèi)的低電壓配電網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)實時化、網(wǎng)絡(luò)化、集中化和精細化的電氣火災(zāi)智能管理系統(tǒng)，實現(xiàn)電氣系統(tǒng)、維護人員、管理部門和用電者之間 的有機結(jié)合，形成實時監(jiān)測、督導(dǎo)、預(yù)警和綜合評價的電氣安全與能效管理新模式。該系統(tǒng)致力于改變現(xiàn)有孤島管理模式，為管理人員和維護人員提供直達電氣系統(tǒng) 的信息通道，通過深度挖掘隱患、*暴露隱患，達到有效消除隱患的目的。

　　2.2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　2.2.1、系統(tǒng)基本架構(gòu)

　 　電氣安全系統(tǒng)的基本架構(gòu)，如圖2所示。系統(tǒng)的核心單元是電氣安全與能效集中監(jiān)控管理平臺，在各個樓宇建筑配置電氣安全子系統(tǒng)，負責(zé)對樓宇建筑中的配電系 統(tǒng)進行24h實時監(jiān)測，監(jiān)測的內(nèi)容包括：老化、接觸不良、亂拉亂接、漏電、短路、過流過載、過壓欠壓、缺相以及違規(guī)使用電器和使用劣質(zhì)電器等。各個電氣安 全子系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)接入電氣安全集中監(jiān)測管理平臺形成網(wǎng)絡(luò)化、智能化、實時化的電氣安全與能效管理新模式。相關(guān)管理人員和維護人員(電工)可通過各 類　泛在終端(電腦、手機等)對配電系統(tǒng)的任何電氣節(jié)點進行監(jiān)測。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)
 

　　2.2.2、集中監(jiān)測管理平臺邏輯結(jié)構(gòu)
 

　　電氣安全集中監(jiān)測管理平臺采用層次化的設(shè)計思想，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

　 　(1)數(shù)據(jù)接入與傳輸層。由通信網(wǎng)絡(luò)(現(xiàn)場總線、移動通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等)所組成的物聯(lián)網(wǎng)，在各類平臺與系統(tǒng)之間傳輸和交換數(shù)據(jù)，包括電氣線路運行數(shù) 據(jù)、各專業(yè)服務(wù)機構(gòu)提供的服務(wù)數(shù)據(jù)、各類消防系統(tǒng)的監(jiān)控和管理數(shù)據(jù)以及各保險公司提供的專項業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)交換主要實現(xiàn)與各種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)協(xié)議的對接。

　　(2)運行環(huán)境及實時數(shù)據(jù)處理層。運行環(huán)境包括主機設(shè)備及輔助設(shè)備管理、通信和計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，是整個系統(tǒng)運行的基礎(chǔ);實時數(shù)據(jù)處理主要是將接收的實時數(shù)據(jù)，在專家知識庫的支持下，通過各類數(shù)學(xué)模型進行分析和判決，并形成結(jié)論。

　　數(shù)據(jù)分析和判決的過程必要時可人工參與。

　　(3)數(shù)據(jù)庫管理層。主要實現(xiàn)各個數(shù)據(jù)庫的管理，包括專家知識庫、實時/歷史數(shù)據(jù)庫、預(yù)報警/報告數(shù)據(jù)庫、管理數(shù)據(jù)庫等。

　 　(4)應(yīng)用層。主要實現(xiàn)系統(tǒng)的各類業(yè)務(wù)功能，包括系統(tǒng)的各種業(yè)務(wù)模塊：日志管理、預(yù)報警管理和數(shù)據(jù)維護等基本管理功能;實時監(jiān)測、歷史數(shù)據(jù)回放和報告管 理;數(shù)據(jù)庫的操作，包括數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計、分析、導(dǎo)入導(dǎo)出和打印　等，還支持業(yè)務(wù)邏輯的可視化生成;經(jīng)營與運行狀況的統(tǒng)計分析;客戶服務(wù)等。

　　(5)表現(xiàn)層。實現(xiàn)WEB、WAP、短信等用戶界面，統(tǒng)計報表輸出、管理、控制，用戶信息錄入及系統(tǒng)登退等。

　　2.3、系統(tǒng)功能

　　電氣安全系統(tǒng)包括早期捕獲、綜合評價、逐級預(yù)警、全面督導(dǎo)、在線管理、能效分析以及電氣地圖等功能。

　　(1)早期捕獲。24h全天候地采集樓宇低壓配電系統(tǒng)中各類電氣參數(shù)，監(jiān)測電氣系統(tǒng)中的突發(fā)事件，分析電氣線路和電氣設(shè)備的安全狀況，并基于智能化的數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)對老化、漏電、亂拉亂接、接觸不良等各類電氣火災(zāi)隱患的早期捕獲。

　　(2)綜合評價。依托電氣安全事件處置規(guī)則，對電氣線路、電氣設(shè)備、相關(guān)人員以及房間、樓層、樓棟的電氣安全狀況進行等級評價，逐級提示和引導(dǎo)相關(guān)人員對電氣火災(zāi)隱患進行及時、合理的處置，達到將電氣火災(zāi)隱患消滅在萌芽狀態(tài)的目的。

　 　(3)逐級預(yù)警。將各類電氣安全評價結(jié)果分為5個等級，用紅橙黃藍綠等5種顏色標(biāo)識;藍、黃、橙*為預(yù)警事件，紅色為報警事件;以短信方式向電氣維 護人員實時推送，包括位置、等級、時間以及處置建議等，電氣維護人員需在規(guī)定時間內(nèi)進行處置，并登記結(jié)果;否則系統(tǒng)將向上級管理人員發(fā)起二次警示。

　　(4)全面督導(dǎo)。管理部門可通過泛在終端，在任何地點和任何時間針對任何目標(biāo)實時查看配電系統(tǒng)的運行狀況和相關(guān)電氣維護人員的操作狀況。平臺為管理部門提供直達配電系統(tǒng)的信息手段，避免其對電氣維護人員的過度依賴，達到*暴露和消除電氣火災(zāi)隱患的目的。

　　(5)在線管理。為電氣維護人員提供信息化和網(wǎng)絡(luò)化的電氣維護手段，普通電氣維護人員使用手機就可以直觀、全面、準(zhǔn)確地掌握各個配電節(jié)點的運行狀況和電氣連接關(guān)系，有利于提高維護效率，并且降低勞動強度和維護、管理成本。

　　2.4、應(yīng)用效果

　 　2010年以來，電氣安全系統(tǒng)在應(yīng)用過程中共捕獲各類電氣火災(zāi)隱患253起，包括跨接配電線路、零線地線串接、各類漏電、老化、接觸不良、過載、缺相、 三相不平衡等，分類表見表2所示。經(jīng)電氣安全系統(tǒng)分析、捕獲、評價和引導(dǎo)，及時排除了這些隱患，有效改善了相關(guān)樓宇建筑電氣安全狀況。

　 　同時，電氣安全系統(tǒng)還在應(yīng)用中捕獲了多起異常能耗現(xiàn)象，經(jīng)引導(dǎo)整改后，既消除了安全隱患，又節(jié)省了電能和電力成本。如長沙聯(lián)通某房間存在一千多瓦的異常 能耗，經(jīng)查實為22臺計算機未關(guān)閉，整改后每月挽回近1000元電費損失。白沙物流一對電纜溫度長期為60～70℃，經(jīng)檢查，電纜兩端壓降達11V，原因 是后期增加了負荷所致，經(jīng)整改后每年節(jié)約電費超過5萬元。

　　總體來看，電氣安全系統(tǒng)既能適應(yīng)國內(nèi)配電系統(tǒng)硬件環(huán)境，又能突破現(xiàn)有用電安全管理和用電安全裝備管理模式，可有效改善樓宇建筑的電氣安全狀況，降低電氣火災(zāi)發(fā)生率。同時，通過該系統(tǒng)的監(jiān)測和引導(dǎo)，可改善用電習(xí)慣，獲得明顯的節(jié)能效果。
 

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