摘要:地鐵作為關(guān)系到人民群眾生命和財產(chǎn)安全的主要出行方式，其安全性備受關(guān)注，本文從預防火災的安全性角度出發(fā)，探索基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧用電系統在地鐵低壓配電系統中的應用，達到消除潛在的電氣火災危險，實(shí)現“防患于未然”的目的。
關(guān)鍵詞 地鐵低壓配電系統;智慧用電;電氣火災
1現狀分析
從2019年國家*消防救援局公開(kāi)數據顯示:2018年全國共接報火災23.7萬(wàn)起，亡1407人，傷798人，直接財產(chǎn)損失36.75億元?；馂氖鹿手?，仍以電氣火災比重大，據統計因違反電氣線(xiàn)路安裝使用規定引發(fā)的火災占總數的34.6%,4起重大火災中，3起為電氣引起。
地鐵系統的電氣線(xiàn)路繁雜，涉及通信、照明、動(dòng)力等方面，運營(yíng)時(shí)由不同的職能部門(mén)分管，且地鐵的工作環(huán)境較嚴峻，導致電氣火災發(fā)生的頻度大。1969年北京地鐵由于電動(dòng)車(chē)短路引發(fā)的大火，導致3人死亡、300多人受傷，是我國嚴重的一次地鐵火災。：1995年10月28日阿塞拜疆巴庫地鐵因電動(dòng)機車(chē)電路故障發(fā)生火災，導致558名乘客喪生，269人嚴重受傷。
雖然隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步，地鐵電氣系統的安全性日益提高，但電氣原因仍是目前地鐵火災的主要因素。
2電氣火災的成因分析及常規防控措施
現如今，電氣火災事故中由于故障電弧引起的火災占比80%~90%*電弧發(fā)生時(shí)，會(huì )瞬間產(chǎn)生高達3000-4000度的高溫，其足以引燃一切可燃物并造成重大火災事故發(fā)生，并且該類(lèi)故障電弧不受常規斷路器等電路保護裝置的控制。故障電弧發(fā)生時(shí)，線(xiàn)路中的電壓會(huì )產(chǎn)生波動(dòng)，電流也會(huì )發(fā)生突變，更易造成用電設備產(chǎn)生故障。
故障電弧的產(chǎn)生常常具有隱蔽性，事故苗頭不易被發(fā)現大部分故障電弧具有長(cháng)期緩慢發(fā)生的特點(diǎn)，由此，提前對電氣火災隱患的監控防范具有重大意義。
但目前火災的常規防控措施，如火災探測系統、消防聯(lián)動(dòng)制系統以及電氣火災監控系統主要的是起火/冒煙后對火情人防的管理，然而在相關(guān)措施中，防范隱患的措施極少出現，只有前期設計、現場(chǎng)布置等防止措施，防范技防措施欠缺。
3智慧用電系統
智慧用電系統是針對電氣火災頻發(fā)而創(chuàng )新的一套電氣火災預警和預防管理體系，它利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)時(shí)發(fā)現電氣線(xiàn)路和用電設備存在的安全隱患并發(fā)出報警信號，起到了很好的防范火災的作用。它一般由終端檢測裝置、無(wú)線(xiàn)報警裝置、云管理平臺等組成，下面進(jìn)行詳細的介紹。
3.1故障電弧探測系統
故障電弧探測系統有效地提高了故障電弧監控的準確性、 可靠性、穩定性，能彌補電氣火災監控系統存在的不足，消除 電氣火災防范的盲區，是電氣火災防范措施的重要組成部分。
3.2漏電火災探測系統
漏電火災監測系統通常由四個(gè)組成部分：漏電火災探測器、測量型電流互感器、剩余電流互感器和溫度傳感器。
漏電火災探測器的主要功能是通過(guò)對配電柜的電參量的監測，獲悉配電柜準確的用電數據訊息，通過(guò)對剩余電流和線(xiàn)纜溫度的監測，及時(shí)防范和避免由于線(xiàn)路漏電引發(fā)的火災隱患。而且漏電火災探測器本身兼具無(wú)線(xiàn)傳輸功能，能將電氣線(xiàn)路中漏電火災的隱患及時(shí)上傳至云監控平臺，用戶(hù)也可通過(guò)手機、電腦即時(shí)接收到報警訊息。測量型電流互感器的主要功能是配合漏電火災探測器采集回路電流。剩余電流互感器的主要功能是通過(guò)對TN-C-S. TN-S及局部TT系統中的剩余電流、溫度等機的檢測，以獲取相關(guān)由電氣火災隱患產(chǎn)生的電氣參數。溫度傳嚴重感器的主要功能是用以配合漏電火災探測器采集線(xiàn)纜溫度。
3.3智慧用電云平臺運用原理介紹
智慧用電云平臺系統主要由基礎管理層、數據傳輸管理層、云平臺管理層、用戶(hù)應用層組成?；A管理層的設備主要包括：故障電弧探測器、剩余電流探測器、交流互感器、溫度傳感器等，主要作用是收集現場(chǎng)數據。
數據傳輸管理層的設備主要包括在線(xiàn)監控裝置、組合式電氣火災監控探測器、無(wú)線(xiàn)TDU模塊等，實(shí)現數據收集、匯總和傳輸。
云平臺管理層的設備主要包括數據服務(wù)器、軟件系統，實(shí)現大數據的管理，具有監控、記錄、報警、分析等功能。用戶(hù)應用層設備主要包括PC端，手機APP,可以實(shí)時(shí)了解設備狀態(tài)信息，隨時(shí)查閱歷史信息。
4智慧安全用電應用
地鐵車(chē)站內電氣設備、電子設備不僅種類(lèi)數量多而且配置復雜，供配電線(xiàn)路、控制線(xiàn)路和信息數據布線(xiàn)等密如蛛網(wǎng)，一旦出現電氣火災，易造成嚴重的后果。
從預防火災的安全性角度出發(fā)，可以在地鐵低壓配電系中應用智慧用電系統。為驗證其實(shí)用性，選取天津地鐵9號站的照明配電箱作為研究主體，可以通過(guò)在原配電箱外，增加配電箱串接故障電弧探測器，并加設無(wú)線(xiàn)傳輸模塊(DTU)、漏電火災探測器等設備;在原配電箱內采用套線(xiàn)方式加裝剩余電流互感器、電流互感器等設備，采用繞線(xiàn)方式加裝溫度傳感器等系列措施實(shí)現終端檢測，具體安裝示意如下圖所示。
5 安科瑞智慧安全用電平臺
5.1安科瑞智慧安全用電平臺介紹
安科瑞Acrelcloud-6000智慧安全用電平臺是針對我國當前電氣火災事故頻發(fā)而開(kāi)發(fā)的一套電氣火災預警和預防管理系統，該系統是基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計算技術(shù)、通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳感終端，將辦公建筑、學(xué)校、醫院、賓館、體育場(chǎng)館、生產(chǎn)企業(yè)等人員密集場(chǎng)所的電氣安全數據，實(shí)時(shí)傳輸至安全用電管理云服務(wù)器，為用戶(hù)提供不間斷的數據跟蹤、統計分析和安全監管，將平臺發(fā)現各種安全隱患信息及時(shí)告警信號，并推送給企業(yè)有關(guān)人員，以便其及早檢查和消除隱患，真正做到防患于未然。
5.2平臺結構
5.3智慧安全用電平臺主要功能
1)實(shí)時(shí)監控
24小時(shí)監視各探測點(diǎn)的剩余電流、溫度、電壓、電流、諧波、功率、電能及其他設備狀態(tài)等信息。
2)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(hù)方便查詢(xún)。
3)數據分析
針對采集的數據進(jìn)行各種模型分析和報告，為客戶(hù)消除安全隱患;提供能耗分析功能。
4)報警提醒
當平臺收到報警或故障信息時(shí)，平臺將以短信或APP推送等方式通知管理人員，提醒關(guān)注故障狀況，并采取相應的措施消除隱患。
5)權限管理
平臺通過(guò)對用戶(hù)類(lèi)型實(shí)施分級管理以實(shí)現更高的信息安全，擁有相應*的用戶(hù)可以對*范圍內的項目、設備、探測器等監測數據和運行情況進(jìn)行查看、配置修改。
6)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(jìn)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(shí)提高工作效率。
5.4安科瑞智慧安全用電平臺配置
注：以上配置為針對1個(gè)回路選型，其中剩余電流互感器應根據現場(chǎng)回路電流大小選擇，根據實(shí)際三選一。
6安科瑞故障電弧探測器產(chǎn)品介紹
6.1安科瑞故障電弧探測器外形
AAFD產(chǎn)品外形
6.2安科瑞故障電弧探測器的功能：
1.監測單相回路的故障電弧;
2.通過(guò)對電氣線(xiàn)路的實(shí)時(shí)監測能及時(shí)、準確的發(fā)現電氣線(xiàn)路中的故障和異常狀態(tài)，可幫助用戶(hù)迅速查明電氣故障發(fā)生的區域，以便及時(shí)消除電氣火災隱患;
3.具有聲光報警功能;
4.本探測器尺寸小巧、安裝方便，采用標準35mm導軌安裝;
5.具有故障電弧模擬發(fā)生功能，可以通過(guò)模擬故障電弧對本機進(jìn)行性能測試;
6.具有通用485總線(xiàn)接口，采用標準Modbus協(xié)議進(jìn)行數據交換，信號兼容性強。
6.3技術(shù)參數
AAFD技術(shù)參數
7 結束語(yǔ)
綜上所述，智慧用電系統能夠監測電氣線(xiàn)路中的異常情況，并發(fā)出報警信號并且準確的定位故障發(fā)生的地點(diǎn)，通知工作人員及時(shí)排除并檢查電氣中的火災隱患，將電氣火災消滅在萌芽的狀態(tài)，為地鐵電氣火災防控提供了有效的技術(shù)手段。
參考文獻
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[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2019.11
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