学校安全用电管理云平台技术方案

1概述

项目概述

近期各地陆续出台预防电气火灾，保障人民生命财产安全的相关红头文件，对区域内防范电气火灾的要求及实施办法做了详细的说明，要求坚持“市场主导、引导、单位、社会参与”的原则，加快推动“安全用电”系统建设，利用物联网、大数据、人工智能等技术和电气安全领域知识，通过数据挖掘分析，提前发现隐患，识别隐患类型，洞察隐患发生发展的规律，进而预测隐患发展趋势，并将相关风险因素和社会化服务体系进行联动，终实现预测预警、隐患治理、社会化服务和信息收集四方联动的安全生产预防体系，提高生产隐患、安全事故“预测预警”和社会化服务的针对性，提升电气火灾安全事故的预警防控能力，实现高校电气火灾事故大幅度降低的目标，确保人民群众生命财产安全得到保障。

本项目为针对学校的安全用电管理系统建设项目，安全用电管理云平台通过物联网技术对电气引发火灾的主要因素（线缆温度、电流、电压、剩余漏电和电能）进行不间断的数据跟踪与统计分析，实时发现电气线路和用电设备存在的安全隐患（如：线缆温度异常、短路、过载、过压、欠压及漏电等），依托电气火灾隐患大数据分析技术、物联网技术、云计算等实现对电气火灾隐患的类型识别、预警、管理，并通过互联网技术整合线下服务机构，向相关单位提供线下电气火灾隐患综合治理服务，终实现大幅降低目标区域的电气火灾发生概率，有效防止电气火灾的发生。

本项目预计学校安装剩余漏电探测终端数量需求如下：

1、教学楼：每层1~2个监测点位（根据楼层实际总配箱数量）；

2、办公楼：每层1个监测点位；

3、宿舍楼：每层1个监测点位；

4、食堂：1个监测点位；

5、体育场馆：1个监测点位；

6、图书馆：每层1~2个监测点位。

2参考标准

本平台遵循以下标准开发：

GB14287.2    《剩余电流式电气火灾监控探测器》

GB14287.3    《测温式电气火灾监控探测器》

GB14048.1    《低压开关设备和控制设备总则》

GB14287-2014 《电气火灾监控系统》

GB13955-2005 《剩余电流动作保护装置安装和运行》

GB50016-2014 《建筑设计防火规范》

GB50116-2013 《火灾自动系统设计规范》

GB50054-2011 《低压配电设计规范》

3系统架构

系统结构

安全用电管理云平台采用分层分布式结构进行设计，即现场设备层、网络通讯层和站控管理层，详细拓扑结构如下：

4设备选型

根据现场监测功能需要，以下设备为每个回路必选设备。

方案一：100A以下回路，开口式互感器

方案二：100A以下回路，普通互感器，会增加施工量

方案三：100A以下回路，普通互感器，探测器与无线模块分开，可适用多回路，无电流功率

漏电探测器ARCM300T-Z-2G

测量：实时监测一路剩余电流、四路温度、电流、电压、功率、电能等电参量，遥信输入、遥信输出、谐波分析、GPRS无线通讯

遥信：4路开关量输入

遥控：1路继电器输出

通讯：RS485/MODBUS-RTU

显示：液晶

漏电探测器ARCM200L-J4T12/J8T8/J16

适用于多回路漏电电流探测和温度监测。

ARCM200L-J4T12：4路漏电电流、12路温度监测；

ARCM200L-J8T8：8路漏电电流、8路温度监测；

ARCM200L-J16：16路漏电电流；

其它模块功能见下表：

无线传输

ARCM300T-Z-2G内嵌TCP/IP协议栈，同时采用了功能强大的微处理芯片，配合内置看门狗，性能可靠稳定。

用户设备可以与云端服务器通过GPRS无线网络建立连接，实现数据的全透明传输。

GPRS参数

工作频段  900MHZ/1800MHZ，GPRS mulit-slot class 10/8,GPRS mobile station class B

传输速率  下行大：85.6kbps；上行大：42.8kbps；支持PBCCH，Coding schemes CS 1,2,3,4,CSD达14.4kbps,USSD,PPP-stack

SIM卡电压  3V，1.8V

天线接口  50Ω/SMA（母头）

无线模块AF-GSM200

采用GPRS信号，适用于移动、联通2G SIM卡或者物联网卡。

温度传感器

温度传感器为—热敏电阻NTC，它提供0℃～120℃的温度监控基准，可以用来监测线缆或配电箱体的温度，提供温度保护。

烟感模块

现场可以接入烟感模块，采用开关量方式接入或者NB-IOT通讯方式接入。

开关量接入方式：烟感模块带一对接点输出，有信号时接点闭合，开关量可接入探测器的开关量采集端口，不需要额外增加设备，但是需要铺设二次线缆，且只能安装在漏电探测器附近；

NB-IOT接入方式：烟感模块具备NB-IOT通讯功能，需要插入物联网卡，烟感每天给平台发送一次平安信号（心跳信号），当有事故发生时，5秒内上传烟感信号至云平台，并通过短信或APP推送信号，烟感内置电池寿命预计5-10年。

5平台配置

安全用电服务平台需要配置三台服务器用于日常运维，其中：

数据库服务器用于采集安装在现场漏电探测器的漏电电流、线缆温度、电流、功率等信号并实时存储，用于曲线、柱状图等显示；

应用服务器用于数据展示和分析，并处理各种信号，发出信息；

WEB服务器用于WEB端数据访问以及数据加密。

服务器配置如下：

6系统功能

1）安全用电监管服务系统包含安全用电管理云平台、电脑终端显示系统、手机APP、漏电探测器、漏电互感器、电流互感器等。

 2）安全用电监管服务系统平台能展示剩余电流、温度、电流等电气安全参数的实时监测数据及变化曲线、历史数据与变化曲线、实时数据等，能实时显示现场服务次数、排除隐患数、未排除隐患数、未处理数、常规巡检及产品维护等数据，监管数据能保存十年以上。

 3）手机APP软件同时具有IOS版本和安卓版本，能通过手机APP对每条记录进行呼叫，便于紧急情况下能尽快通知用电单位。

  4）能对各个单位及设备的电气安全运行情况进行自动统计和分析评估，并随时展示电气安全运行分析报告。

  5）监控探测终端产品满足法律法规和有关技术标准（GB14287.2《剩余电流式电气火灾监控探测器》和GB14287.3《测温式电气火灾监控探测器》）的要求，并通过消防产品质量监测检验中心提供的消防3C认证。

   6）漏电探测器能同时探测剩余电流、四路温度、三相电流等参数值，并能通过无线以移动通讯网络接入安全用电监管系统平台。

   7）ARCM漏电探测器和Acrel-6000Cloud安全用电监管系统平台购买中国人保提供的保险，累计赔偿金额1000万，单次事故赔偿500万（产品质量责任险、电气火灾险、第三者责任险等）。

    8）Acrel-6000Cloud安全用电监管系统平台具有计算机著作权。

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