安科瑞电气股份有限公司杭州分公司

周颖（安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801）摘 要：配电房作为电力系统的重要组成部分，与电力用户联系密切，通过对智能配电房的总体建设方案和具体建设思路的分析，提出以SCADA(数据采集与监视控制系统)系统为核心，有效整合安防系统、门禁系统、环境监测系统以及一次设备状态监测管理系统的智能配电房建设方案，打破数据壁垒，应用物联网、人工智能、大数据分析等先进技术，实现配电网运维的数字化转型和智能化提升。关键字：SCADA、智能配电房、电网运维1.引言 近20年我国的配电自动化技术取得了长足进步，由就地控制(重合器、重合分段器、重合闸+自动配电开关)的FA(馈线自动化)，发展为通信及主站集中监控和故障处理(配电SCADA+FA)的DA(配电自动化)、基于GIS离线配电管理的DMS(配电管理系统)、实时DA与基于GIS配电管理相集成的DA／DMS等多种基本功能模式。配电自动化系统的完善和发展，在促进电力企业安全生产、优质供电、管理进步、客户服务等方面，取得了较好的效果。 与此同时，配电自动化系统也存在很多问题，主要表现在以下方面： 1)系统集成中存在孤岛，各厂家监控系统不兼容，信息不能共享，没有统一的界面，使用和维护复杂，使配电自动化系统难以发挥作用； 2)设备选择盲目求新，无法取得整体优化的效果； 3)系统结构设计缺乏统筹兼顾，从而影响应用效果； 4)设计缺乏长远策略，造成系统开放性差，功能扩展难。 配网自动化经过十多年的发展，已经初步形成以 FTU、DTU、智能台区为代表的智能配电网络。配电房自动化套用功能单一的“三遥”监控和馈线自动化功能的建设模式，已难以满足智能配电网自动化的发展要求。配电房作为配电网的重要环节，存在运维人员数量不足且综合素质参差不齐、故障发现与处理不及时等问题，同时现有的站所内环境、消防、门禁及设备运行状态等参数实时性不高，无法做到事前预警、事中控制、事后分析的管理需求。因此，一种智能配电房管理系统应时而生，以有效整合安防系统、门禁系统、环境监测系统及一次设备状态监测管理系统，为更安全、更智能的电力供应提供保障。2.智能配电房总体建设方案 基于上述配电自动化系统的存在问题现状，规划建设具有智能化配电自动化水平的主干线路配电房，应充分考虑如下因素： 1)主干线路开关支持远方遥控操作，有效缩短主干线路故障处理时间； 2)配电房自动化技术要避免系统功能设计单一，自动化系统、安防系统等孤岛建设而使信息不能共享的问题； 3)配电房自动化设备要具有较高的性价比、较实用的功能，并具有开放的系统集成功能； 4)要充分考虑运行维护方便，减小设备体积，进行模块化设计，便于具有通信和自动化基础的人员维护管理，从而达到减员增效的目的。 Acrel-2000E配电室综合监控系统以智能控制为核心，通过物联网技术的集成应用，实现配电室内配电设备运行环境的全天状态监视和智能控制。系统由485通信和以太网通信混合组网，完成站端电力数据、视频数据、环境数据以及安全防范等数据的采集和监控，适配于当下多种应用场景。 智能配电房综合管理系统的功能主要包括： 智能门禁：所有门均配备磁力锁或电控锁，入室探测器，刷卡器，正对门的视频监控。 智能视频监控：根据配电房的大小合理配置视频监控，保证整个配电房无死角。 智能环境监测联动控制：在配电房安装各种环境传感器，监测配电站所环境，通过环境信息控制其相应的设备进行工作。 智能测温：通过安装在高低压柜、变压器接头等位置的温度传感器对电缆及接头温度进行监测。 智能局放：在配电房内安装全向局放监测仪，监测局放情况，对发生异常的设备进行“重症监护”管理。 智能电能及设备状态监测：实时监测及时发现故障，实现低压开关的电流、电压、功率因数、电缆温度等数据的采集。 智能防凝露：实时监测，自动除湿，有效解决开关凝露问题。 智能蓄电池监测：实现远程自动维护，节约大量人力物力，延长电池使用寿命，大大减少每年电池报废数量。 在未来随着轨道巡检机器人的广泛应用可以加入轨道机器人巡检，代替人工，在开关室、GIS室和继保室进行可见光、红外、局部放电、声音等监测。3.配电室智能监控系统软件设计3.1SCADA系统 SCADA是指监控和数据采集，在电力配电房内需实现配电网“遥测、遥信、遥控”功能；实现配电网短路、接地故障监测，可通过主站实现故障定位；监测10 kV线路的负荷电流；监测配电变压器的负荷；监测10kV开关状态；支持遥控功能，实现非故障段恢复供电，大幅缩短故障停电时间；实现遥控操作，减少运行人员操作次数，降低运行人员工作强度。还可通过安装电能质量在线监测装置、高精度电流互感器及前端采集设备，对配电房内运行设备的电流、电压、有功功率、无功功率、电量、谐波等数据进行采集，并上传到系统数据中心进行综合分析。系统通过实时数据分析结果与历史数据进行大数据分析，预测和判断目前电能质量和设备运行状态，从而实现故障快速定位、保障供电电能质量。3.2视频监控系统 视频监控是指将智能监控系统前端的监控摄像头所记录和采集到的音视频材料通过信号线传递到硬盘录像机上，然后由硬盘录像机经过初步判断和处理后就传递到监控平台。通过智能摄像头与系统的人工智能分析，实现智能视频监控功能，从而完成移动侦测、图像自动上传、实施远程监控和智能分析等应用场景。当有人员或小动物在监控画面内移动时，摄像头自动捕捉移动物体，自动启动录像功能，并保存在硬盘录像机内；当配电房内其他系统存在门禁、凝露等告警信息时，系统会自动进行智能联动，对监测点进行录像取证；运维人员可以远程调阅视频信息，也可以实时查看配电房内的环境情况和设备工作状态。3.3环境监控系统 环境监控子系统通过在配电房安装部署温、湿度传感器、有害气体监测装置（SF6传感器、CH4传感器、CO 传感器、03传感器）、烟雾传感器、水位传感器等多种传感器，实现配电房内环境信息的实时采集、储存、整理、上传等操作，并通过系统内部信息共享和判断策略，进行联动控制，完成对配电房环境的动态监测和控制。运维人员通过系统对温湿度、气体监测、烟雾和水位等信息进行阈值设定，当发生越限时，系统将自动弹出相应的报警事件，同时产生报警事件进行记录、存储，并智能联动空调、排风系统、水泵等设备，对配电房环境进行动态调节，保障配电房内设备运行环境安全。3.4无线测温系统 无线测温系统由收发器和传感器两部分组成，配电房内的高压柜的母线连接处、隔离刀闸或触头处、变压器低压出线处及低压柜大电流汇流排除均是发热的敏感部位、这些部位也是巡视人员巡检时监测的重点。通过安装在高低压柜、变压器接头等位置温度传感器对电缆及接头温度进行实时监测，并把测量结果通过网络上传到监控中心数据库服务器，通过软件分析能够对温度过高发出告警信息，系统还可以根据历史温度曲线对比判断，根据发热设备运行状态进行分析，提前进行设备防护，实现温度故障的早期预测，防患于未然。 无线测温系统可采用ATE400无线测温传感器搭配ATC600接收装置，实现配电房内的电气柜的温度在线监测功能，该传感器为非电池供电（采用感应取电方式供电），采用470MHz无线频率传输；传感器正常工作启动电流需≥5A；在线测温范围-50 ℃～+125 ℃；温度采样频率：15s；数据发射频率：15s；温度采样精度：±1℃；正常工作温度宜-40 ℃～+85 ℃；工作电流：一次额定电流5000 A；温升要求：在额定工作条件下，装置不应达到可能影响开关柜一次设备绝缘及被测点正常工作的温度，装置的电流互感器线圈通过1250 A，30 min，环境温度为20 ℃时，无线温度传感器表面温升不应超过10 K。传输距离：空旷距离不大于150米。ATC600接收装置一台可接受240只无线测温传感器，在不同类型结构的配电房内也可以通过无线中继模块实现无线测温数据传输，解决施工布线难题。3.5其他 除了上述几个系统外，其还有空调监控、门禁管理等系统模块。空调监控是用于监测各类机型的空调设备，并且具有检测和重试等调节空调运行状态的功能，从而有效的提高了其可靠性和安全性，降低其由于死机或者是停机造成的损害。将配电房所有门配备磁力锁或者电控锁、入室探测器、刷卡器、正对门的视频监控装置。利用智能配电房综合管理系统的数据共享和智能联动机制，实现门禁授权、远程操作、刷卡记录、抓拍记录、智能报警、照明控制功能。各个监控模块都由监控室进行控制与数据集成，相互联动的系统进行协同合作，从而达到对配电室的监控和管理。4.Acrel-2000E配电室综合监控系统 Acrel-2000E配电室综合监控系统通过监控系统平台和监控终端，实现智能开关柜柜运行监控、高压开关柜带电显示、电流电压等负载运行监控、母线测温监测、电缆测温监测、环境监测、有害气体监测、安防监控、采暖通风、门禁、灯光、风机、除湿机、空调控制等功能。实现动力环境各数据的检测与设备控制，实现动力环境优化，避免运行环境的失控导致配电设备运行故障，保证维护人员安全，延长设备使用寿命，减少配电室粗放式管理导致成本过高，同样实现配电动力环境的分布式远程管理。系统架构由站控管理层、网络通讯层和现场设备层构成。 系统功能需求： 1）数据采集及处理：通过间隔层设备实时采集现场配电室温度、湿度、SF6、O2、O3、烟雾、门禁及电表等数据； 2）画面显示：配电房环境温湿度、气体（SF6、O2、O3等）含量、配电开关状态、漏水/水浸、烟雾、门禁等的实时信息、视频、各测量值的实时数据、各种告警等信息。 3）记录功能：具有温湿度、气体（SF6、O2、O3等）含量、电压、电流、功率、电能以及事故、告警事件等各种历史数据的存储功能，以供查询、分析、打印。 4）报警处理：系统能够对配电室温度、湿度、有害气体、设备故障或通信故障等事件发出告警。可以提供四种告警方式：监控界面弹窗告警；实时语音告警，系统能够对所有事件发出语音告警；短信告警，可以向指定手机号码发送告警信息短信。 5）曲线分析功能：可以曲线形式展示监控系统的温湿度、气体（SF6、O2、O3等）含量、电压、电流、功率等数据，以便分析其当前运行状态及有关历史趋势。 6）报表统计功能：通过报表，可以方便分析供电系统及各回路运行参数，形成运行日报、月报、电能统计日报、月报、年报。 7）远程运维功能：Acrel-2000E配电室综合监控系统可将现场采集信息上传企业电力运维云平台，企业运维人员可远程运维，构建智能运维体系，开发智能运维应用，实现配电房智能分析、故障预测、智能巡查、智能派单、故障知识库构建等功能，使配电室运维更加智能高效。针对不同类型结构的配电房应用场景，Acrel-2000E配电室综合监控系统有不同的应用，常规新建配电房可通过采用现场并柜的方式用Acrel-2000E/G方案，通过组屏方式在屏柜上集成各个子系统模块，使整个配电房看上去整体化一。针对改造或前期空间较紧张项目可采用Acrel-2000E/B的壁挂箱方案，壁挂箱方案小巧，适用于多数应用场景，在有限的箱体内保留主要的辅助监控需求。5.总结 智能配电房有效地集成了电力系统的SCADA系统、视频监控系统、门禁系统、环境监测系统及一次设备状态监测管理系统。其建设为实现更加智能和更高质量的电力供应提供了可靠的实验平台和理论探索。参考文献[1] 张世森．环境监测技术[M]．北京：中国环境科学出版社，2008．[2] 葛佳，周国亮，张晗．智能电网用户侧智能管理系统的设计[J]-中国电力教育，2012(3)．[3] 郑培昊,王满意,李建伟,沙博.智慧配电房升级改造建设研究及应用[J].电力信息与通信技术,2019,17(12):73-77．[4] 杨 东.智能配电房的建设方案分析[J].电力安全技术，2015 （7）．[5] 刘赛足,韩畅.智能配电房的系统设计和技术方案研究[J].南方能源建设,2018,5(S1):100-105.．作者介绍：周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email：2880956070@qq.com 手机：18721095851（微信同号） QQ：2880956070

周颖安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定【摘要】本文针对电气化铁路牵引变电所二次设备运维现状，分析了基于现状可采取的运维智能化改进措施，对未来基于智能牵引变电所的二次设备智能运维发展方向进行展望，为牵引变电所二次设备智能运维研究提供思路。同时引入安科瑞变电所运维云平台，平台关注解决智能运维相关难题,运用物联网和信息技术,开发了一套对变配电站进行智能化运维管理的系统,其对变配电站的电气设备、环境状况进行不间断的智能监控与故障预警,，实现在线监测、远程管理、用能分析、运维调度、联动控制和月度报告等功能，为用户提供变配电站智能化运维管理系统方案。【关键词】牵引变电所；智能运维；云平台；二次设备；1引言 近几年，我国高速铁路发展迅速，在铁路发展速度及在建规模、系统技术性、运营里程、运营速度等方面均在发展。高铁的发展为人们的出行提供了便利，但如此大规模的高速铁路网也对牵引供电系统安全及可靠性提出了更为严峻的挑战。牵引变电所作为动车组运行的动力源，其供电系统的安全可靠对整个高铁系统的可靠运行至关重要。牵引变电所的二次设备主要用于保障牵引供电系统安全可靠运行，包括：继电保护装置、变压器二次回路、电流互感器二次回路、故障录波系统、监控系统、二次绝缘监控等，其主要功能是保护、测量、 监测和控制一次设备。在一次设备发生故障或其他异常运行情况时，二次设备保护一次设备的运行，并迅速消除或隔离故障。如果无法及时监测到二次设备的故障，一次系统发生故障时将无法及时有效地对其进行保护，给一次设备的运行安全带来威胁，影响牵引供电系统运行的可靠性。此外，如果二次设备本身出现故障，可能引起保护误动作等问题，中断一次设备的正常运行，也将影响整个牵引供电系统的可靠性。为此，电力行业在智能变电所方向不断探究，渐渐推出很多针对智能变电站二次设备运维的研究成果，运维技术与建设方案。2 运维现状 智能牵引变电所即将在高速铁路普及，其二次设备的智能运维研究已势在必行。对于智能牵引变电所，独立的运维管理平台的设置不可或缺。对于智能二次设备，可采用在线监测设备，通过在线监测设备采集二次设备的运行状态信息，并将信息发送至变电所调度区。 智能牵引变电所二次系统监测对象包括现场采集网络配置和设备实时数据监测，现场采集网络配置信息包括智能电子设备配置信息及二次系统网络配置信息等，设备实时数据监测是在二次设备运行过程中实时采集获得的数据。智能网关即可实现上述功能。在规定时间段内，若二次设备的某项运行状态指标处于非正常范围，则表明该设备处于不健康运行状态，由于二次设备的冗余设计，设备未出现故障情况，但在线监测系统仍会发出告警。若工作人员能够及时对告警设备进行维护，将大大降低二次系统设备的故障率。通过在线监测设备对二次系统设备进行状态评估，针对非健康运行设备进行维护，不仅能够提高二次系统运行的可靠性，也将提高工作人员的检修效率。 除了现场配置配电环境的智能化， 软件方面也可借鉴电力行业的研究成果，包括二次回路的可视化、网络报文解析、台账档案管理等，这些基于数字化变电站的二次回路运维手段已经成熟，且与于同样基于IEC 61850标准的智能牵引变电所通用。3 安科瑞变电所运维云平台整体方案 AcrelCloud-1000变电所运维云平台，利用现代互联网通信技术、云计算、大数据分析等多种信息化手段和综合管理策略为用户提供安全的变电所线上线下运维监控服务。 平台使用高算力边缘计算网关将智能仪表与传感器采集的数据进行统一化、标准化处理后以有线/无线的网络传输模式上传到云服务器统一存储。通过平台提供的电能实时监测、用能情况分析、设备精益管理、任务运维调度、月度报表展示、环境视频监控等功能，可协助用户达到分析变电所运行环境、减少故障停电时间、保障电网稳定供电与设备安全运行的目的。 AcrelCloud-1000变电所运维平台采用分层分布式结构进行设计，系统拓扑结构如下： 变配电室装设一套智能网关，采集变电室智能设备的数据，经过协议转换、压缩加密后定时上传或触发式上传平台，平台可完成对变配电室内所有智能设备完成数据交换，能实时监测变电站内变压器、断路器等重要运行设备的运行状态；实时监测变配电室内各回路的运行数据及环境温度等数字量；通讯管理单元与厂内局域网连接，把数据传至数据界面。 系统可分为四层：即感知层、传输层、应用层和展示层。 感知层：包含变电所安装的多功能仪表、温湿度监测装置、摄像头、开关量采集装置等。除摄像头外，其它设备通过RS485总线接入现场智能网关RS485端口。 传输层：包含现场智能网关和交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，并通过交换机把数据上传至指定的服务器端口，网络故障时数据可存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。 应用层：包含应用服务器和数据库服务器，若变电所数量小于30个则应用服务器和数据库服务器可以合一配置。服务器须具备固定IP地址，以接收各智能网关主动传送过来的数据。 展示层：用户通过手机、平板、电脑等多终端的方式访问平台信息。4 核心功能用能月报 用能月报支持用户按总用电量、变电站名称、变电站编号等查询所管理站所的用电量，大查询跨度为月。站点监测 站点监测包括概况、运行状态、当日事件记录、当日逐时用电曲线、用电概况。变压器状态 变压器状态支持用户查询所有或某个站所的变压器功率、负荷率、等运行状态数据，支持按负荷率、功率等升、降序排名。运维界面 运维界面展示当前用户管理的有关变电所在地图上位置及总量信息。配电图 配电图展示被选中的变电所的配电信息，配电图显示各回路的开关状态、电流等运行状态及信息，支持电压、电流、功率等详细运行参数查询。视频监控 视频监控展示了当前实时画面（视频直播），选中某一个变配电站，即可查看该变配电站内视频信息。电力运行报表 电力运行报表显示选定站所选定设备各回路指定采集间隔运行参数和电能抄表的实时值及平均值行统计。报警信息 对平台所有报警信息进行分析。任务管理 任务管理页面可以发布巡检或消缺任务，查看巡检或消缺任务的状态和完成情况，可以点击查看任务查看具体的巡检信息。用户报告 用户报告页面主要用于对选定的变配电站自动汇总一个月的运行数据，对变压器负荷、配电回路用电量、功率因数、报警事件等进行统计分析，并列出在该周期内巡检时发现的各类缺陷及处理情况。APP监测 电力运维手机支持“监控系统”、“设备档案”、“待办事项”、“巡检记录”、“缺陷记录”、“文档管理”和“用户报告”七大模块，支持一次图、需量、值、用电量、视频、曲线、温湿度、同比、环比、电能质量、各种事件报警查询，设备档案查询、待办事件处理、巡检记录查询、用户报告、文档管理等。 5.适用产品参考文献：[1]丁胜涛. 智能变电站运维系统化管理研究[J]. 中国科技期刊数据库 工业 A，2016（4）:15[2]高振国，吴杰.智能变电站运维系统化管理研究[J].中国 电力教育，2013（36）：169-171.[3]李强.牵引变电所二次设备智能运维探讨[J].电气化铁道,2021,32(04):13-16.DOI:10.19587/j.cnki.1007-936x.2021.04.004.[4] 杜欣. 我国高速铁路运营概况与未来需求展望[M]. 中 国铁路，2011（1）：31-33+39.[5] 程宏波. 计及不确定性的牵引供电系统健康诊断及风 险评估方法研究[D]. 成都：西南交通大学，2014.[6] 刘伟. 智能电网二次设备运维技术的研究[J]. 电子测 试，2016（20）：144+113.作者介绍：周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email：2880956070@qq.com 手机：18721095851（微信同号） QQ：2880956070

周颖(江苏安科瑞微电网研究院有限公司，江苏江阴 204400)摘要：近年来校园火灾时有发生，给家庭、学校带来重大损失，传统消防工作模式体现出很大的弊端。论文设计了基于物联网的学校智慧消防管理平台，旨在做好校园消防工作，建立一个和谐安全的校园环境。将学校分散的烟感、消防水、电气火灾探测器、摄像头等各类传感器接入连接网络，并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位，实时动态采集消防信息，实现消防设施运行及监管的“自动化”、“智能化”、“系统化 ”、“精细化”，同时方便多平台间信息共享，保证校园消防工作的实时性、高效性。关键词：智慧消防；物联网技术；校园安全；火灾事故一、背景 近年来，校园火灾频频发生：山东烟台大学两人烧伤、东北师范大学500学生被困、中国传媒大学1学生被困、俄罗斯人民友谊大学41名外国留学生死亡200人受伤、中国地质大学（武汉）宿舍起火，幸无人伤亡......这一起起校园火灾都给学生家庭、学校以及国家带来了重大损失。校园是学生学习与生活的环境，人群高度密集，因此消防工作需要摆在校园安全工作的重要位置。传统的消防工作模式无法很好地排除校园火灾隐患，存在不少弊端，因此建设校园智慧消防的任务刻不容缓。 在物联网、人工智能、大数据、云计算等新一代技术蓬勃发展的时代背景之下，智慧消防能够使校园消防工作更加智能、高效，通过综合利用物联网、大数据、云计算、移动互联网、地理信息系统等技术，应用无线传感、火警预判等技术实现消防工作的及时、快速、高效，为师生营造一个安全稳定的校园环境。二、校园消防管理存在的问题 目前国内高校均按照消防的要求安装了诸多消防监控设备，如消防水灭火系统、烟感探测器、电气火灾监控报警系统等诸多设备。由于设备老化会引发系统的失灵，因此除了加强对消防设备的日常维护保养，消防管理部门定期的消防检查，更有效的解决方式是实现对这些设备实时的网络监测，但是目前还难以实现。 （1）目前高校已有的消防监控管理系统之间不能有效地进行整合，与高校建筑内部的其他系统，如门禁系统、电梯系统、广播系统等不能形成联动机制，不能有效打通各个系统之间的数据壁垒。 （2）目前已有的消防设备数据信息大多是单一的设备台帐数据信息，且存在数据老化和格式不统一的问题，难以发挥日常消防设备数据的二次挖掘分析作用。 （3）现有消防设备上的软件系统大多是C/S架构，系统的开放性与数据信息的共享性弱，难以实现消防业务数据的“互联网+”的多部门应用，一旦失火，火灾现场周边的建筑数据信息、消防水数据信息等内容都无法马上获取，影响了总体火灾救援的效率。三、校园智慧消防管理平台的整体设计3.1 系统结构 安科瑞智慧消防管理云平台采用“感、传、知、用”等物联网技术手段，综合利用 RFID、无线传感、云计算、大数据等技术，通过互联网、无线通信网、专网等通信网络，对消防设施、器材、人员等状态进行智能化感知、识别、定位与跟踪，实现实时、动态、互动、融合的消防信息采集、传递和处理，通过信息处理、数据挖掘和态势分析，为防火监督管理和灭火救援提供信息支撑，提高社会化消防监督与管理水平，增强消防灭火救援能力。3.2系统架构 智慧消防管理云平台的系统网络结构采用分层分布式的结构，系统包括：传感器层、IaaS层、PaaS层和SaaS层。系统网络结构如下图所示。 传感器层包括了智慧消防和传统消防系统的所有设备，是整个系统的底层，也是构建该智慧消防管理云平台必要的基本组成元素，主要有智慧用电探测器、摄像头、燃气探测器、应急照明和疏散指示主机、防火门主机、消防设备电源主机、电气火灾主机、火灾报警主机等设备。 IaaS层负责对所有传感器进行集中抄表和数据缓存，存储所有的设备点位信息、探测器监测数据、火灾报警信息、视频信息和设备运行状态数据，采用的数据库有MySQL、MongoDB、Redis。 PaaS层是对IaaS层数据的整合和分析，主要分为业务管理和、数据分析与决策辅助。业务部分有火灾报警子系统、应急照明与疏散指示子系统、消防水子系统、电气火灾子系统、消防设备管理子系统、防火门子系统、消防设备电源子系统、视频监控子系统等。3.3、系统功能（1）首页 主要展示的内容有：项目概况、设备状态、探测器分类、设备报警信息、报警分类、报警统计、设备台账信息等。其中百度地图可以选配成3D建筑模型。（2）消防子系统 智慧消防管理云平台包含了智慧用电子系统、电气火灾子系统、火灾报警子系统、消防水子系统、消防设备电源子系统、防火门子系统、消防设备管理子系统和视频监控子系统等。 ①　智慧用电子系统 可以接入电气火灾、孤航电弧、电气火灾主机、灭弧式保护器探测器和无线测温探测器等。 ②　消防水子系统 可以接入消防栓、消防水压、水位传感器等，用于实时的监控消防水管网的压力、液位、是否漏水，以及开盖等事件，当消防水压不够，管网漏水时，系统也能实时地发出警报，能让相关人员及时维修维护，保障消防隐患。在水泵控制柜电源、故障、启停和手/自动状态信息；在主管网安装压力传感器，实时采集主管网实时压力信息；在各阀门处安装传感器，实时采集阀门开闭状态信息；在屋顶水箱安装感知器，实时采集水箱水量信息；在末端试水装置安装压力传感器，实时采集末端实时压力信息。系统通过分析数据信息、调取现场视频等多种方式，快速发现异常及故障，很好得减少消防水现场检查次数、降低工作强度、提高工作效率，保障消防水系统在火灾发生时发挥作用。 ③　消防设备电源子系统 实时监控消防系统各个部件（如消防报警主机、楼层显示器、水泵、喷淋泵、电梯等）的电源工作状态，确保消防设备供电正常，并对各个部件电源产生的过压、欠压、过流、短路、断路等故障告警提示。可长期记录电压电流运行参数，自动对消防电源一段时间的运行状态进行分析，对可能产出问题的隐患进行警示。 ④　防火门子系统 通过与门禁报警、视频识别的关联，实时监控消防通道、出口、生命通道防火门的开闭及消防通道堆放物情况，实现紧急情况下的开闭控制等功能。确保防火门常闭、不上锁状态及保障火警救援，保证消防生命通道的正常通行，从而保障居民的生活、工作环境。 ⑤　应急照明与疏散指示子系统 可实现对各个应急灯具的实时监控和控制，当发生火灾时，可准确的给出正确的疏散路径指示，智能打开消防应急指示灯的指示方向及应急照明灯，帮助建筑内的人群选择逃生疏散路线，指引正确的逃生方向。 ⑥　视频监控子系统 数据服务器收到感应端各子系统告警信息后，可调出告警位置关联的监控摄像头图像，查看报警现场视频辅助进行火情确认。实现火灾报警子系统、消防水子系统、电气火灾子系统、防排烟子系统、消防设备电源子系统、防火门子系统和视频监控子系统的结合，实现了报警点和监控点的联动。 ⑦　消防设备管理子系统 能够将每个建筑、项目节点的所有消防设备和资产纳入管理，对一些消防栓、灭火器、喷淋和消防大队地址等着重标注，日常的巡检和维护都需要纳入计划，在紧急情况下，会联动GIS调度子系统进行调度。 ⑧　火灾报警子系统 在传统的火灾报警主机上加装带有CCCF认证的信息传输装置，连接到智慧消防平台，实现状态信息上报，事件上报和告警信息上报，通过短信、语音外呼、APP推送、钉钉推动、微信小程序推送、微信公众号推送等到达责任人，实现传统火报主机联网。​（3）隐患管理隐患管理功能包括了隐患查询、隐患派发、隐患处理和隐患分析四个模块。可以查看登录用户下的所有项目的隐患信息，并进行派发和处理操作，且对所有隐患进行统计分析。（4）能耗分析 能耗分析功能包括了能耗概况、能耗同比、能耗环比、能耗报表、电能报表和复费率报表等六个模块。可以查看登录用户下的所有项目的能耗统计、同环比和报表。（5）运维管理 运维管理功能包括设备巡检、巡检轨迹、消防培训、消防考试、通讯状态等。设备巡检采用NFC射频卡标签，手机扫描标签进行巡检工作，系统可查看当前巡检/巡查计划以及巡检巡查计划的完成情况，系统也可以自动记录巡检人员的巡检轨迹，代替了传统纸质检查记录，改变了传统巡查不到位、巡检记录不真实的现状。四、典型硬件五、总结 时代发展催生技术变革，新的技术又促进时代发展。以物联网、大数据、云计算等为主要技术的智慧消防系统平台因其智能化、信息化、高效化的特点将在消防领域发挥出很大的作用。当然，其应用场景不只局限于校园，还可以扩展到社区、商场、写字楼等其他人群密集区域。参 考 文 献[1]. 胡剑飞, 丁宁.物联网技术在智慧消防中的应用研究[J]. 电子世界, 2019, (2). 194-196.[2]. 王伟丽, 郭歌. 建筑物电气火灾一体化智慧消防系统设计[J]. 消防科学与技术, 2019,38(11).1570-1572.[3]. 幸雪初.物联网技术在电气防火中的应用[J].消防科学与技术,2018,(9).1287-1289.[4]. 张月，惠晨晨，邹圣新，陈丰照,等.基于SignalR-IoT技术的校园智慧消防平台系统设计研究[J].电脑知识与技术,2019,15(28). 117-119.作者简介周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email：2880956070@qq.com 手机：18721095851（微信同号） QQ：2880956070

周颖（安科瑞电气股份有限公司 201801）摘要：电力传输系统中，发电厂、变电站的高压开关柜起着关键性的作用，随着电网设备技术的发展，高压开关柜也得到广泛的使用。在使用开关柜的过程中，普遍存在开关柜内部过热现象，并且由于开关柜的密闭性，在负荷较重的地区，引发开关柜的温升超标现象。本文以高压开关柜位研究对象，分析温升超标的原因及温度监测方法，可以有效预防高压开关柜的高温故障，保障高压开关柜的安全性。关键词：无线测温 高压柜测温 智能操控1 引言 我国电力系统的大规模发展，增加了高压开关柜的运行压力，随着电网的改革与建设，高压开关柜的数量越来越多，增加了故障的发生机率。目前，电力系统内部使用的开关柜，都要通过型式试验对入网的开关柜进行处理，在温升方面，要求比较严格。根据相关理论进行分析可知，在实际运行过程中，通常情况下，负荷不会达到开关柜的设计满容量，更不会引发开关柜的温升问题。但是，实际情况并非如此。根据实际运行经验可知，随着负荷的不断增加，使得开关柜的温升迅速增加。当负荷超过开关额定电流的75%时，在这种情况下，温升尤为明显，此时早已不符合标准要求。当负荷比较低时，温升现象不明显。在实际运行中，与试验室测出的温升数据相比，开关柜实际温升水平普遍比较高，并且多数情况下，当温升超标时，开关柜甚至远没有达到设计满容量。对于高压开关柜来说，开关触头、母排连接点的实际温升，通常情况下总是高于试验数据，其原因主要表现为： （1）在试验室完成型式试验，测得相应的数据，在持续时间方面，虽然达到了稳定温升所需要的试验时间，但现场环境复杂，加上试验过程中，不具备温升累积效应，不能等同现场长期运行并持续发热的设备。 （2）不同金属在膨胀效应方面存在差异。钢制螺栓的金属膨胀系要比铜质、铝质母线的金属膨胀系数小得多，对于螺栓型设备接头来说表现得尤为突出，在实际运行过程中，随着负荷电流、温度的变化，在膨胀、收缩程度方面，由于铝、铜与铁之间存在一定的差异性，在一定程度上造成蠕变，也就是受应力作用的影响和制约，导致金属缓慢发生塑性变形。实践证明，当接头处的运行温度超过80℃时，因过热使得接头金属发生膨胀，同时受各种因素的影响，进一步产生微小的空隙，早成氧化腐蚀。当负荷电流减小温度降低回到原来接触位置时，由于接触面氧化膜的覆盖，造成接触电阻变大，每次温度变化的循环都会使接头的工作状况进一步变坏，因而形成恶性循环。 （3）连接部位紧固螺栓压力不合理。对于导体连接，在部分安装、检修人员意识中，在拧紧连接螺栓的过程中，认为螺栓拧得越紧越好，实际并非如此。由于铝质母线的弹性系数较小，当螺母压力达到临界值时，如果材料强度比较差，当继续增加压力时，将会导致接触面变形隆起，使得接触面积进一步减少，增大接触电阻，进而影响导体的接触效果。 （4） 由于导体原材料纯度不够，造成导体材料电导率不满足要求。 （5） 其它因素，例如在加工、连接、安装母线过程中，对母线接触表面处理不到位、不够平整，进而减少有效接触面积，增大接触电阻而产生发热。 以上的情况都会造成高压开关柜的温升异常，所以加强对运行开关设备温升的监视，发现问题及时采取措施就变得非常必要。高压开关柜内有裸露高压, 空间封闭狭小,无法进行人工巡查测温,传统的测温方式无法有效地解决这个问题。为了解决这个问题，应用于高压柜的无线测温方式应运而生，无线测温由温度传感装置和显示报警装置两部分组成，温度模块包括温度传感器和数据发射器，温度模块可安装于柜内任何的发热点上，利用无线数据传输技术，可遥测每一个重要部位的发热问题包括开关柜内触头、铜排接头等非可视部位，并可实时把检测数据发射出去，由安装在仪表门上的显示报警装置接收记录。利用现场总线技术，还可实现远程智能监控，这样就不需要人工现场勘测，不存在安全隐患，还实现了高压柜的温度在线实时监测，避免高温造成的设备故障。2 高压开关柜智能操控装置的功能特点 安科瑞电气股份有限公司ASD320/ASD500智能操控装置搭配ATE400无线无源测温传感器可广泛用于高压开关柜的电气接点温度监测，除此之外智能操控装置还具有一次回路模拟图及开关状态指示，高压带电显示及核相，自动温湿度控制，加热回路故障告警，分合闸回路完好指示、分合闸回路电压测量、预分预合闪光指示，人体感应自动照明，语音提示，电参数测量，RS485及以太网通讯接口等众多功能，集操作、显示于一体，监视高压开关柜的运行状态，为高压开关柜的稳定运行提供助力。无线无源测温传感器ATE400采用电流感应原理自提供电源，启动电流为5A，监测温度范围-50℃~+125℃，精度±1℃，可安装于高压柜内开关触头，铜排/电缆接头实现温度采集上传，产品运行稳定，通过西安高压电器研究院的试验测试，取得认证报告。2.1 产品型号功能2.2 配套产品 与 ASD 系列产品配套使用的温湿度传感器和无线测温接收器，可以采用导轨（DIN35mm）安装方式，也可以使用螺栓固定方式，无线温度传感器共有 5 种，分别对应螺栓固定、表带固定、扎带捆绑、合金片固定等安装方式，如下图电池供电型无线温度传感器安装于发热部位，采集温度量并通过无线方式传输的传感器。目前无线温度传感器有四款：CT 感应取电无线温度传感器 安装于断路器触头、母排、电缆搭接点等大电流处，采集温度量并通过无线方式传输的传感器无线测温接收器3 总结 高压开关柜在电网电能传输中起到至关重要的作用，温度是开关柜健康运行的一个重要指标。通过对温度的在线监测可及时发现开关柜的异常状态，及时查找并解决隐患，避免影响电网系统的安全性，进而发挥高压开关柜的有效作用。参考文献：[1] 郭玉 刘虹麟，高压开关柜温度的在线监测方法分析.山东工业技术,2017(19).[2] 谢亮.运行中高压开关柜实际温升分析[J].电力安全技术，2005(10). [3] 陈晓亮 包玲 高永鹏. 高压开关柜实际温升超标原因分析中小企业管理与科技·下旬刊，2015(02).[4] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版作者简介：周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email：2880956070@qq.com 手机：18721095851（微信同号） QQ：2880956070

周颖安科瑞电气股份有限公司摘要：本文分析了木材加工企业的特点、现状及常见电气火灾隐患，提出了消除电气火灾隐患的措施。介绍了木材加工企业常用电气设备的选用及电气火灾监控系统在其低压配电系统的应用方案及产品选型。关键词：木材加工企业；电气火灾；电气火灾监控系统 随着我国国民经济的飞速发展，木材加工工业也迅速发展起来，木材的综合利用率不断提高。国有、集体、私营以及三资性质的木材加工企业不断增加。由于一般木材加工厂的厂房防火性能较低，加工原料都是可燃物质，剩余废料更容易燃烧。其中如木屑等遇火后，阴燃时间较长，不易及时发现；有的工序使用易燃胶液，因此，这类企业容易发生火灾，一旦发生火灾，损失巨大。1 木材加工企业的特点 木材属于可燃物质，燃点低，一般在250℃～300℃，有的木材用明火点燃时，着火点为157℃，自燃点一般在350℃左右。在木材加工过程中，产生大量的锯末、刨花、木屑、木粉等，这些物质比木材疏松，与空气接触面大，水分容易蒸发，所以比木材更易燃烧。此外，木屑如果堆积在一起，由于锯木时摩擦而生产的热量未散，或受辐射热的影响，以及腐败发热等原因，促进气化过程加速，产生更多的热量，往往使堆内温度不断提高，而且聚集不散，引起自燃。特别是在人造板生产中还大量使用易燃，可燃的胶料，相应地又增加了木材加工生产过程中的火灾危险性。木材加工，除胶料配制、油漆等工段属甲类生产外，大部分生产工艺都属于丙类生产，但与其他丙类生产相比较，木材加工的火灾危险性要大。所以，国家对木材加工企业的防火工作极为重视，将该类企业列为一级防火单位。对新建木材加工企业的设计、施工审查验收非常严格，同时对已生产的木材加工的企业的安全消防工作不断进行严格的监督检查，以防止火灾事故的发生。然而发生在木材加工企业的火灾事故仍连年不断，给国家和企业带来巨大的经济损失，人民的生命和财产安全受到严重威胁。2 火灾形势 由于我国的社会消防工作基础薄弱，长期滞后于经济建设的发展，至今火灾发生率仍然较高。根据1998年1月1日公安部消防局孙伦局长在北京举行的新闻发布会上公布的1997年统计数据：1997年，全国共发生火灾（不含森林、草原火灾）14余万起，死2722人，伤4930人，直接财产损失15.4亿元。其中发生特大火灾88起，死亡454人，伤366人，直接财产损失3.6亿元。造成火灾的主要原因中，违章用电、乱拉乱接电线等引起的火灾占很大的比例。由此可见，木材加工企业的消防工作不容忽视。3 木材加工企业的现状和常见的电气隐患 近年来，随着市场经济的发展，木材加工行业发展迅速，行业格局也发生了很大的变化。由国营大中型企业为主，变为以三资企业、个体和私营企业为主的局面。目前原国营大中型企业，由于受市场经济的冲击较大，企业经济效益连年滑坡，有的停产关门，有的出租、转让生产厂房和设备，有的“腾笼养鸟”搞第三产业。总之，企业经济效益差，无力对老厂房、旧电气线路进行技术改造，使电气火险隐患逐年突出。近年来新建的“三资”企业，大都由专业设计部门设计，并经过消防部门的审查、验收，消防状况总的来说是比较好的。但是，为了扩大产量、提高效益、降低成本，往往采用满负荷甚至超负荷生产。在生产过程中，原料、在产品、成品和废料的堆放也比较密集，疏忽了安全防火的管理。个体私营企业，由于资金少，规模小，只注重生产，不重视安全防火。从设计到生产均不正规，生产和管理人员消防安全意识淡薄。这类企业，生产场地窄小，厂房简陋，设备布置拥挤，电气线路乱拉乱接，电器元件残缺、裸露，产品乱堆乱放，粉尘、木屑遍地，火灾隐患非常严重。木材加工企业中存在的电气火灾隐患主要有以下几方面。3.1 电气线路和设备的设计、施工不规范 未按照国家有关设计防火规范和爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范进行设计和电气设备选型。或者生产场所的防火防爆等级确定不当，设备选型不当。例如，油漆厂房属爆炸危险场所，常见有的小厂家使用普通铁壳开关或胶盖刀闸，绝缘导线穿塑料管明敷，有的甚至直接采用绝缘导线明敷为用电器具供电。又如：有些厂家在有火灾爆炸危险场所，使用防护式电动机生产。有的小厂家甚至将油漆、锯机、刨床等设备都集中在一个狭小的厂房里进行生产，电气线路乱拉乱接，等等。施工粗糙，未按施工规范要求进行施工。主要有：购买的电气材料质量差，电线电缆的线径不够、中间有断股；电线、电缆与设备或用电器具的连接未用接线端子，直接缠绕后加螺母；接线端子连接时未用垫圈，压接不紧；铜、铝导体未经过处理直接连接；电线保护管使用不当；保护接地和接零混用；接地电极数量不够、接地电阻大，等等。新增用电设备，未核算原有供电设备和线路的负载率，未按电压损失校验截面积；线路的敷设方式不规范，接通了事。电气控制元器件的选择使用未考虑现场的生产环境和防火等级。3.2 在正常生产中疏于管理，不重视维修检查 常见的电气隐患有：（1）变压器缺油、长期过载、绝缘油油质下降；（2）门、窗损坏，蛇、鼠等小动物进入变配电间；（3）用铜丝代替保险丝；（4）电机轴承缺油，接线端子连接不良，端子盒盖缺损；（5）电压低，电动机的启动转矩不够；（6）电控柜密封差，内部积灰、积粉尘严重；（7）线路绝缘老化、脱落、线头裸露；（8）线路过负荷，发热严重；（9）接头处因氧化、锈蚀，接触电阻变大；（10）线路乱拉乱接；（11）用普通的胶木刀闸代替铁壳开关和自动开关；（12）铁壳开关的外盖损坏或常打开；（13）在油漆、粉尘严重的场所拉接大功率的普通白炽灯；（14）产成品的堆码过高，紧靠照明灯具；（15）生产区灯泡碎裂后，不及时更换；（16）胶木灯口上拧接200W以上的白炽灯泡；（17）生产操作人员随意使用电炉等电热器具；（18）灯口、接线盒开关损坏；残缺、接头裸露，等等。4 历史教训 1990年一场大火无情的烧毁了成都木材综合工厂制材车间，直接经济损失近两百多万元，间接损失难以估计。经成都市消防支队在现场勘查取证，认定为电气引起火灾。火灾的前一天下午，生产线5＃断锯机操作工工作完成后，未拉开电源刀闸，匆匆下班，离开了车间。晚上，该设备的磁力起动器因绝缘击穿，引起相间短路，电弧和高温铜熔珠从破损的外壳缺口处飞，引燃楼板的锯末、粉尘。火势迅速漫延，在短短的几十分钟内，将建筑面积2000多平方米，生产规模为年产3万立方米锯材的制材车间毁于一旦。损失是惨重的，教训也是非常深刻的，所以，提高消防意识，加强安全用电管理是非常重要的。5 木材加工企业消除电气火险隐患的措施5.1 大力宣传《消防法》，提高消防意识，增加消防知识 近年来，我国火灾形势严峻，大火灾时有发生，造成了大量人员伤亡，直接财产损失数十亿元。在一定程度上影响了经济建设和社会安定。对此，我国政府非常重视，于1998年4月29日公布了《中华人民共和国消防法》并于1998年9月1日正式实施。要防止火灾于未然首先是要充分认识火灾的危害性，加大宣传力度，使企业每一个职工都能对火灾的危害性有充分的认识。同时要加强职工队伍的消防知识和消防技能的培训，提高每一个职工的防火、救火能力。5.2 认真执行《消防法》按规范设计、施工、验收、预防火险隐患的产生 对于新建和进行技术改造的木材加工企业，需要严格按照有关建筑防火规范和《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）进行电气部分的设计，并严格按照规定报消防部门审核、验收，为将来的消防安全工作打好基础。5.3 加强工程项目施工的检查验收工作，确保电气安装工程质量达到要求，预防电气火险隐患的发生 首先要严把电气安装工程所需材料、设备的购置关。目前，市场上电气产品、良莠不齐，以绝缘导线为例，市场上常见的伪劣产品有的实际截面积小于标称截面积达10％以上；有的标明长度为100米，实际只有80多米；有的芯线有断股；有的绝缘层厚薄不匀，且韧性差，易拆断等等。这类生产厂家的多数是无生产许可证的一些小型乡镇企业。所以，在材料采购时一定要注意产品的生产厂家、生产许可证和产品检验合格证等，不可贪便宜。 在施工过程中要严格按照设计图要求和有关电气安装验收规范进行安装施工。特别要在细小部位上按规范要求做好。要确保每个导线（体）接点连接紧密、接触良好，必要时导体接触面上涂电力脂，以保证接触面积。在爆炸性气体环境1区内的电缆线路严禁有中间接头，爆炸性气体环境2区和爆炸性粉尘环境10区和1区电缆线路不应有中间接头。在爆炸危险环境内的电气设备的金属外壳应可靠接地，并应采用专门的接地线。在爆炸危险场所使用铝芯导线或电缆时，导线或电缆的连接与封端，应采用压接、焊接或钎焊；接地线（或零线）的截面一定要保证。与设备接地（接零）端子一定要压接良好；接地和接零不能混用；导线与接线端子连接时，一定加垫圈；对于多股导线或软导线一定要压接或焊接接线鼻子；每个接线端子上连接导线不得超过两根，等等。对工程质量的检查验收是非常关键的一个环节。负责此项工作的人员一定要严把质量关，从安装工程开始到结束应跟踪检查，督促施工人员严格按规范完成每一项工作。5.4 建立健全完善的安全用电管理制度，并严格执行，预防电气火灾发生 建立完善的用电管理制度，要从上到下，层层分明、责任落实到每个人。对于新增或转移用电负荷，搭接新线路、拉接临时施工电源，需要由技术管理部门统一负责。停送电操作巡视检查、值班、维修等应严格执行电气作业安全组织措施的七项管理制度，并认真做好安全技术措施。电气工作人员需要加强安全技术职业培训，严格考核标准，坚持证上网操作。应坚持巡回检查制度，发生问题，及时处理，消除隐情。设备操作岗位，需要落实，停机断电制度，责任落实到人。总之，完善制度严格执行责任到人，奖罚分明，是预防电气火灾隐患的有效的方法。5.5 加速老企业的整改工作，把电气火险隐患降低到最小 目前，大多数老企业存在不同程度的电气线路和元器件老化现象，有的还相当严重。根据目前的火灾形势，老企业需要认真抓好电气火险隐患的整改工作。首先，要进行企业内部的自查，针对检查出的问题逐项落实资金进行整改，对不能及时整改的隐患要求相应的防范措施，专人负责检查管理。其次，要请消防部门进一步检查，认真完成整改工作。5.6 结合新的消防要求，加装电气火灾监控设备和系统 新建木材加工企业，在电气设计时严格按照国家标准和规范的要求，通过电气火灾监控设备来预防和保护低压配电系统，防止电气火灾事故。老的企业由于线路和用电设备老化，电气事故频发，更应该通过加装电气火灾监控设备和系统，来提升系统的安全性，减少由于电气故障引起的火灾事故。6 木材加工企业所用的电气设备及线路选择计算方法 企业在生产过程中要不断进行技术改造和生产结构的调整。为适应生产的需要，电气设备和线路也要求进行相应的调整。这种情况下，一般是由企业自己的工程技术人员来完成其设计工作。这里将木材加工企业中常用的电气设备和线路选择计算方法做一简单介绍。6.1 电气设备的选择 电气设备的选择，在确定设备安装区域的爆炸和火灾危险等级的前提下，应按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）中的各种电气设备防爆结构的选型表和各种电气设备防护结构的选型表选择与其安装区域的爆炸和火灾危险等级相适宜的电气设备型号。6.2 电气线路的选择 首先，应根据各生产区域的爆炸和火灾危险等级，按照《爆炸和火灾危险环境电气装置设计规范》（GB50058-92）要求，确定电线、电缆的类型、最小截面、线路的走向和敷设方式等。其次，根据供电线路所带设备的数量和电机功率以及设备运行方式，确定线路的计算电流和计算负荷以及负荷工作时间。线路的计算电流和计算负荷的确定有需要系数法、利用系数法、单位面积功率法和单位指标法等等，设计者可根据需要选择相应的方法进行计算。电线、电缆截面的选择应按线路计算电流小于一定的敷设条件下导线相应工作时间的载流量选择导线截面积，同时要考虑线路敷设地段的散热条件。导线截面积选好后，还需要按线路的敷设作为进行电压损失校验，一般动力负荷的低压线路的允许电压损失为5％。带有照明负荷的低压线路的允许电压损失为3％～5％。最后再按照《爆炸和火灾危险环境电气装置设计规范》（GB50058-92）有关章节要求进行校验。6.3 电气保护的配置 一般木材加工企业常用的是10kV以下配电变压器、电动机和低压供电线路，其电气保护的选择方法为： （1）变压器保护 一般400kVA以下的变压器采用高压跌落保险保护。跌落保险的选择，首先应确定其额定电压为工作电压，再根据变压器最大工作电流乘以一个系数来确定熔体的额定电流。在木材加工行业中，较大功率的电动机一般都有启动装置，在确定系数时可不考虑电机自起动，该系统一般为1．1～1．3。400kVA～800kVA的变压器，若企业仅有一台专变，电业局一般要求在变压器的高压侧装置SF6高压断路器（自带短路保护和过流保护）。其选择一般由电业局有关部门确定。若企业有两台以上专变，应设立一个高压配电室，完成高压配电、高压配电线路的保护、变压器保护和无功集中补偿等功能。 （2）电动机保护和启动方式 木材加工企业使用的电机一般都是380V低压变流电机，很少采用高压电机。电机的功率多数在75kW以下，仅有少数设备的配套电机达到75kW以上，例如纤维板线使用的热磨机等。一般情况下生产设备在出厂时均配套有电动机，使用单位只需对设备所配电机的型式按安装场所的防火防爆等级进行校核即可。 在选择保护之前，应先按照《工业与民用通用设备电力装置设计规范》GBJ55-83的有关章节确定电动机的启动方式。大功率绕线式电动机主要采用频敏变阻器起动方式。目前频敏变阻器由内置式和外置式两种，由于内置式频敏变阻器无触头，直接安装于转子轴上，与转子绕组串联连接。在启动时能随着频率的变化而自动的改变阻抗，实现电动机的无级起动。适当选择参数，可获得接近恒转矩等机械特性。具有接线简单、起动平稳、成本低、维护方便、无火花产生等优点，建议优先选择。我厂纤维分厂的三台热磨机于1990年采用内置式频敏变阻器取代了原有的外置式频敏变阻器，运行几年效果非常好，维护工作量和维修费用大大降低。鼠笼式电动机的降压启动，一般采用自耦变压器降压启动和星三角启动方式等两种方式，机械对启动转矩要求不高时，可选择星三角启动方式。电动机的保护应按照《工业与民用通设备电力装置设计规范》GBJ55-83有关章节进行选择。木材加工企业中，由于使用的电动机功率较低，所以，常用的电机保护装置是：熔断器＋热断电器和自动空气开关＋热继电器。熔断器和自动空气开关主要作为电动机的短路保护和过电流保护，热继电器主要作为电动机的过负荷保护。选择不当，将会留下火灾隐患。应按照设计手册认真选择和匹配参数。 3）低压线路保护 为在电气故障时，防止人身间接电击、电气线路损坏和电气火灾，低压配电线路应按要求装设短路保护过负载保护和接地故障保护。低压配电线路上下级保护电器的动作应具有选择性，各级间应能协调配合，但对于非重要负荷，可无选择性切断。配电线路应装设短路保护，保护电器应装设在每回线路的电源侧、线路的分支处和线路载流量减小处，距离被保护线路与电源线路的连接处3米以内，且不靠近可燃物的地方。用于线路短路和过载保护的电器有：熔断器、自动空气开关。 低压配电线路的保护应符合《低压配电装置及级路设计规范》GBJ54-83。低压配电线路的保护除确定额定电流值和保护整定电流值之外，还要进行保护电器的级间配合校验和保护电器与配电线路的配合校验，以达到在低压线路发生短路或过载时，能有效地保护用电设备、配电线路和防人身间接电击，并减少不必要的停电。再按照《爆炸和火灾危险环境电气装置设计规范》（GB50058-92）有关章节要求进行校验。 4）低压线路电气火灾监控设备和系统的配置 电气火灾监控系统主要通过装设于各配电回路的剩余电流式电气火灾探测器、故障电弧探测器和电气防火限流式保护器，对线路的剩余电流、过电流、过电压、温度、故障电弧等信号进行采集和监视，实现对电气火灾的早期预警和报警，当必要时联动切除切除信号超标的回路，对短路回路进行短路灭弧保护，达到预防和保护的目的。下图为某木材加式企业配电系统电气火灾监控配置方案，采用了安科瑞品牌的监测系统和监控设置。 该方案低压配电回路设置了安科瑞ARCM系列的剩余电流式电气火灾探测器，用来监测各回路的剩余电流和线缆温度。照明回路中装设了AFDD系列的故障电弧保护器，用来监测回路中的故障电弧，并进行保护。仓库的配电回路装设了ASCP系列的电气防火限流式保护器，用于线路的短路灭弧保护。所有监测设备通过RS485总线组网后，将数据上传到Acrel-6000/B电气火灾监控主机，实现对所有监测数据的远程集中监控。方案的产品选型表如下表所示： 该企业电气火灾监控系统运行以来，共报警并排查了线路漏电故障6起，故障电弧故障3起，避免了因故障导致更大电气安全隐患，对预防电气火灾事故起到了积极的作用。7、总结 木材加工企业作为火灾危险场所，防火要求至关重要。传统的老旧企业在电气安全设计上已不符合新的电气防火规范的要求，为了提高供电系统的安全，需要进行配电系统改造。随着新的电气防火技术和防火设备的不断出现，结合新的规范要求，可以采用电气火灾监控设备和系统，以实现对电气火灾的预防、报警与保护，减少电气火灾事故的发生。参考文献1 工业与民用配电设计手册．第二版．水利电力出版社，1994，122 工业与民用电力装置设计规范．中国建筑工业出版社，1990，93 防火检查手册．上海科学技术出版社，1982，124李平生.浅谈木材加工企业的电气火灾隐患及其防范措施.四川林业科技.1999,6(20)5企业微电网设计与应用手册. 2022.05作者简介：周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email：2880956070@qq.com 手机：18721095851（微信同号） QQ：2880956070​

周颖安科瑞电气股份有限公司摘要：船舶中压配电板弧光故障导致的设备损坏和停电事故，不仅会造成较大的经济损失，而且严重影响船舶电站的安全稳定运行，威胁船舶电站操作人员的安全。弧光保护是基于电力系统开关柜发生弧光故障时而设计的一套母线保护系统，能够快速切除开关柜体内的故障及缩小故障范围。在船舶中压配电板应用弧光保护，可解决母排故障短路问题，对于提高船舶电站的安全性、稳定性，降低经济损失具有重要意义。关键词：船舶；中压配电板；弧光保护；母排故障0引言 舰船的电气化水平在逐步提高，舰船电站容量在不断增加，舰船电网有向中压发展的趋势。中压成套设备由于其本身的缺陷、异常的工作条件、谐振过电压、绝缘故障、载流回路不良、外来物体的进入以及人为操作错误等原因，都可能引起弧光短路故障，造成气体间隙击穿而引燃电弧。 舰船供电系统由于空间有限，设备较多，发生弧光故障的可能性大。1弧光故障事故的危害性 弧光产生时温度可达到4500℃，内部温度可达到10000～20000℃。弧光产生时瞬时功率可达到40MW，弧光光强可超过正常照明光强2000多倍。因此中低压开关柜内因故障而产生电弧时若不能及时采取有效措施，则会产生诸多危害。 （1）对设备的危害：电弧发生时产生大量高温高压气体，气体瞬时冲击波可造成开关柜体变形、破碎；冲击波爆破震动可造成开关柜剧烈震动，使各连接处紧固件松脱；产生的高温可引起电缆燃烧、铜排融化、铝排气化，甚至将开关柜外壳金属融化、元器件严重损坏并引起火灾。 （2）对人的危害：高温灼伤皮肤；熔化的金属蒸发并渗入人的皮肤表层造成皮肤金属化；高强度弧光伤害眼睛，甚至造成角膜脱落；高温燃烧产生的粉尘和有毒有害气体损伤呼吸系统；弧光电流作用于人体可使肌肉产生非自主剧烈收缩，也可损伤肌腱、皮肤、血管、神经组织等。 电弧产生的能量与I ²t成指数规律快速上升，其不仅与故障电流的大小有关，还与燃弧时间有关。根据故障点的不同，通常情况下故障短路电流会在几千安至几十安，故障若不能及时切除以熄灭电弧，则会产生巨大能量。总之，开关柜发生内部电弧故障，不论是对开发设备还是对附近的工作人员，其危险性都很大。图1 电弧能量-时间曲线 将弧光保护应用至舰船电力系统，对舰船电网中的中压电气开关设备进行快速保护，在短路故障电弧发生初始就切除故障，降低故障电弧所造成的危害，避免人员伤亡，减少设备维护费用，提高舰船电力系统的安全性及经济效益。2弧光保护技术的现状和原理 从20 世纪60 年代起，国际上的一些发达国家已经开始了对弧光短路故障保护的研究，到80 ～ 90 年代已经对这种故障特性有了深入的了解，并且提出各种弧光短路的防护措施。20世纪90年代，我国引进了弧光保护装置。随着微电子技术和光传感器技术的不断发展，弧光保护技术不断成熟，国内对弧光保护的认识不断提高，弧光保护的市场需求不断扩大。国内很多单位都进行了弧光保护技术的研发，如安科瑞的ARB5系列弧光保护。 弧光保护的动作判据为电弧故障时产生的两个条件: 弧光和电流增量。当同时检测到弧光和电流增量时发出跳闸指令，当仅检测到弧光时亦可只发出报警信号。图2 弧光保护逻辑原理图3安科瑞ARB5系列弧光保护 安科瑞ARB5系列弧光保护装置主要由ARB5-M主控单元、ARB5-S弧光探头及弧光光纤（双股）组成。（1）ARB5-M主控单元 1）启动条件可选弧光+电流双判据或弧光单判据。其中电流突变量启动系数可整定范围为0.05~10In，电流常量启动系数可整定范围为0.05~10In。 2）11路可编程跳闸出口。 3）4组3相电流采集及CT监测功能。 4）支持20路弧光探头信号采集。 5）弧光故障点定位。 6）弧光光纤链路自检及装置异常自检。 7）4组失灵保护。 8）支持IEC61850，便于组建数字化智能变电站。（2）ARB5-S弧光探头 1）自带滤光功能。 2）无源型弧光传感器。 3）探测角度≥180°。图3 ARB5-S弧光探头探测角度4 ARB5弧光保护在某船舶中压配电板的应用 某船务1600T海上风电安装平台，共有3组中压配电板。其中A段母线有两台发电机进线和一个联络柜，B段母线有两台发电机进线和两个联络柜，C段母线有两台发电机进线和一个联络柜。 不难看出，与陆上配电系统不同，船舶电力推进系统有以下特点：能量来源众多（多组发电机进线）、电缆联结多采用环状结构（母联开关、跨接开关等横向结构较多）、能量流向不定（根据需要通过母联开关、跨接开关变更船舶电力系统的能量流向，以保证供电系统的连续性）。 为保障船舶电站安全稳定可靠运行，该项目要求装设弧光保护，监控母线弧光故障。图4 某1600T海上风电安装平台电力推进系统中压配电板系统图图5 某1600T海上风电安装平台电力推进系统中压配电板平面布局和外形图 依据弧光保护原理可知，需要监测每柜的母线室弧光信号，还需采集A段母线的两台发电机进线电流和一组联络电流、B段母线的两台发电机进线电流和两组联络电流、C段母线的两台发电机进线电流和一组联络电流，又由于ARB5-M弧光主控单元支持采集4组3相电流、支持20路弧光信号监测，即每段母线的发电机进线电流、联络电流和弧光信号可由一台ARB5-M采集，故该项目弧光保护配置方案为：每段母线配置一台ARB5-M弧光主控单元，在每柜的母线室放置一个ARB5-S弧光探头。 弧光保护逻辑为：ARB5-M弧光主控单元接收到弧光光纤传输的弧光信号（由ARB5-S弧光探头采集）后，再结合进线或联络电流增量，动作于跳闸该段母线的进线柜和联络柜开关。5结语 本文简析了船舶电力推进系统相较于陆上配电系统的特点，介绍了安科瑞ARB5系列弧光保护在船舶中压配电板的应用，并对弧光保护逻辑进行了说明，对弧光保护系统在船舶电力系统上的应用提供了一定的参考作用。参考文献[1].董蕾，宋喜庆.船舶中压配电板弧光保护装置设计浅析[2].王林，王浩.舰船电力系统中电弧光保护的应用分析[3].李鹰洲.电弧光保护系统在中低压开关柜中的应用[4].安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版[5].AFBR-S10PS01XZ-DS100–April3,2017作者简介：周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email：2880956070@qq.com 手机：18721095851（微信同号） QQ：2880956070

周颖安科瑞电气股份有限公司摘要：棉纺织厂属于火灾危险场所，在进行电气设计时要考虑并采取一定的防火措施。本文从接线、熔断器的选用、中性点接地方式的选择和接地等问题，介绍了电气防火的一些措施。并就引发火灾严重的线路短路故障问题，介绍了电气防火限流式保护器的应用。关键词：棉纺织厂；电气防火；限流式保护器 以原棉作为主要生产原料的棉纺织厂，在生产过程中要产生飞花、棉绒、棉絮、粉尘等大量易燃物质，一遇火源，容易发生火灾，特别是容易发生电气性质的火灾事故。若避免发生电气火灾事故，就要采取一些相应措施。1、电动机接线 配线管路问题1.1电动机出线口接线盒，是电气线路故障的重点。 运行经验表明，电动机线路的故障有三分之二以上发生在接线盒内。其原因，多数情况是由于紧固螺钉按得不紧，电动机振动太大，引出线人为地触动、弯曲，电机起动时导线之间产生的排斥力的作用等原因造成接线端子松动或引出线折断，以及接头过热，绝缘老化，从而引起短路故障。如果接线盒密封不好，钻进大量的飞花、尘埃，并被发生故障产生的火花点燃，就会窜出火星酿成火灾事故。为适应防火要求，应将通用型的开启式或开口式的接线盒一律改制成封闭式接线盒。在改制接线盒时既要注意采取封闭措施，又要使接线盒内有一定的空间裕度，防止绝缘一旦老化或损坏，由于线头互相压得过紧而发生相间短路。1.2电源线的保护管改用四氟乙烯软管。 埋在地下保护电机电源线的钢管，露出地面高度不超过150毫米，与接线盒相连时，常用金属蛇皮软管，容易受到外界的触动和碰伤，引起短路发生电火花。为消除这一事故隐患，可将原机配带的金属蛇皮软管，改用四氟乙烯软管。在与露出地面的钢管相套时，要注意处理好连接处，可用634号环氧树脂胶粘合，也可用乙烯带扎紧。1.3选用电动机电源线时应考虑导线的强度和韧性。 棉纺织厂大多使用容量较小的电动机，电源线一般只考患导线的允许工作电流，不考虑导线的强度和韧性。例如:织机上的电动机容量一般在0.8千瓦或以下，使用单股导线(特别是单股铝芯导线)在接线盒内作硬性连接时，因织机振动比较强烈，很易使连接处松动或使导线折断，造成电动机单相运行或短路。防止措施是，凡受振动威胁的电动机,不论容量大小，与电机相联这段电源线均改用多股铜芯导线，避免发生导线折断事故。2、熔断器的选择和使用 有些火灾是由于对熔断器选择、使用不当使熔断器熔断迸出电火花引起。所以，棉纺织厂合理选择、使用熔断器，是不可忽视的一个重要环节。在一般情况下，对于单台直接起动的鼠笼式电动机，均按下列公式选择熔断器。Le.r≥Lg.d/(2-2.5)或Ie.r≥Le.dx 2.5式中:le.r 熔丝的额定电流;Ig.d 电动机的起动电流;Le.d 电动机的额定电流。按上式选择出的熔断器，是只根据熔断电流大小来确定的，并未考虑标志熔断器安秒特性两个因素中的另一因素一一熔断时间。事实上，不同型号的熔断器安秒特性有着很大的差异。例如热容量较大的RC型熔断器和热容量较小的RL型熔断器，它们的安秒特性有近2倍的差异。倘若按同一公式选择不同型号的熔断器,在实际运行中势必会发生拒动或误动，不仅起不到应有的保护作用，而且还会造成不良后果。根据棉纺织机器运行的特点，大多选用螺旋式熔断器作为电动机的短路保护装置，选择公式:Le.r≥Lg.d/(1-2)或le.r≥le.dx 3.5-5具体选择方法是:对于10千瓦以下的电动机，可用:Le.r≥le.dx5对于10千瓦以上、28千瓦以下的电动机，可用:Le.r≥le.dx3.5 选用熔断器时，还要考虑熔断器的断流容量。因熔断器熔断时，一般处于两种可能，一是在起过允许电流下熔断，二是在极限开断电流时熔断，属于哪一种熔断，在实际运行中只能凭运行经验判断。凡是熔断时响声特别大，出现火花,管内熔丝熔成许多小点，熔管内壁有熔丝蒸汽附着，管内壁有烧焦现象甚至发生爆裂的，大多是断开极限开断电流时熔断的其它，则属于一般的过载电流时熔断的。当短路电流超过熔断器断流容量时，熔断器就不能有效的断开，此时熔断器常常发生爆裂、烧毁,继而导致两相或三相短路。 在选用熔断器时,对断流要求应给以足够的重视,使用时，注意以下三点; 1）熔丝的额定电流能大于熔管的额定电流。 2）注意熔断器的额定电压值，不要用在高于熔断器工作电压的电路中。 3）不可忽视熔断器断流的次数。根据技术条件规定，RC系列熔断器保证安全断开额定断流容量1-3次，RM,系列的熔断器在断开3次额定断流容量后更换，棉纺织厂应用较广泛的RL系列的熔断器安全断开断流的次数为3-5次。这些规定在日常维护工作中认真遵守。3、中性点工作制的选择 根据我广历年来电气火灾事故的分析，因单相对地短路造成的火灾事故占70%，两相短路和两相对地短路占25%，三相短路占5%。上述情况表明，解决单相对地短路而产生的电火花或电弧，是减少和避免电气火灾事故的关键。 我厂使用两台电力变压器供全厂用电，原设计采取中性点直接接地系统的三相四线制的供电方式。这样，同一车间内的动力、照明电源虽然可以使用同一台电力变压器，但由于配电线路分布较广，电气设备较多，与原棉、棉条等易燃生产原料混杂一起，一旦出现单相对地短路，便有很大的短路电流产生。后来，根据各车间的实际情况，将供给易发生电气火灾纱厂用电的电力变压器的中性点,由直接接地改为不接地,另取照明电源。这样，如发生单相对地短路时，故障的那一相对地电压接近于零，因而不会再出现较大的电火花了。两年来，我厂先后发生过50多次单相对地短路现象，每次都准确地发出接地声光信号，值班人员迅速地加以排除，避免了发生电气火灾事故。4、接地问题 电气设备接地和接零的设计及施工，不但要考虑电气系统和电气设备的正常运行和人身安全，而且还应尽可能地避免接地线发生断线或接触不良，以免产生火花引起火灾。 我厂电气设备金属外壳的接地线，原设计是用金属保护管外皮或金属蛇皮管外皮或接地导线直接埋入地下。在实际运行 中，曾多次因金属蛇皮管折断或地下接地导线受腐变质甚至烂掉，造成电动机接地线接触不良产生火花而引起火灾。为杜绝事故隐患，我们将生产车闻内所有电气设备金属外壳的接地线，一律与相线一起敷设在同一根保护管内《采用电缆时，则选择四芯的),其绝缘要求与相线相同。所有电机及电器的接线盒内，都设有专门接地用的螺丝，接地用的导线或电缆芯都接在这个专用的螺丝上。 接地螺丝的大小对接地线是否安全可靠关系甚大，不可忽拢。接地螺丝和接地线不小千表1内列出的数据时，一般都能满足接地要求。表1电气设备接地螺丝和接地线的最小规格接地线的截面按下列公式选样，可保证可靠而迅速地切断接地短略电流。Ig= U/Zn≥KIH式中: Id—短路电流U—系统相电压Zn—相地回路中的阻抗，包括变压器阻抗在内;K—动作系数，采用熔断器作保护时，K值至少为4，采用自动开关作保护时，K值至少为2;IH—熔断器额定电流或自动开关脱扣器的整定电流。5、电气防火限流式保护器的选用 电气防火限流式保护器是线路短路保护产品，可以有效克服传统断路器、空气开关和监控设备存在的短路电流大、切断短路电流时间长、短路时产生的电弧火花大，以及使用寿命短等弊端，当发生短路故障时，能以微秒级速度快速限制短路电流以实现灭弧保护，能显著减少电气火灾事故，保障棉纺厂这种易燃场所的供电安全。以安科瑞品牌的产品为例，其ASCP系列电气防火限流式保护器功能特点及选型如下表所示： 电气防火限流式保护作为末端线路的短路灭弧保护产品，通常设置于被保护线路的断路器的后端，串接线被保护线路中，各线路的限流保护器通过有线组网或无线的方式将监测数据上传到安科瑞电气火灾监控主机或安全用电云平台，实现远程监控功能。组网拓扑图如下图所示。电气火灾主机组网拓扑图 安全用电管理云平台拓扑图 用户通过监控主机，Web浏览器或手机APP就可以查看各电气防火限流式保护器的运行状态、运行参数，并可远程对保护器进行参数设置、限流控制，以及消音、复位等操作。软件操作界面如下图所示。安全用电管理云平台界面 智慧消防管家APP界面6、总结 事实告诉我们，搞好棉纺织厂的电气防火工作，不仅仅要做好日常维护检修等基础性工作，更重要的是要对那些经过实践验证确实不合理、不完善或不适用的工艺设计、施工方案、设备选用及设备布局等进行改革，从根本上提高各套生产和控制装置运行的可靠性，以实现长周期，满负荷运行，达到安全、稳定、持续生产的目的。另外，随着现代电气防火技术和产品不断成熟，采用新的电气防火解决方案，不仅能提高供电的安全性，还能实现远程监控，无人值守，减少人手的同时，提高管理效率。参考文献：[1]. 安科瑞企业微电网设计与应用手册. 2022.05版[2]. 张景魁.棉纺织厂电气防火措施.劳动保护.1981-10-28作者简介：周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email：2880956070@qq.com 手机：18721095851（微信同号） QQ：2880956070​

周颖安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定【摘要】：中低压电力系统由于无母线保护、出线多，操作频繁、三相导体线间距离和与大地的距离比较近、易受小动物危害、设备制造质量比高压设备差，使其弧光事故的易发性大大高于高压。基于此，本文首先阐述弧光产生的原因及危害，然后介绍弧光保护装置的国家标准，最后介绍弧光保护的原理及装置组成。【关键词】：中低压电力系统；母线保护；弧光保护一、前言　　近年来，中低压电力系统弧光故障事故频发，不仅影响供电系统平稳运行，还会造成严重的人身伤害和财产损失，甚至会蔓延到周边环境，导致一系列次生灾害发生。故有必要在中低压电力系统中配置弧光保护装置。二、弧光产生的原因及危害1、中低压电力系统在运行中发生的弧光故障事故，多是受到环境条件的影响，绝缘材料受潮、设备表面产生凝露和附着污秽，从而使设备绝缘水平下降引发事故。弧光产生的技术原因设备故障和带电设备的误操作设备正常检修后，工具遗漏在开关设备内错误的接线和母线连接绝缘老化和机械磨损、过电压小动物、灰尘、温度、湿度、腐蚀等环境因素容性接地电流扩大人为误操作往往也会造成弧光故障事故。弧光产生的人为原因误入带电间隔隔离开关误操作忘记在工作区接地忘记测量工作区内的高压2、弧光故障事故的巨大破环性电弧温度高达10000摄氏度，相当于太阳表面温度的2倍，过热将导致母排、电缆熔毁、气化，电缆包覆层着火过热将导致压力上升，使开关设备爆炸开关设备强烈振动，使固定元件松落高温灼烧皮肤，强光刺伤眼睛产生大量的有害气体，伤害呼吸系统爆破音震损耳膜、内脏碎片飞射，造成身体伤害，甚至死亡　　弧光故障事故的危害程度取决于弧光电流及切除时间，电弧产生的能量与I 2t成指数规律快速上升。当总切除时间大于100ms，将会对设备造成不同程度的损害，故总切除时间越短越好。三、弧光保护的相关标准NB/T 42076-2016 弧光保护装置选用导则此条说明了弧光保护装置的选用条件。GB/T 14598.302-2016 弧光保护装置技术要求此条说明了弧光保护的动作条件。DL/T 1504-2016 弧光保护装置通用技术条件 此条说明了弧光保护的配置原则。四、 ARB5系列弧光保护的原理及系统组成　　弧光保护装置通过弧光+电流突变量双重判据或弧光单判据启动保护，其动作时间为弧光单判据动作时间≤7ms；弧光+电流双判据时间≤20ms。　　 ARB5系列弧光保护装置由ARB5-M主控单元、ARB5-E扩展单元、ARB5-S弧光探头、弧光光纤以及尾纤等配件构成。五、结束语　　弧光保护的原理简便、结构简单、动作迅速可靠，改进了传统母线保护的概念，在预防弧光故障事故方面具有重要意义，并能减少设备损害及人员伤亡，确保中低压开关柜的安全与可靠运行。参考文献[1] 安科瑞企业微电网设计与应用手册[2]. NB/T 42076-2016 弧光保护装置选用导则[3]. GB/T 14598.302-2016 弧光保护装置技术要求[4]. DL/T 1504-2016 弧光保护装置通用技术条件作者简介：周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email：2880956070@qq.com 手机：18721095851（微信同号） QQ：2880956070

周颖安科瑞电气股份有限公司摘要：文章阐述了可燃性粉尘的特点及可燃性粉尘环境粉尘爆炸的危害性，结合国家现行的电气产品规范的要求，通过一个提取车间内部粉尘爆炸危险区域的电气设计实例，系统阐述了可燃性粉尘危险环境的分区原则、电气设备选型、线路短路灭弧保护设计、防雷防静电设计等，提出不断利用新技术新产品提高可燃性粉尘危险场所的设计水平的要求。关键词：可燃性粉尘；电气设备；表面温度；防雷防静电设计；电气防火限流式保护器；1概述 所谓的可燃性粉尘环境，是指在大气环境的条件下，粉尘或纤维状的可燃性物质与空气的混合物点燃后，燃烧将传至全部未燃烧混合物的环境。随着现代工业技术的发展，可燃性粉尘的危险场所在不断增多，其危害变得不可避免，相应的粉尘爆炸事故也时有发生。1987年3月15日我国哈尔滨亚麻纺织厂发生的特大型亚麻粉尘爆炸事故，造成了巨大的人身伤亡和财产损失。因此，在这可燃性粉尘环境下的电气设计，不仅要严格按照国家设计标准、规范要求，正确选用粉尘防爆电气设备，还可以结合时下技术，采用针对线路电弧保护的新产品，其中电气防火限流式保护器就是比较有效的线路短路灭弧产品。2相关标准和规范 在可燃性粉尘危险环境的电气设计中，可以参考的国家规范和行业规范有： （1）《可燃性粉尘环境用电气设备（第1部分）：用外壳和限制表面温度保护的电气设备》（GB 12476.1-2000）第1节：电气设备的技术要求。 （2）《可燃性粉尘环境用电气设备（第2部分）：选型和安装》（GB 12476.2-2010）。 （3）《粉尘防爆安全规程》（GB 15577-2007）。 （4）安全生产行业规范《危险场所电气防爆安全规范》（AQ 3009-2007）。 （5）设计规范《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB 50058-92）。 经研究可以发现：现行国家产品规范GB 12476.1-2000与现行国家设计规范GB 50058-92相比较起来，在电气设备的型式、外壳的防护类型、粉尘危险区域的划分、可燃性粉尘引燃温度分组等多方面有着很多不一致。鉴于目前市场上大部分防爆电气厂家的产品均按新产品规范GB 12476.1-2000设计、制造和检验，并且，在可燃性粉尘危险环境用电气设备选型及粉尘危险区域划分等方面上，GB 12476与国际标准IEC 61241、行业标准AQ 3009-2007是一致的，本次设计中电气设备的选型将按照产品规范GB 12476.1-2000进行。3电气设备选型 根据国家规范GB 12476及行业规范AQ3009-2007第4.2.2.3条，按照可燃性粉尘/空气混合物出现的频率和持续时间及粉尘层的厚度，可将可燃性粉尘危险环境分成20区、21区和22区三个区域等级。每个区的特性如下：20区在正常运行过程中可燃性粉尘连续出现或经常出现，其数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物和/或可能形成无法控制和极厚的粉尘层的场所及容器内部。21区为粉尘爆炸危险环境分区，21区在正常运行中，可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物但未划入20区的场所。该区域包括：与充入或排放粉尘点直接相邻的场所、出现粉尘层和正常操作情况下可能产生可燃浓度的可燃性粉尘与空气混合物的场所。22区在异常条件下，可燃性粉尘偶尔出现并且只是短时间存在或可燃性粉尘偶尔出现堆积或可能存在粉尘层并且产生可燃性粉尘空气混合物的场所。如果不能保证排除可燃性粉尘堆积或粉尘层时，则应划分为21区。 可燃性粉尘环境的分区的程序及举例可参考GB 12476.3-2007/IEC 61241-10：2004的附录A或者AQ 3009-2007的附录C。 对于电气设计人员来说，选择合理的粉尘防爆隔爆电器是消除由电气设备引起的电火花火源的可靠方法。 Ⅱ类电气设备的表面温度可分为T1-T6共6个组别：T1表面温度450℃，T2表面温度300℃，T3表面温度200℃，T4表面温度135℃，T5表面温度100℃，T6表面温度85℃。 目前IEC标准中有关粉尘外壳存在着A、B两种设计型式，分别代表了欧洲和北美两种标准体系。虽然这两种设计型式对于设备的选型/安装要求不同，但是具有相同的保护水平，是可以通用的。目前国内市场上的防爆电气厂商大多按照A型设计、制造。 对于A型电气设备，其表面温度应不超过相关粉尘云低点燃温度的2/3，即Tmax≤2/3Tcl。当存在粉尘层厚度至5mm时，其表面温度不应超过相关粉尘层厚度为5mm的低点燃温度减去75K，即Tmax≤T5mm－75K，取两者的最小值。对于B型电气设备，其表面温度应不超过相关粉尘云低点燃温度的2/3，即Tmax≤2/3Tcl。当存在粉尘层厚度至12.5mm时，其表面温度不应超过相关粉尘层厚度为12.5mm的低点燃温度减去25K，即Tmax≤T12.5mm－25K，取两者的最小值。 综上所述，我们可以得出，A型电气设备和B型电气设备的选型要求在仅存在相关粉尘云的环境中是完全一致的，两者只有在粉尘层厚度超过一定数量的时候，选型要求才会有所差别。 具体到设计工程中，本工程中建筑采用全现浇框架结构，生产类别为丙类，耐火等级为一级。建筑面积为10871m2，建筑主体为二层，建筑高度为19.3m。车间工艺主要通过微生物发酵液经过离心喷雾干燥、混合包装得到恩拉霉素成品。干菌丝气力输送设备分别占据了建筑物一、二层的一个房间。根据工艺条件，我们把这两个房间划分为可燃性粉尘爆炸危险环境。 依据以上原则，我们可以分析出本次提取车间内部可燃性粉尘危险区域所需要选用电气设备的防爆等级。由于提取车间内部干菌丝气力输送系统只有在异常的条件下，可燃性粉尘才会偶尔出现并且产生可燃性粉尘空气混合物，因此可以将干菌丝气力输送系统所在的房间划分为粉尘防爆22区。 而干菌丝作为化工饲料，其在高温时，粉尘云低点燃温度为130℃。由于电气设备距离粉尘释放源有一定的距离，现场又采取了专业除尘措施，从而可以排除粉尘层堆积厚度达到5mm或12.5mm的情况。 Tmax≤2/3Tcl＝86.7℃ 可知选择的可燃性粉尘环境用电气设备（包括灯具、电机、现场操作柱等）只需要高于以下标准：DIP A22 TA 85℃（或TA，T6）IP6X，即可满足提取车间可燃性粉尘危险环境的电气设计要求。4防雷设计 依据《建筑物防雷设计规范》（GB 50057-2010）第3.0.3条的第7点：具有2区或22区爆炸危险场所的建筑物，应划为第二类防雷建筑物。本提取车间的干菌丝气力输送系统所占房间应划分为第二类防雷建筑物部分。又根据本规范的第4.5.1条第3点，当第一、二类防雷建筑物部分的面积之和小于建筑物总面积的30%，且不可能遭直接雷击时，该建筑物可确定为第三类防雷建筑物。由于可燃性粉尘危险区域面积并未达到提取车间的30%，提取车间可划分为第三类防雷建筑物，防直击雷的措施按照第三类防雷建筑物标准进行设计，但对可燃性粉尘危险区域的第二类防雷建筑物部分，防闪电感应和防闪电涌侵入措施，应采取第二类防雷建筑物的保护措施进行 设计。5防静电接地设计 对可燃性粉尘危险环境内可能产生静电危险的设备和管道，均应采取防静电接地。所有的金属设备、装置外壳、金属管道、支架、构件、部件等，一般应采用防静电直接接地；不便或工艺不允许直接接地的，可通过导静电材料或制品间接接地。 具体设计中，可燃性粉尘危险环境内环形接地干线采用25×4热镀锌扁钢距地0.3m沿墙或钢平台明装，过门及过道处接地干线则埋地暗敷。连接设备的接地支线采用25×4镀锌扁钢埋地暗敷至设备。6线路短路灭弧保护设计 电气防火限流式保护器专门用于低压配电线路中短路灭弧保护和过载保护，可以有效克服传统断路器、空气开关和监控设备存在的短路电流大、切断短路电流时间长、短路时产生的电弧火花大，以及使用寿命短等弊端，当发生短路故障时，能以微秒级速度快速限制短路电流以实现灭弧保护，可显著减少电气火灾事故，保障使用场所人员和财产的安全。 本工程设计选用了安科瑞ASCP系列的电气防火限流式保护器，其产品具有功能丰富，型号多样等特点，具体如下表所示： 本设计中根据不同末端回路的电流规格的不同，共选用了额定电流为20A的ASCP200-20D型产品67只，额定电流为40A的ASCP200-40D型产品46只，以及额定电流为63A的产品35只。 为提高监控的智能化，本设计中将所有限流式保护器通过其自带的RS485通讯组网后，连接到安科瑞的Acrel-6000/B电气火灾监控主机上，并将主机设置在电工值班室内，实现对所有限流式保护器监测数据的远程监控。7　设计中注意点 （1）由于对可燃性粉尘防爆缺乏充分的认识，某些电气设计工程师不管是气体爆炸危险场所还是可燃性粉尘危险场所，都选用气体防爆电气设备。这种做法是错误的，可燃性粉尘危险环境电气设备与气体防爆电气设备的外壳防护要求完全不同，气体防爆电气设备在可燃性粉尘危险场所是完全没有作用的，反之亦然。因此，两者不能互换使用。 （2）可燃性粉尘危险环境电气设备根据外壳等级可分为防尘型和尘密型，但并不意味着该电气设备具备了防水的功能，绝大多数的可燃性粉尘危险环境用电气设备不能阻止水进入其内部，因此不能将这些设备直接安装在户外露天场所，也不能用水冲洗其外壳。如果想让可燃性粉尘危险场所用电气设备具备以上功能，在设计中指出设备须满足IPX5以上的外壳防护等级要求。 （3）电气防火限流式保护器在设计时应注意其额定电流应与其前级的断路器的额定电流保持一致。另外，由于其内部采用了固态开关作为开关器件，使用过程中会产生热量，因此在安装时应该注意保障其良好的通风散热条件，不建议安装在密闭的配电箱内。8　结语 在实际的设计过程中，要全面、完善地做好一个可燃性粉尘危险环境工程的设计，需要工艺、通风、建筑等多个专业之间的协调和配合，每个专业在各自的设计领域内都有相应的设计要求，缺一不可。 同时也要求我们电气专业的设计人员不断了解新技术和新产品，针对这种可燃性粉尘危险环境工程的设计，可以尝试采用短路灭弧产品来减少由于线路老化、绝缘损失等原因造成的线路短路而引起的电弧光，这对于减少现场电气火灾事故具有较好的效果。希望通过设计人员的协同努力，并随着国家新技术新产品的不断出现和应用，可燃性粉尘危险环境的设计水平一定能迈上一个新的台阶。参考文献[1]　马中飞．工业通风与防尘[M]．北京：化学工业出版社，2011．[2]　可燃性粉尘环境用电气设备（第1部分）：用外壳和限制表面温度保护的电气设备（GB 12476.1-2000）[S]．[3]　可燃性粉尘环境用电气设备（第2部分）：选型和安装（GB 12476.2-2010）[S]．　　[4]ASCP系列电气防火限流式保护器.安科瑞电气股份有限公司产品样本202109作者简介：周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email：2880956070@qq.com 手机：18721095851（微信同号） QQ：2880956070​

周颖安科瑞电气股份有限公司【摘要】：随着物联网技术的发展，许多场所针对照明合理应用物联网照明系统，照明作为工厂的重要能耗之一，工厂的照明智能化控制，如何优化控制、提高能源的利用率，达到节约能源的目的。将互联网的技术应用到工厂照明系统，则可以实现对工厂照明系统的回路控制和能耗统计管理，达到高效合理的智能管理模式。本文就是从EIOT能源物联网技术的应用角度对工厂智能照明系统的建立进行改造。【关键字】：工厂照明智能化控制；物联网；节能设计0.引言 据大数据统计显示在大型工厂照明供电方面耗电量占比为全国总电量的百分之十七以上，甚至在一些偏远地区，工厂照明耗电量是工厂所不能承担的。所以为了降低工厂的生产 成本，扩大盈利占比，工厂智能照明系统的构建成为了必然的 道路，同样也有助于生态环境的和谐发展，是国家发展不可或 缺的重要过程。传统的工厂照明系统都是由人为管控的，有些较为先进的工厂则是使用特定的单片机通过预先设定的系统 来完成控电管理的，这些传统的供电管理模式无疑是具有许多弊端的，比如他们的稳定性差，维修困难，容易引发连锁反应等问题，特别是传统的照明系统缺乏系统自检往往是在系统暴露 出不易维修的大问题时人们才会发现系统电路发生故障，所以我们要重点研究基于物联网技术的工厂智能照明系统。1 基于EIOT物联网的照明系统设计的探究 经过对个种传统工厂用电照明系统的研究分析，对比发现，要将物联网技术应用到工厂的照明一通当中，其主要的目标是为了实现几种传统照明系统不具备的快捷功能。首先就是要满足工厂日常工作所需用电量供给，对于设备大多数工厂是实行二十四小时工作制的，所以夜间工作是照明系统的重要性是不可忽视的，需要为工厂生产提供照明以保证生产质量和安全生产。 然后是要时间对照明设备的实时控制管理既照明系统的智能化控制，常规的工厂照明系统采用人工和定时开关的照明管理方式，但是这样的传统管理模式显然存在着很大地问题，管理难度大，故障发生率高，这些都是不易解决的问题，很难克服。特别是不能根据实际使用情况对照明设备进行自动分配调节，但是作为智能化的管理系统，物联网技术的照明设备管理平台能够根据外界环境变化自动调节照明亮度，对照明系统的及时高效管控是传统照明方式所不具备的。 并且智能化的照明设备可以节约成本，降低不必要的浪费，对资源的合理利用度很高，同时使用物联网照明系统控制是通过设计与安装智能网关和灯控回路控制器的方式对每个照明是被进行自动控制调节的，这一方式不仅实现了照明系统的智能化管控，而且还减少了工厂的用电量降低了运行费用。其中较为关键的是保障了工厂的生产，对照明设备的检修也是很方便的，智能化的系统能够在设备出现故障时自动检测出来并及时报警，降低了安全隐患。2 基于物联网技术的工厂照明系统设计改造方案2.1 EOIT物联网照明系统的软件设计 EIoT能源物联网开放平台是一套基于物联网数据中台，执行统一的上下行数据标准，为互联网用户提供能源物联网数据服务的平台。其中物联网系统中软件平台是整个照明系统实现智能管理的技术核心，对于工厂不同环境区域的不同照明需求，系统做出针对性的规划管理; 对不同的照明需求区域采取不同的照明系统，通过日照变化自动调节照明系统的工作状态; 同时采取根据天文时钟自动计算出日出日落时间使系统可以根据外界的光线明暗程度进行自动控制调节。 远程集中控制，平台端执行灯光开关、亮度调节、场景切换、运行时间设置等操作 控制策略，根据外界环境自动控制灯光开闭；按照预设的运行时间自动控制灯光；通过智能开关个性化调节所属区域灯光. Acrel-EIoT能源物联网云平台采用分层分布式结构，主要由感知层（终端采集设备）、网络层（通讯管理终端）和平台层（能源物联网云平台）三个部分组成。 ● 感知层：连接于网络中的各类传感器，如：灯控回路控制器。 ● 网络层：智能网关，采集感知层的数据，进行规约转换及存储之后将数据上传至能源物联网云平台。 ● 平台层：包含应用服务器和数据服务器，可在PC端或移动端实现应用。 2.2 硬件系统的设计 硬件控制系统分为灯控回路控制器和智能网关两个部分，其中灯控回路控制器主要用于中心控制管理系统，分布在工厂的各个照明配电箱环节中，采用线型接法，汇总通过智能网关通过4G至EIOT能源物联网平台，实现工厂照明智能化控制。 回路控制器采用较新式的单片机，其内部的大容量存储器和寄存器可以满足工厂的照明需求，而且产品性价比较高。显示屏主要用来反应回路分分合状态，并具有电压，电流、电能的检测功能，统计每一回路的电能，实现准确能耗分析，并支持与第三方的系统联动。 智能网关下行提供了标准RS485数据接口，是采集灯控回路控制器数据，转换以4G、NB、LoRa、LoRaWAN，GPS,WiFi,CE,DP等通讯方式上传，免调试，就可以实现数据采集以及实现控制灯具回路。 2.3 LED 照明灯具 工厂照明系统中LED智慧照明系统的应用具有广阔前景，虽然LED照明设备的成本较高，但是其很高的性价比具有很强的竞争力，必要的前期投入有助于照明系统的合理构建。相比 于传统的照明网络，使用LED照明设备的节电量可以达到普通消耗亮量的百分之七十以上，这个数据是十分可观的，热切在后期的维护保养上也有很大的优势，可以有效节约保养费用。LED智慧照明系统能够很好地满足经济、节能、高效的要求，而且LED照明设备普遍寿命较长还不易发生故障，对于前期的成本投入可以在后期的保养中节约出来。 3.结束语 通过改造前和改造后对比发现，使用EIOT能源物联网平台对工厂的安全生产有很好的保障作用，同时还能够有效节约成本，是工厂利益实现最大化，最终完成工厂能源的合理利用，在降低成本的同时提高工厂盈利。物联网智能照明系统主要是对工厂现有的传统照明系统的改良和探索，通过对现代化物联网技术的应用，实现对整个工厂的智能化照明管理。 参考文献 [1].冯娟．基于物联网技术的工厂智能照明系统构建 [J]． 电子信息科技风，2018(07)． [2].王玉巧，胡玉玺．基于单片机的路灯智能控制系统 [J]．山东轻工业学院学报，2010(04)． [3].孙晶，孙旭．基于数据挖掘的电子商务推荐系统 [J]．仪 器仪表用户，2011 (06)． 作者简介：周颖，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email：2880956070@qq.com 手机：18721095851（微信同号） QQ：2880956070