电气安全智能监控系统

关键词： 电气 线路

电气安全智能监控系统（精选十篇）

电气安全智能监控系统 篇1

目前, 变电站电气设备安全防护有很多经验可以借鉴, 如在一次设备、二次保护屏等作业地点的设置各类安全警示、标示牌, 提示运行人员及作业人员工作中的注意事项, 执行标准化作业指导书等。但是, 现在的各类安全警示标示主要用于有工作任务的设备, 多数是以文字形式体现的, 即使有语言提示方面的东西, 也是一些笼统的要求, 如“止步、高压危险”等, 不能和现场的具体设备和作业环境结合起来。

为克服现有变电站现场电气设备安全防护中的不足之处, 将运行设备、工作地点、作业现场的具体要求等利用单片机、感应系统等方式制作成语音提示装置, 放置于设备端子箱、机构箱、二次保护屏、接地桩等主要部位, 起到提示、警示作用。这样既满足安全生产需要, 又符合运行管理精益化的要求, 具有重大的理论和现实意义。

2 国内外语音提示系统研究水平综述

2.1 语音提示项目技术发展历史的简要回顾

语音提示技术的研究工作大约开始于20世纪50年代, 60年代, 计算机的应用推动了语音提示识别的发展, 70年代、80年代, 语音提示识别技术有了突破性的发展, 语音识别提示研究开始往纵深方向发展。90年代以后, 随着多媒体时代的到来, 要求语音提示、语音识别由实验室走向实用, 许多发到国家为语音提示识别的实用性开发研究投入了大量资金。

2.2 语音提示项目国内外研究水平现状和发展趋势

目前, 国内外的语音提示已经有了比较广泛的应用, 国内外市场上存在有多种语音提示系统:人体红外感应语音提示器、光感应语音提示器、超声波感应的语音提示、上电播报的语音提示器等等。这些语音提示器的发展趋势日趋智能化, 便捷化。但把语音提示系统灵活应用到电力系统, 与变电站电气设备的巡视、操作、维护、安全防护结合起来, 尚属于一项空缺的技术。

3 智能语音提示系统简介及原理

目前, 微机技术、单片机微电子技术相当成熟, 且在电力系统中的各个环节广泛应用, 可靠性、安全性日益完善, 为电力系统同的安全稳定运行打下了坚实的基础。

采用单片机、语音模块、多路控制器等新型微电子技术, 开发出变电站智能语音提示装置, 应用于变电站的端子箱、机构箱、保护屏、接地桩等, 当工作人员打开这些设备时, 通过接点的断开或闭合, 做出相应的语音提示, 告诉工作人员所处的位置, 接触的设备间隔名称, 便于工作人员确定设备位置、设备状态, 并对需注意的安全事项或保持一定的安全距离有直观的了解, 防止其走错位置, 在一定程度上起到了警示和提示的作用。

ISD1700系列语音功能及电路:ISD1700模块是一块最小化的语音模块, ISD1700语音模块用户可以不需要了解语音芯片及语音合成等的内部机理, 只需简单的外部串口控制, 就可以直接在喇叭上获得理想的语音合成效果。

板上语音芯片可插拔, 可选用ISD1700全系列的芯片。本模块特点是音质好, 断电不丢信息并可自由录入语音内容;片内可擦写程序存储器的单片机 (AT89C2051) 使控制灵活功能强大;LM386功放可提供0.5W的喇叭输出。将音源分段录制ISD1700模块。将需要的语音单词先通过磁带录音机或多媒体电脑录制好, 分成若干段 (最大1000段) , 再通过“ISD1700s高级语音编程拷贝机”全部自动分段写入到ISD1700芯片中, ISD芯片可即录即放反复修改内容, 内部语音及分段信息在断电后也能保持100年。

4 主要技术指标

1) 性能:电源电压5V, 静态电流13mA, 工作电流150mA, 接口电平5V, 外接喇叭8W, 输出音频功率0.5W;2) 合成:按需要和规定提供控制指令 (5V的TTL232方式) , 用户可使用控制单片机的任意口线模拟通讯, 本板即调用ISD语音芯片的相应段语音内容连续播放出来, 语音合成放音期间TX端输出低电平;3) 通讯问题:本板采用11.0592MHZ晶振的单片机控制, 采用4800波特率;4) 单片机软、硬件接口 (如图1所示) 。

5 综合功能

1) 灵敏可靠的磁性感应系统:作业人员靠近工作区域时, 能够灵敏可靠的用语音报出设备位置、注意事项;

2) 语音便于涂写, 语音提示系统可重复利用:根据工作内容需要, 可以任意变更语音提示的内容, 方便灵活性, 具有可重复利用的功能;

3) 安装方便:该语音提示系统小巧灵活, 便于安装, 不影响设备美观;

4) 在作业人员接触设备时, 清晰的告诉作业人员所接触的设备名称, 便于作业人员认清间隔, 避免了走错间隔

6 应用

在变电站电气设备应用方法较为简单便捷, 即在各站的二次屏柜、端子箱、机构箱、接地桩等处安装, 以满足各类现场作业的需要。此外, 也可以推广到输电线路、配网作业现场等各类需要接触设备的作业现场。

6.1 变电站智能语音提示系统需详细研究的内容

1) 研究室外端子箱、机构箱语音提示装置, 指导作业人员认清设备间隔、设备名称、需保持的安全距离等;

2) 开发出二次保护、测控等屏柜的语音提示装置, 提示作业人员明确屏柜的名称、设备的运行状态等;

3) 开发出接地桩的语音提示装置, 在运行人员安装接地线时, 对接地线安装位置进行播报, 提示运行人员认清接地线需安装的位置。

6.2 变电站智能语音提示系统实施步骤、试验计划

先将所需语音通过“ISD1700s高级语音编程拷贝机”全部自动分段写入到ISD1700芯片中, ISD芯片可即录即放反复修改内容。通过单片机技术将调用ISD语音芯片的相应段语音内容连续播放出来。语音提示器的安装、调试如下:

保护屏语音提示装置安装在保护屏柜门内侧, 语音提示器的电源是安装两节七号电池 (暂定为采用干电池, 技术成熟后考虑从端子排上取电源) , 通过感应接点进行控制, 打开屏柜门时, 感应接点接通语音回路。

端子箱语音提示装置安装在端子箱门内侧, 语音提示器的电源是安装两节七号电池, 通过感应接点进行控制, 打开屏柜门时, 感应接点接通语音回路。

机构箱语音提示装置安装在机构箱门内侧, 语音提示器的电源是安装两节七号电池, 对于多门机构箱, 通过多对感应接点进行控制, 打开屏柜门时, 感应接点接通语音回路。

接地桩语音提示装置安装在接地桩的接地线接头插入处, 语音提示器的电源是安装两节七号电池, 通过感应接点进行控制, 接地线接地端子插入接地桩时, 导通语音回路。

变电站智能语音提示系统可以实现以下目标:

1) 语音提示灵敏度高:当作业人员打开设备时, 能够通过接点的接通、断开进行控制, 自动进行语音提示, 灵敏度达99%以上;

2) 语音提示准确率高:语音刻录正确的情况下, 可以保证100%的正确提示率;

3) 提示内容丰富:根据工作需要, 随意更改提示内容, 提示内容的多少、用何种语音可以随意控制, 改变了以往语音提示系统的刻板性。

7 结论

变电站智能语音提示系统投入应用以后, 在安装初期, 需要一定的语音录制、语音提示器制作安装等方面的投资, 后期的维护工作量很少, 维护投资较少。且语音提示能够灵活方便的进行修改。相比经常更换的其他安全警示, 避免了经常更换, 每年可以节省相当一部分费用。此外, 在人员现场作业时, 变电站智能语音提示系统进行必要的位置提示和安全警示, 保证了现场作业的安全性, 避免了因走错间隔、工作内容危险点不熟悉等人员问题引发的事故, 造成停电、设备、电网损坏等, 有很好的经济效益和社会效益

参考文献

[1]陈贵银.单片机原理及接口技术[M].电子工业出版社, 2011, 1.

电气安全智能监控系统 篇2

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电气安全智能监控系统 篇3

一、前言

随着现代化发展步伐的加快，建筑行业的智能化、电气化的成长，建筑物中的电器电路越来越多，电器设备的使用量不断的增加和用电负荷的加大，加上使用方法的不同，每年由于电气线路过载、短路、绝缘材料老化等原因，使导线或电缆的绝缘材料毁坏引发的火警中，电气火警数约占总火警数的三分之一。因此对配电线路漏电引起的电气火灾隐患进行及时有效的监控是防止电气火灾频发必要措施。

二、工程概况

东海商务中心二期工程位于深圳市福田区，为商业、酒店为主的超高层综合性智能建筑，由一栋五星级酒店、两栋超高层公寓、商业裙房和地下室组成。地下共四层，包括商业、酒店后勤区、停车场、设备用房、人防工程。

三、系统的组成与工作原理

电气火灾监控系统由电气火灾监控设备（数据集中控制器，）、剩余电流式电气火灾监控探测器（现场监控器）和微型计算机构成。一台微型计算机通过RS485通讯实现组网使用，接口与多台集中监控设备相联，一台集中监控设备通过二总线与至多128台监控探测器相联。监控探测器与零序电流互感器、电流互感器共同构成电气火灾监控系统的前置部分，零序电流互感器、电流互感器分别检测配电回路的漏电电流和三相工作电流，并将检测信号输送给监控探测器。监控探测器的主要功能是对配电回路的漏电电流、三相工作电流进行有效监控并将实时数据上传至集中监控设备。当受监控的某一回路的漏电电流或工作电流超过事先设定的预报警值时发出声光预报警信号、超过事先设定的报警值时发出声、光报警信号，并根据用户设定可以在规定的时间内切断受监控回路的供电电源，同时通过二总线将报警信号或预警信号发送至集中监控设备。

集中监控设备是采用微控制器并配以大屏幕LCD显示屏和其他外部设备组成，经过二总线与多个监控探测器进行通信的装置。集中监控设备与上位机（微型计算机）的连接是实现建筑智能化管理技术升级的关键性步骤，也是电气火灾监控系统与建筑智能化管理系统整合资源统一管理的重要保障。上位机与建筑智能管理系统可以通过多种协议联网。电气火灾监控系统采用了集散监控方案，监控探测器能够独立工作，监控单个测点，集中监控设备能够实现多个监控探测器的分级管理，构成多级智能监控系统，实现区域选择性保护，并具有存储和显示功能。

四、系统功能

实时监控功能

在集中监控设备、微型计算机上，能够显示指定点的三相工作电流和漏电电流值，并能够采用时间历程曲线的方式显示出这些电流值的大小和变化趋势。电气火灾监控系统除了能够对配电主回路的运行状况自动进行监控外，还允许操作人员手动切断指定点的电源（需要授权），当发现某点的漏电电流值或工作电流值出现异常现象时，可以通过微型计算机、集中监控设备远程切断该点的电源。

漏电保护功能

探测配电回路上的漏电电流，发出声光信号报警，准确报出故障线路地址，监视故障点的变化。漏电电流整定值可调，动作时间整定值可调。当配电回路的漏电电流达到整定值时，能在规定时间内切断供电电源（可以设置为不切断）。

过电流保护功能

探测配电回路上的三相工作电流，发出声光信号报警，准确报出故障线路地址，监视故障点的变化。过电流整定值可调，动作时间整定值可调。当配电回路的过电流达到整定值时，能在规定时间内切断供电电源（可以设置为不切断）。

隐患预警功能

在普通电气火灾报警系统中，当配电主回路中的漏电电流或某一相的工作电流达到整定值时，在发出声光报警的同时，切断了主回路的电源，不能提前发现故障隐患，对即将发生的故障不能提前干预，没法避免。

电气火灾监控系统具有预警功能，当配电主回路中的漏电电流或某一相的工作电流达到事先设定的预报警值时，只发出预报警信号。使操作人员可以及时处理配电主回路的异常情况，避免故障的发生。

显示和存储

电气火灾监控系统能在集中监控设备、微型计算机上显示指定点和故障发生点的三相电流和漏电电流的数值，能将故障线路地址、故障类型、故障发生时间和漏电电流、三相电流值，以及各种操作试验信号显示并存储。

现场总线通信

采用现场总线通讯技术，不断地对所有监控探测器、系统布线以及集中监控设备本身进行故障检测，提高了系统的可靠性。该通信系统的可靠性高，扩展性好，并可和其它控制系统相联，传输距离最远可达1.5km。

具有很好的扩展性

可以和火灾自动报警系统相联，实现远程切断火灾发生点的负载电源。（2）、扩展（可选）功能

温度检测功能

监视指定部位的温度变化，并将温度值实时传送给集中监控设备，当监视部位的温度达到报警设定值时，发出声、光报警信号。

过电流三段保护功能

具备长延时、短延时、瞬时的三段保护功能。过电流长延时保护的电流整定值可调、动作时间整定值可调。在电路连续过载的情况下，能缩短其长延时的动作时间直至瞬时动作，保护线路不致因热积累而造成过载损伤。电气火灾监控系统采用了定时限/反时限保护，动作电流整定值可调、动作时间整定值可调。当配电主回路中某一相的工作电流达到脱扣电流整定值时，采用短路瞬时保护。

过欠压报警功能

当被监控回路某一路工作电压低于欠压规定值时，发出欠压报警信号；当被监控回路某一路工作电压高于过压规定值时，发出过压报警信号。并将报警信号及三相电压值通过现场总线传送到集中监控设备。

缺相报警功能

当被监控回路某一路的工作电压和工作电流均低于规定值时，发出缺相报警信号，并将报警信号及三相电压、电流值通过现场总线传送到集中监控设备。

无线监控功能

智能电气火灾监控系统设计与实现 篇4

1 电气火灾形成的原因

电气火灾引起的原因有很多, 其中主要的是由于电气线路及相关设备的表面出现问题, 突然释放大量的热能而产生的:造成电气线路表面炽热因素有电弧电压、电火花和电热器等, 当电气线路的表面一旦具备了燃烧的条件, 电气线路本身和周围的易燃性物就有可能被引燃, 从而造成严重的火灾现象, 当然现实生活中的自然灾害如 (雷雨和强静电) 也有可能引发火灾现象。

1.1 由线路短路引发的火灾

线路安全主要体现的是导线本身及导线间衔接是否准确, 导线本身表面是绝缘的, 一旦绝缘体表面被破坏, 在破破损处就造成火线与火线、火线与地线交叉在一起, 瞬间就有可能引发电流陡增现象, 这种特殊的现象称为短路。电火花或电弧引发火灾主要原因为单相接地故障, 主要体现为导体的绝缘表面被破坏、被击穿而产生的电弧电压。电弧电压将产生很高的温度, 如1A~10A的电弧电流就可以产生1000℃~2000℃的局部高温。短路现象最后导致的结果就是突然电阻的阻值变小了、突然电流的流量变大, 这种瞬间的变化就会产生大量的热量, 这种热量严重的超出了线路正常工作时所能承担的热量, 结果造成短路处出现强火花和电弧, 引起附近的易燃可燃物燃烧, 造成火灾。

1.2 接触电阻过大引起火灾

所谓的接触电阻就是在两个线路接头的地方形成的电阻。如果接头处存在着问题如:存在杂质或接触不良等原因, 这种现象就有可能造成接触处的表面接触电阻突然变大。此刻一旦遇到强电流通过时, 接触表面瞬间就会产生强大的热量, 使接触处的表面层的金属被熔化, 表面绝缘层被破坏引起燃烧现象, 同时造成周围的一些相关物质 (导线上积落的粉尘、纤维) 等引燃, 造成火灾。

1.3 超过日常安全载流量引起火灾

电流流量通过导线时超过日常安全载流量我们称之为超负荷。超负荷能导致导线自身的绝缘层部分表面老化品质下降。当电流的流量超过日常安全载流量的两倍以上时, 此时该处电流通过线路时的温度积聚增加, 有可能引起线路的绝缘层融化而自燃, 引燃了线路周围的可燃物, 造成火灾。

1.4 线路漏电引起火灾

所谓的线路漏电是指线路中某一处的导线由于某种原因造成线路绝缘层的表面的绝缘能力下降了, 造成导线内部互流、电线与大地之间也有互流的现象。造成漏电火灾的原因, 一是热作用, 二是电火花。当线路出现这种现象时, 致使线路遗失的电流流入到大地中, 此时如果恰巧有大电阻通过时, 局部线路的绝缘层表面温度积聚增加, 这种绝缘层表面温度积聚增加现象可引燃周围的可燃物, 造成火灾。

2 当前电气火灾监控系统存在的问题

火灾报警系统主要由两大部分组成, 其中最主要的是火灾探测器, 此设备是专门用来鉴别电气设备是否存在安全隐患的仪器。根据现场的实际情况及建筑物的实际需求, 探测器的类型要有所不同。不同的火灾现象发出的电气火灾信号是不同的, 目前国内的电气火灾报警系统还存在很多问题, 最常见的问题就是火灾出现时耽误报警时间或报警的具体情况不详细等现象, 这主要是因为:

1) 传感器本身存在精确度不准确的问题, 传感器的输出信号值与现场火灾实际参量值之间不能相互对应;

2) 还受外界环境因素对传感器本身的影响, 传感器周围的环境因素主要是指传感器的摆放位置、室内外温度及周围磁场的影响, 其中周围磁场的工频磁场值与探头模拟量输出出现问题, 就导致数据曲线对比等匹配法等参数出现不匹配的现象;

3) 在实际工作中, 不同类型的传感器采集的现场数据 (如漏电电流、电流电压、弧光、温度、工频磁场值等) 也不同, 而采集来的数据中的部分或全部都存在着非线性依赖关系, 这种关系是无法用数字化模型方法显式, 单纯根据这些数据很难正确的做出科学的报警判。

3 智能化的电气火灾综合监控系统的设计构架

电气火灾监控报警系统就是在事故发生前对预发生的事故提前进行报警的系统。主要由电气火灾智能监控系统、剩余电流式自动化电气火灾监控探测系统以及测温度式的电气火灾监控探测系统等组成。智能电气火灾监控系统能准确监控电气线路异常状态和故障, 能有效预防常见的因漏电现象导致建筑物接地电弧所引起的电气火灾事故。

4 智能电气火灾监控系统的技术保障

4.1 自动化智能传感系统及模糊推理专家系统

随着我国网络技术的蓬勃发展, 目前一般采用自动化探测器系统使传感器能达到智能化程度。利用有效集成的方式通过常规传感器与智能模块实现系统探测器均采取, 实现现场数据的智能化。智能探测系统是由剩余电流和温度探测器组成的。智能探测器的研发宗旨是达到”设备智能化、网络数字化”。目前国内要求统一采用RTOS及ARM系列软 (硬) 件操作平台, 运用C语言开发技术, 实现传感器的数据采集、数据处理与数据传输。

智能化诊断技术包括事故诊断、事故具体情况分析及事故前期预防。这项工作要求技术人员具有丰富的工作经验, 结合实际情况, 通过事故诊断系统软件的模块实现事故种类、事故程度、事故位置、事故原因等做出判断并给出预防策略。

4.2 电气行业信息可视化技术

随着可视化信息技术的不断发展, 电气火灾监控系统采用信息可视化技术使得电气故障隐患一目了然, 多媒体报警手段更为直观, 电气系统的安全可靠性得到控制。通过信息可视化技术真正实现电气火灾监控的可视化, 成功引领了电气火灾监控系统。通过图形组态软件将实时数据及报警信息通过映射方式反映到界面上, 实现实时图形监测;通过应用功能模块实现声光、语音、打印、短信、电话报警等方式。

引起电气火灾的主要因素之一就是存在于电气设备上的各种安全隐患, 目前我们可以通过智能化火灾监测系统和智能化火灾预警系统等有效的现代化手段预防各种火灾的发生。实施电气火灾智能监控, 提高电气火灾防控的有效技术水平, 智能电气火灾监控规避了以往报警系统中存在的不足, 致使火灾发生率大大地降低。将智能化监控技术广泛应用于监控及预防电气火灾中, 实现全方位可视化的处理各种电气火灾的能力, 最终实现了电气火灾监控系统智能化、信息化, 智能化电气火灾监控系统的应用范围得到有效拓展, 检测技术与防控水平得到了提高, 人民生命财产安全得到了保护, 对构建和谐社会起到了重大的意义。

摘要：阐述电气火灾发生的原因, 介绍智能电气火灾监控报警系统的功能, 在分析现有电气火灾监控系统的不足基础上, 设计了一种智能电气火灾检测模型, 能够较为准确地计算电气火灾发生的几率, 充分地对电气线路、用电和供配电设备容易酿成火灾事故的因素进行监控, 使人们能够及时发现和排除安全隐患, 电气火灾事故的发生得到遏制。

关键词：电气火灾,监控系统,模糊推理,智能信息,漏电

参考文献

[1]陈尧.嵌入式电气火灾监控系统设计[D].武汉:武汉理工大学, 2010.

电气安全智能监控系统 篇5

关键词：建筑电气设计；智能微电；措施

建筑的发展直接带动了电气设备的发展和进步，而科技的运用也为电气设备的应用带来了机遇。随着电气设计越来越精品化，新产品和新技术也不断涌现，也促进了电气设计和施工持续发展和日渐成熟。并且现代建筑电气设计直接关系到建筑物使用过程中的用电安全和用电需求。我们可从调研分析中发现，建筑电气设计中存在前瞻性不足、设备的使用不合理等引起建筑电气设计出现了一些问题，影响到设计目标的实现。因此，必须规范设计内容及原则，而作为电气设备设计人员在操作时，应该严格执行规则要求，还要严格从相关规定和标准出发，进行合理科学有效的电气设计，从而满足建筑物设计功能的要求。

1. MAS在微电网中的发展优势

随着对MAS研究的深入，MAS赋予所拥有的各个智能体不同的结构、信息内容和推理、规划能力，因此对单个A-gent的研究仍然是一个重要的基础性研究内容。MAS是由多个代理（Agent）组成的系统，它是为了解决单个代理不能解决的复杂问题，由多个代理协调合作形成问题的求解网络。在该网络中，每个代理能够预测其他代理的作用，也能影响其他代理的动作。因此，在多代理系统中要研究一个代理对另一个代理的建模方法。同时，为了能影响另一个代理，需要建立代理间的通信方法，即多个代理组成一个松散耦合又协作共事的系统，就是一个多代理系统。为了使代理间能够合理、高效地进行协作，代理间的通信和协调机制成为多代理系统的重点问题。同时，值得强调的是，前面讨论的代理的特性大多也是多代理系统所具有的特点，如交互性、社会性、协作性、适应性和分布性等。此外，多代理系统还具有如下特点：数据分布性或分散性，计算过程异步、并发或并行，每个代理都具有不完全的信息和问题求解能力，不存在全局控制。

2.智能微电网在建筑电气中的作用

尽管分布式电源可靠性好、灵活性高、经济性高、节能环保，但是研究表明它对大电网的规划、运行控制和潮流等具有重要的影响，是对传统电网的运行、计算、规划的一个很大的挑战。正是由于分布式发电的这些不足，近年来提出了微电网的概念。微电网作为大电网的一个主要支撑和后备，无疑将成为未来电网发展的一大趋势。而且随着智能电网概念的提出，微电网作为一种可以进行智能化控制的单元，也将是未来智能电网的重要组成部分。美国的CERTS最早提出了这一概念，接着在欧美很多国家都开始广泛地研究微电网。根据CERTS的定义，微电网是一种由负荷和微型电源共同组成的系统，它可同时提供电能和热量。微电网内部的电源由电力电子器件负责主要的能量转换，并提供必需的控制。微电网相对外部大电网是一个单一的可控元件，并可同时满足用户对电网质量和安全的要求。微电网将发电机机、负荷、储能装置、电力电子控制装置相结合，对外网来说，是一个单一、可控的元件，对用户来说又是一个灵活、可调节的电源。微电网具有自主运行和并网运行两种运行方式，能够灵活地实现孤立运行和并网。外网故障时，孤立运行可以保证微电网内的负荷不断电，不受外网的影响；并网时可以支撑上级电网。根据各国的不同国情，微电网的发展具有不同的特点。其中美国电网以提高重要负荷的供电可靠性、满足用户定制的多种电能质量需求、降低成本、实现智能化为发展重点；日本的微电网发展目标主要定位于能源供给多样化，减少污染，满足用户的个性化电力需求；欧洲规划的未来电网则以智能性、能量利用多元化，满足电力市场的需求为主要特点。我国的微电网发展尚处在起步阶段，但是其带来的电网技术改革和经济效益是不容忽视的。

3.智能微电网在建筑电气中的技术难点

3.1优势分析

在现代建筑电气系统中，对电能质量的要求越来越高。由于微电网可以作为一个可定制的电源，以满足用户多样化的需求，因此它在建筑电气中的应用将具有独特的优势。微电网能够快速地跟踪负荷的变化，并及时作出反应。储能装置也能对发电设备的突然故障迅速作出反应，弥补供电有功的缺失。微电网采用大量的先进电力电子技术，对于由全控器件绝缘栅双极型晶体管（IGBT）组成的换流器可以有效地控制有功和无功，因此对于每一个分布式电源（如PV），都可以当作一个独立的无功补偿设备，发挥静止同步补偿器（STATCOM）的作用。这可对当地电压起很好的支撑作用。新型的电力电子器件及脉宽调制（PWM）技术，不仅可以补偿无功，更可以发挥有源滤波器的作用，减少谐波污染，向用户提供更高质量的电能。

3.2技术难点

结合MAS的控制，将智能微电网应用到建筑电气中有其独有的优势，但是也存在以下技术难点：如何协调各底层元件Agent进行控制。微电网Agent将对底层元件Agent进行协调，合理地进行协调控制策略就显得尤为重要，既要保证微电网运行稳定的同时，也要考虑经济效益最大化。如何实现Agent的快速反应性。Agent的特点之一就是对环境的快速反应性，这使它在故障环境或者大扰动情况下，能够及时地作出响应，以应对环境的突变，避免问题的进一步恶化。

4.结束语

微电网是目前研究的热点，它不仅可以有效地管理分布式电源，更是将来智能电网的重要组成部分之一。将智能微电网用于建筑电气中，具有增加供电可靠性、改善电能质量等优点。MAS分布式控制的特点能够更加有效地管理微电网各负荷和电源，协调微电网与上级电网之间的控制。智能微电网作为一项新兴的技术，具有很大的发展潜力。智能微电网在建筑电气的应用有很多好处，是未来发展的趋势。

参考文献：

[1]章健，多代理系统在微电网中的应用[J]. 电力自动化， 2012

电气传动系统的智能控制 篇6

1 电的使用和人工智能的意义

1.1 电力使用的意义

在现代生活中, 人们的生产生活离不开电。迄今为止, 人类发明的绝大多数机械都需要电来提供运转的能量。电的使用也使大机器和大工厂生产成为可能, 人类许多伟大的发明都出现在电气时代:电灯、电话、飞机、汽车, 还有电脑。电力的使用使人类工业发展和历史进程进入了一个高速发展的时代, 使人们的生活更加便捷, 使更高的技术发展成为可能。随着地球各种资源日益枯竭、环境问题日益严重, 电作为清洁、可再生能源越来越受到人们的重视。电力的使用为第三次工业革命奠定了基础, 对各项现代技术的产生和发展起到了推动作用, 对生态环境的改善、对人类文明和科技发展具有重大意义。

1.2 人工智能的意义

人工智能是研究使计算机模拟人类的某些思维过程和智能行为的学科, 是第三次技术革命的产物, 是计算机技术的一个分支, 是世界三大尖端技术之一。人工智能能够帮助人脑分担繁重的科学和工程计算, 并且比人脑更快、更准确。人们将人工智能技术运用到生产生活的各个领域, 如智能家居, 智能控制系统的使用等。人工智能技术的发展和应用将使人类现有的科学技术得到进一步的提升和革新, 可以减轻人脑的工作压力, 减少人的工作量, 并且有效地提高工作效率, 对人类的发展和进步有重要意义[1]。

2 智能控制在电气传动系统中的特点及应用

2.1 智能控制的常见方式

2.1.1 模糊控制

模糊控制是利用模糊数学的基本原理进行控制的方式。在日常概念中, 十分精确、固定的概念相对较少, 大多数情况是模糊的, 变化的, 具有不确定性的。传统技术很难对这样的概念进行精确掌握。模糊控制利用相对模糊的集合来表现日常概念, 能够更好地表述和控制概念。

2.1.2 单神经元控制

神经网络有较强的信息处理能力。在电力系统运行中, 极其复杂的问题时常会出现, 如果使用传统的人力解决, 既费时, 又费力。运用单神经元控制就可以轻松解决问题。但是使用神经网络需要强大的计算机硬件支持, 如果企业没有强大的硬件支持, 单神经元控制就无法实现。但是, 对于电气传动系统的控制而言, 单神经元控制具有快速、高效的特点[2]。

2.2 智能控制电气传动系统的特点

有些人会将智能控制和自动化控制的概念等同起来, 认为二者之间没有什么不同。自动化控制也是人类机械生产中的一项技术革新, 在一定程度上将人从一些繁重、危险的工作中解放出来, 并且拓宽了人类探索的领域, 但自动化控制和智能控制是不同的。与智能控制相比, 自动化控制的技术比较成熟, 使用时间比较长, 但相对属于传统控制技术。在传统控制技术中, 人们先要建立数学模型, 所有的运行步骤都严格按照数学模型来执行, 一旦模型出现缺陷, 机器的运作将出现问题。而且, 根据电气企业的发展需要, 机械需要更高效的运行, 这个时候, 原有的数学模型就需要改进、更新, 这是一项复杂的工作。在智能控制中, 这种情况几乎是可以避免的。智能控制高度模拟人脑, 其工作方式摆脱了对传统数学模型的依赖和束缚, 可以根据实际情况进行控制, 可以根据系统实际进行自我改进, 使自身更适应系统和工作实际, 其控制方式更合理, 更规范, 能有效提高工作效率和准确性[3]。

然而, 智能控制的系统体系依然处于发展探索阶段, 各项研究并没有结束, 这就意味着智能控制体系并不完善。而传统的控制方式由于使用时间较长, 体系相对完善而拥有目前智能控制无法替代的优势。电气企业要正确处理传统控制和智能控制的关系, 把握智能控制的特点, 才能使智能控制更好地发展, 为企业服务。

2.3 智能控制在电气传动系统中的应用

对于将智能控制应用于电气传动系统中, 有些人持支持态度, 也有些人持反对态度。不可否认的是, 智能化是技术发展的趋势之一。将智能控制应用于电气传动系统, 无疑可以提高工作效率和工作的精准度, 减少人力的使用, 减轻人脑的工作压力。将智能控制应用于电气传动系统是值得推广和发展的。

智能控制在电气传动系统中的应用主要体现在两个方面:

第一, 架设模糊控制结构。模糊控制设定的参数不是固定的数值, 而是一个可以调节的集合, 能够不断调整参数, 方便信息的输入和输出, 实现对参数的精确控制。第二, 实现非线性控制。单神经元控制可以实现非线性控制, 打破传统线性调节的束缚, 可以调整和适应系统中的动态数据, 具有很强的控制力, 能提高系统性能, 减少误差。以上两个方面都对电气系统性能的提升和控制力有良好的效果, 适合电气传动系统使用[4]。

智能控制实际应用于电气传动系统存在一定的难度。首先, 智能控制系统对硬件要求很高, 一般的计算机设备无法承担智能控制所需的运行方式, 使智能控制无法实现。其次是原有结构的制约, 在原有的某些类型的控制器中, 学习算法和拓扑结构已经成型, 限制了其他类型控制器的生产和使用, 计算机的计算时间会因此增长, 达不到人们对智能控制的预期设想和效果。当然, 智能控制在电气传动系统中的应用依然处于试验、探索和发展阶段, 此项技术将在应用中不断完善[5]。

3 结论

电力是现代人类社会的主要能源之一, 智能化是人类科学技术发展的趋势之一, 智能控制在电气传动系统中的应用是电气行业发展的趋势。智能控制能够打破电气行业传统的运转方式, 为行业发展提供动力, 提高工作效率, 缓解人力资源紧张带来的压力, 解放人脑。智能控制虽然存在不足, 但值得推广和进一步发展。

摘要：基于电力在人类社会生产生活中的重要地位和科学技术逐渐智能化的发展趋势, 电力与人工智能技术相结合成为技术发展的必然结果。就电力的使用和人工智能的意义进行叙述, 并对人工智能在电气传动系统中如何应用及其特点进行探讨。

关键词：电力传动,人工智能,控制

参考文献

[1]何武林.电气传动系统的智能控制分析[J].知识经济, 2015, 3:78.

[2]鞠毅.电气传动系统的智能控制问题初探[J].电子技术与软件工程, 2015, 12:177.

[3]刘金波, 钟秀文, 梁日栋.电气传动自动控制系统优化设计方法研究[J].机电信息, 2014, 27:141, 143.

[4]周业元.人工智能在电气传动控制中的应用研究[J].机电信息, 2013, 24:97-98.

高校楼宇电气智能控制系统探究 篇7

关键词：电量监控,智能控制,温度传感器,震动传感器

高等教育是我国教育系统的重要组成, 高校则是我国提高科研水平的重要场所。随着我国高等教育事业的快速发展, 我国高校的占地面积增长迅速。目前, 高校是区域内电力资源的占有和消耗大户, 电费支出在办公成本支出中一直占较大的比例, 随着全国各个高校规模的不断扩大, 在校生人数大幅度增加, 图书馆、教学楼、办公楼和学生宿舍等与学生学习、、生活密切相关的配套设施也迅速扩张。对于这些关键建筑, 采用传统的电气控制系统不仅造成资源的大量消耗, 也致使高校的管理运营成本大幅度增加, 高校的财政不堪重负。本论文旨在高校普遍采用的电气系统上, 初步建立一套适合高校的电气智能控制系统, 为校园节能管理和绿色校园的建设提供一种新途径。

1高校楼宇电气智能控制系统原理

电力是高校校园内的主要能源种类, 用于各类功能建筑的照明、动力、教学、生活等设施。高校电气智能控制系统的核心是能源自动化监控和管理, 由能源监管中心、远程传输网络、现场控制网络、三相/单相电力监控终端、、网关、传感器、定时器、智能化计量仪表、能源监管系统软件等组成。

2高校楼宇电气智能控制系统设计

在校园里, 图书馆、实验室、教学楼和学生宿舍是电力供应的重点区域。目前数字化校园已在全国的高校推广。利用数字化校园网络建立校园能源自动化监管系统, 既可以省去网络的拓扑费用, 也可以使能源监管和数字化校园结合起来, 统一管理。

校园能源自动化监管系统的核心是能源监管中心, 通过数字化校园的局域网系统将现场控制器、传感器、监视器、三相/单相电力智能终端等设备整合起来。

2.1系统结构设计

系统结构示意图见图1, 系统结构特点为:

(1) 图书馆、教室等公共区域的照明控制系统与监管中心联动, 通过红外线感应系统, 实现无人时自动关闭, 也可切换成监管中心或现场手动控制, 每个控制器的开闭情况都能在监管中心的数字化管理平台上显示出来。

(2) 分体、中央空调系统通过温度感应和红外感应系统与监管中心连接, 实现每个房间、每个封口的单独控制和无人关断, 每个房间的温度、空调的运转情况都能够通过监管软件查询。

(3) 校园供水系统增加变频控制设备, 并通过数字化校园网络连接至监管中心。

(4) 对学生宿舍区更换成智能计量电表, 并连接至监管中心, 实现分室供电计量、负载限制、定时断电、短路、过流保护、故障报警、数据分析、数据保护计费等功能。

2.2控制器的设计

控制器中采用DDSI1129型单相或三相智能控制器, 可完成用电系统的电压和电流采集、智能调节、数据实时返回、数据同步等控制;监测器采用红外线人员检测器, 可完成有人员动作时可手动控制, 无人员动作时自动关断。为增强系统运行的可靠性和安全性, 系统中的控制器和监测器都具备数据实时回传功能, 保证系统运行参数不会因断电而丢失。

对于室外照明系统, 设置室外照度计, 能源监管中心自动读取室外照度计的照度值, 当照度低于系统设定的照度值时, 系统自动开启外场照明等, 而不管定时开启时间是否到。这种控制方式适用于天气突变时, 监控工作站检测到照度低于设定值时, 自动发出照明开启命令至照明监控终端, 开启照明设备。

3智能控制系统应用效果

某高校针对图书馆、教学楼和公共照明系统进行了电气智能控制系统改造, 针对照明回路、空调回路增加控制器、监测器、温度传感器和室外照度计等, 能源监测管理软件使用成熟产品, 全部改造成本约为150万元与2013年底完成。

2013年该高校月平均总用电量为352万度, 图书馆、教学楼和公共照明系统月平均用电量为212万度;改造完成后, 经过三个月的试运行, 月平均总用电量降低至331万度, 图书馆、教学楼和公共照明系统月平均用电量降至175万度, 节省电费33.3万元, 节电效果明显。

4结论

通过实测得到, 该系统在保证正常用电需求的前提下, 可节约能源17%, 且该系统具有强大的网络监测功能, 不仅能够实现监管中心对总体用电情况的全面掌握, 提高用电质量, 保证用电安全, 又能够降低能源消耗。

通过高校楼宇电气智能控制系统帮助高校削减能源消费, 避免能源浪费, 提高能源利用效率, 实现校园建筑设施的用能成本核算, 完善用能收费体制和制度建设, 是建设绿色校园的重要推手。

参考文献

[1]刘经伟.科技创新与应用[J].建筑科学, 2013 (28) :242.

[2]张丽, 张利明, 罗永红.科学之友[J].应用技术, 2011 (11) :15-18.

[3]原甲, 龚敏, 王云星.智能建筑与城市信息[J].技术与应用, 2013 (9) :82-83.

电气安全智能监控系统 篇8

一般的商业专业CAD软件解决方案是在平面图纸上利用配电回路导线进行相应赋值, 包括计算功率, 计算电流, 电缆电线选型, 开关电流值整定等等。其优点是当平面图完成时, 相应的系统图及计算书也同时生成。其缺点是计算量大, 赋值工作太过繁杂, 操作不便。

为此, 很多设计人员利用Excel的计算能力精心设计了基于Excel的电气负荷计算文件, 然后利用该文件的数据手工绘制电气系统图。这一方式减轻了计算负担, 使用简便, 还可根据需要灵活改变。但由于要用手工将Excel表格中的数据一一对应的输入CAD系统图中, 不仅工作量大, 耗时长, 而且容易在手动输入过程中出现人为录入错误。

本文基于上述问题, 用AutoLisp语言设计并实现了一个系统, 利用已有Excel数据文件, 自动生成电气系统图。不仅省去了人工输入过程, 缩短了设计周期, 减少了人为错误, 更重要的是系统可以根据规则, 智能选择相应图元绘制成符合要求的系统图。例如, 根据负荷性质, 智能地选择匹配的电气开关类型。

1 系统设计

1.1 程序流程

首先读取外部参数文件, 获取数据文件格式信息;之后读Excel数据文件, 对读入的数据作规格化处理, 正确辨识各种特殊符号, 使其符合程序处理要求, 并能识别错误的输入。读数据文件模块, 负责打开、关闭Excel文件, 提供逐行读取Excel数据文件、取出每个Cell内的数据的能力, 并可分辨多个表格的开始与结束。该模块分装了与Excel交互的各个函数。Visual Lisp提供了通过ActiveX方法和Offic程序交互的一系列方法和函数, 例如:vlax-Import-Type-Library, vlax-invoke-method, vlax-get-property, 通过这些函数能够方便地实现对Excel文件数据的访问, 具体方法可查阅相关文档[1]。

接下来将规格化后的数据传给表格绘制模块, 生成符合要求的系统图表格, 然后按照数据和相应规则正确绘制电气图。其中在表格和电气图的生成过程中将查询相关规则集按照匹配的规则绘制相应的图形。

图形绘制结束后, 转入人机交互模块, 输入附加的信息, 以完善系统图。程序流程见图1。

1.2 系统要求

电气系统图智能生成系统的实现, 要求数据文件——Excel表格必须提供足够的数据信息, 即必须将一系列有关数据一起输入到表格中, 并确保准确无误。

将Excel表格形式转化为电气系统图时, 本系统承担的基本任务包括:

1) 表格中有效数据的录入, 即将数据信息由Excel表格转入CAD中。

有效数据包括配电箱内各配电回路的负荷容量, 回路的计算电流, 回路的负荷名称, 回路开关整定电流值, 回路导线规格以及该配电箱的编号, 总的设备功率, 需要系数, 功率因数, 计算功率, 计算电流等等。

2) 根据回路负荷性质自动选择匹配的电气开关。由于Excel表格中提供了各回路详细的负荷名称, 为此, 可以根据这些负荷的性质, 由程序按照相应规则智能地选择合适的开关型号填入系统图内, 并能够根据负荷性质, 自动绘制系统图中的表头部分。

3) 根据配电箱总的计算电流大小以及总进线开关的整定值, 自动选择进线电缆大小。不同的电缆在一定条件下都有自己的载流量限制, 电缆的选择必须和开关的选择相配合, 以免发生事故。因此可以事先输入不同规格电缆的载流量大小, 让计算机系统根据配电箱实际计算电流的大小和总进线开关的大小, 智能地完成进线电缆规格的自我选择。

2 系统实现

2.1 灵活性

一个必须注意的问题是, 各设计单位的Excel数据文件格式通常是不完全相同的, 即便是同一个单位的数据文件, 也可能因为各种原因而改变格式。另外, 绘图规则可能因人或者随环境变化而发生改变, 这些变化都可能导致对源程序的修改。

为了使系统灵活地适应多种情况而不必修改源代码, 采用XML格式的配置文件, 为系统预定义系统图格式参数和绘图规则。当应用环境改变时, 只需修改该配置文件即可。

定义一个全局变量*FRAMEWORK*用于记录数据文件的格式, 建立数据表中项目与其在表格中位置的映射关系。该变量的形式如下所示:

(Setq*FRAMEWORK*

’ ( (项目名1列位置1) (项目名2列位置2) (项目名3列位置3) …)

)

当数据文件中某项目的列位置改变时, 只需修改*FRAMEWORK*中的列位置;当数据文件中增加项目时, 只需把新加项目信息添加到变量*FRAMEWORK*中即可。

2.2 智能性

本系统的核心模块之一是规则集的表示和其快速搜索的实现。为了使系统能够根据从数据文件所获取的具体数据, 按照其特征和匹配的规则智能地绘制相应的图形, 进而实现系统图的自动生成, 必须为程序提供相应的规则, 即规则集。

通常, 规则集的实现方法是利用“IF-THEN-ELSE”的语句结构, 缺点是代码中将包含大量的 (IF…) 语句或者IF的多层嵌套, 使得程序结构不清晰, 阅读和维护困难, 运行效率低下。为此, 引入了决策树技术。

决策树 (Decision Tree) 。

决策树主要用于机器学习中的分类算法[2], 树的叶子结点即为实例所属分类, 每个非叶结点表示在一个属性值上的测试, 可以表达属性值的合取与析取, 从树根到树叶的每条路径对应一组属性测试的合取 (与) , 树本身对应这些合取的析取 (或) 。因此决策树可以用于表示IF-THEN形式的规则, 例如:

IFL1∧L2∧…∧Ln, THEN H

本文对决策树作如下扩展, 以使其适合规则集的表达:1) 叶子结点为满足规则时的子句推论H, 亦即程序中可采取的相应动作。2) 从树根到树叶的每条路径L1∧L2∧…∧Ln。对应一组条件测试的合取。3) 子树分枝对应各种条件测试合取的析取。

子树组成了决策树, 决策树构成规则集, 决策树森林构成全部规则集。

采用表结构及表操作函数通过抽象数据结构定义来实现树的定义和操作, 其抽象数据结构定义如下:

用一个表结构来表示树的结点, 定义为 (NodeID Value Child1 Child2 Child3…) , 其中, NodeID为结点的一个唯一标记;Value为结点所代表的值;Child i为结点的各个子结点, Child i亦为一个结点结构。其中, 叶子结点不含Child元素。通过各个子结点的层层嵌套, 构成了一个嵌套的表结构, 相应地表示了一棵子树。

例如, 一棵决策树的LISP表示形如:

(0‘Root (1‘Cond1 (4‘Cond4 (9‘Cond9 (14‘Leaf5) ) ) (…) ) (2‘Cond2 (6‘Cond6 (11‘Leaf2) ) ) …)

沿根结点向下依次遍历结点0, 1, 4, 9, 14, 即可得到一条规则, 可以表示为“IF Cond1∧Cond4∧Cond9 THEN Leaf5 ”。

规则的匹配过程就是一个决策树的搜索过程, 用AutoLisp可以很容易实现树的搜索。

3 结语

本文给出了一个良好的系统构架和设计思路;以决策树表达绘图知识, 给出了AutoLisp实现决策树的方法, 为在AutoLisp中实现复杂数据结构、增强程序的应用性提供了思路。本系统已经应用于实际设计工作中, 在实践中取得了良好的使用效果, 极大地提高了工作效率。

摘要：给出了一个良好的系统设计思路及实现方法, 结果表明, 采用决策树技术, 在AutoCAD环境下设计并实现了一个建筑电气系统图的智能生成系统, 能够读取外部数据文件并根据规则集自动生成符合要求的电气系统图, 本系统具有灵活、智能的特点。

关键词：电气系统图,AutoLisp,规则集,决策树

参考文献

[1]张旭, 唐晓初.AutoCAD2000Visual Lisp ActiveX编程技术[J].计算机应用研究, 2003 (2) :20-22.

电气火灾智能监控技术应用与探讨 篇9

1 电气火灾防控技术现状

传统方法在预防和减少电气火灾方面主要有以下措施:严格按照规范要求设计,严把安装施工质量关,从设施、设备、线路、器具的选址、选型、设计、安装等方面预防和减少火灾发生;按照规范选择合适的短路、过负荷、漏电、避雷、防静电、接地等保护方式和装置;对线路采用穿金属管、封闭式金属线槽、难燃塑料管等措施以达到与火源、可燃物等的隔绝;应用红外线测温、超声波控测等技术对电气火灾隐患进行诊断。这些措施虽然一定程度上预防和减少了电气火灾的发生,但由于缺乏在线监测与预警技术等主动防控技术的有力支撑,还不能从根本上预防和减少电气火灾。

随着技术的进步,电气火灾监测与报警技术越来越受到重视,出现了电气火灾监控系统。该系统能准确、全天候地监测电气线路中的漏电、温度等参数的变化。当线路中发生异常时,可迅速发出报警信号并准确定位故障点,通知电气专业人员及时排查电气火灾隐患,将电气火灾消灭在萌芽状态。电气火灾监控系统较之传统的技术手段的确是一大技术进步,但依然存在诸多不足。

(1)功能单一。

偏重于状态监测及报警保护,缺乏故障诊断、故障分析、趋势预测等智能分析功能。

(2)监测面窄。

偏重于配电线路漏电及温度的点式探测,缺乏电缆温度的分布式线式探测;偏重于对低压设备的状态监测,缺乏对高压设备的状态监测;偏重民用建筑电气火灾的预防,忽视了工业领域的预防。

(3)网络化水平低。

并非完全网络化的全数字系统,对外缺乏网络接口,无法实现信息的对外共享发布,无法组建远程监测及管理系统。

(4)智能化未实现。

未全部实现数字化及智能化,不符合物联网的技术方向;同时系统缺乏智能分析功能,只局限在监测层级,不符合设备状态监测领域的技术水平。

(5)可视化不足。

监测报警手段传统单一,缺少图形化及其他更为直观的监测报警手段。

2 电气火灾智能化综合监控的总体设计

2.1 需求分析

针对目前电气火灾监控产品的缺陷和不足,项目组将“电气火灾智能化综合监控”这一概念进行了具体化的界定,明确了研发目标、研发方向和技术攻关难点。电气火灾智能化监控是指综合利用现代信息技术、智能传感技术及网络通信技术等,实现电气火灾隐患参数的综合智能探测、可视化监视、故障诊断、趋势预测及报警保护,及时发现并消除电气火灾隐患,有效预防和减少电气火灾的发生,同时借助局域网及互联网,实现系统综合信息的共享及对外发布,可在此基础上构建城市电气火灾远程监控及报警管理系统。基于这一概念,项目组研究的电气火灾监控系统样机具备以下特征。

(1)数字网络化系统。

基于全数字化的组成单元,通过总线连接,构建功能一体化分布式的网络系统,不仅是硬件间的网络连接,同时实现软件功能组件的分布配合。

(2)功能一体化系统。

基于高低压电气网络,实现点/线式状态探测,实现对高低压电气设备、电缆、配电网络接点、分布式温度和漏电电流等电气安全状态参数的全方位监测。不仅适用于民用建筑电气火灾综合防控,同样适用于工业场所的电气火灾防控。

(3)智能信息化系统。

实现组成单元的智能化,实现功能的智能化(包括智能诊断、智能分析及智能预测等)。同时对外提供网络接口,实现信息的远程发布和监测。

(4)安全可视化系统。

在传统文字监测及声光报警手段的基础上,提供直观的图形监控及多媒体报警手段,实现电气火灾隐患的一目了然。主要包括状态监控可视化、故障定位可视化、故障报警可视化、故障分析可视化。

2.2 架构设计

智能化监控系统基于嵌入式软硬件平台,严格遵从“设备智能化、系统网络化、状态信息化、安全可视化”的产品定位,构建一体化分布式电气火灾智能化综合监控系统。系统架构基于物联网系统模型及B/S软件体系,按照“感知层、通信层、应用层”标准实施系统建模。系统组成具体包括:处于感知层的电气火灾监控探测器、无线温度探测器、分布式感温光缆等;处于网络层的通信网络、现场总线及实现区域监测管理功能的监控器等;处于应用层的监控设备、远程监控中心及客户终端等。系统逻辑结构,如图1所示。

3 关键技术

系统智能化监控的实现涉及关键点多,网络架构复杂,需广泛采用多领域先进技术,主要包括以下方面。

3.1 高速交流采样技术

应用于电压配电网络的电气火灾监控探测器,探测的剩余电流值一般在毫安级,标准要求在1 000 mA以内,很容易受到周围电磁环境的干扰出现偏差。该系统剩余电流探测器完全基于嵌入式硬件智能模块及RTOS实时操作系统,进行每周波24点采样,采用快速全周波傅里叶变换及均值混合算法,有效滤去谐波成分,经计算及处理后以数字信号经通信接口输出,充分保证了采样值的准确有效。

3.2 RFID无线射频识别技术

鉴于高压电气设备存在绝缘问题,有线方式的接点温度探测不再适用。系统基于Zigbee高频无线网络规范,采用RFID技术,实现高压电气温度的非接触式探测与发送,这也是物联网核心技术在电气火灾监控中的实际应用。

高压温度探测器包括采集发射探头及接收装置。在具体实现过程中,前者完成高压设备温度的探测及转换,通过RFID芯片以射频方式发送温度值;后者集中接收经无线网络发来的温度数据信息,汇总后发送给监控主机处理判断。

3.3 DTS分布式光纤测温技术

有别于接点探测方式,实现电缆温度的连续探测必然要求线式温度探测器。代替传统的感温电缆方式,采用目前最为先进的DTS分布式光纤测温技术,包括高频脉冲激光技术、光纤拉曼光谱技术、光波分复用技术、光时域反射技术等。该技术的核心是利用激光在光纤中传播时拉曼散射光强度随温度的变化而变化这一光谱原理实现的。具体实现上,当在光纤中注入一定能量和宽度的激光脉冲时,激光在光纤中向前传播的同时,自发产生拉曼散射光波,拉曼散射光波的强度受所在光纤散射点的温度影响而有所改变,通过获取沿光纤散射回来的背向拉曼光波可以解调出光纤散射点的温度变化。同时,根据光纤中光波的传输速度与探测时间的物理关系,可以对温度信息点进行定位。

3.4 智能传感及分析技术

随着物联网的技术发展,现场探测器实现智能传感成为必然要求。系统探测器均采取智能模块与常规传感器的有效集成方式,实现现场参数的智能感知。包括温度探测器及剩余电流探测器,统一研制为智能探测器,这符合“设备智能化”的研发定位,也是实现系统网络化数字化的前提条件。统一采用ARM系列嵌入式硬件平台及RTOS软件操作平台,基于C语言开发的应用功能软件,实现传感器的参数采集、处理与协议发送。智能分析技术包括智能故障诊断、故障分析及趋势预测。通过趋势曲线做到掌控故障前的设备状态变化趋势,通过诊断分析确定故障产生后的事故原因及处理措施。这需要基于丰富的专家经验知识库,结合实时报警信息,通过故障诊断软件模块实现故障类型、程度、位置、原因的智能判断及预报决策等。

3.5 信息可视化技术

信息可视化应用到电气火灾监控上,就是将电气安全状态及参数以图形或图像化的形式,实现对电气故障隐患的一目了然,并提供更为直观的多媒体报警手段,使电气安全尽在掌控。系统基于自主开发的图形组态软件、大型商用数据库及网络化的软硬平台,真正实现电气火灾监控的可视化,成功引领了电气火灾监控技术的发展。包括状态监测可视化、故障定位可视化、故障报警可视化及故障分析可视化。具体实现上,通过图形组态软件实现画面编辑生成,包括地理图、状态图、电气图以及曲线图等,将实时数据及报警信息通过映射方式反映到界面上,完成实时图形监测;通过应用功能模块实现声光、语音、打印、短信电话报警方式。

4 结束语

实施电气火灾智能监控,对有效提升电气火灾防控的技术水平,彻底克服现有电气火灾监控或报警系统的局限和弊端,降低电气火灾发生率,优势明显。项目组研发的电气火灾监控系统已成功运用在郑州大学第一附属医院综合病房楼(28层、120 000 m2)、郑东新区千禧广场(63层、240 000 m2)、平煤神马煤化工集团等重点工程项目中。工程实践证明,将智能化监控技术广泛应用于电气火灾的监控及预防,实现电气火灾的全方位可视化监视、预测、报警、分析及处置等功能,实现电气火灾监控信息化,可有效拓展电气火灾监控的应用领域及监测范围,大大提高电气火灾的防控水平与技术水平,对保护人民生命财产安全及构建和谐社会具有重要意义。

参考文献

[1]陈尧.嵌入式电气火灾监控系统设计[D].武汉:武汉理工大学,2010.

[2]河南省公安消防总队.社会单位消防安全技术指南[M].北京:中国人民公安大学出版社,2009.

[3]陈尧,张学文,刘亮,等.基于嵌入式Linux的电气火灾报警系统设计[J].消防科学与技术,2010,29(3):230-232.

[4]王建刚,杜玉龙,麦时濠,等.电气火灾监控系统的功能可靠性分析[J].消防科学与技术,2009,28(4):196-199.

电气安全智能监控系统 篇10

关键词：智能建筑；技术要点；电气施工；安全防护

一、智能建筑电气施工的技术要点分析

（一）电线管道的敷设

智能化建筑电气施工安装中所用管路主要有金属管、硬塑料管、线槽、桥架等。在施工中管路一般容易出现以下问题：（1）电缆导管的弯曲半径过小。（2）绝缘导管在砌体上剔槽埋设时，其保护层厚度不足。（3）金属管不论材质一律焊跨接接地线。（4）金属桥架支架没做可靠接地。（5）桥架内电缆敷设时没有做明显标志；电缆填充率过高；电缆摆放混乱，固定点过少；电缆敷设过紧，没有留一定的余量。

针对以上情况，在施工中应该采取以下的技术措施进行应对：（1）电缆导管的弯曲半径大于或等于电缆最小允许弯曲半径，电缆的最小允许弯曲半径要符合规范要求。（2）绝缘导管在砌体上剔槽埋设时，应采用强度等级不小于M10的水泥砂浆抹面保护，保护层厚度大于15mm。（3）当非镀锌导管采用螺纹连接时，连接处的两端焊跨接接地线；当镀锌导管采用螺纹连接时，连接处的两端用专用接地卡固定跨接接地线。（4）金属电缆桥架及其支架全长应不少于2处与接地或接零干线相连接；非镀锌电缆桥架间连接板的两端跨接铜芯接地线，接地线最小允许截面积不小于4mm2；镀锌电缆桥架间连接板的两端不跨接接地线，但连接板两端不少于2个有防松螺帽或防松垫圈的连接固定螺栓。（5）电缆在桥架内敷设时，其首端、末端和分支处应设标志牌；桥架内电缆的填充率不得超过60%；电缆敷设要排列整齐，分层摆放，水平敷设的电缆，首尾两端、转弯两侧及每隔5～10m处设固定点，敷设于垂直桥架内的电缆固定点间距为：全塑型电力电缆不大于1000mm，其余电力电缆不得大于1500mm，控制电缆不得大于1000mm；电缆敷设时应留有适当的余量。

（二）灯具以及设备安装问题

在灯具和设备安装中可能会出现如下問题：（1）灯具的型号或规格与设计不相符合，产品不合格。（2）灯具位置与设计不相符和（3）设备安装位置出现偏差（4）不满足接地或接零要求。

如果出现以上问题，应该采取以下措施进行应对：（1）严格检验灯具是否合格（2）灯具安装时严格按照设计位置，排列时要考虑装修效果，与顶板装修风格相适应，吸顶灯安装时其中心要在同一水平线上，偏差不大于5mm。（3）设备安装位置与预留管线位置有偏差的，应加装保护软管，但软管长度应不大于1m。（4）当灯具距地面高度小于2.4 m时，灯具的可接近裸露导体必须接地或接零，并应有专用接地螺栓，且有标识。

（三）配电箱的安装

配电箱是接受和分配电能的表量，也是电力负荷的现场控制器。要使工程中的照明、电力、弱点等能正常工作，在电气施工过程中配电箱的安装至关重要，在安装过程中要注意：（1）配电箱的型号要严格依照设计图纸的要求，不合格的一律不予采用。（2）铁制配电箱的箱体要用厚度不小于2mm的钢板制成。（3）端子板应用大于箱内最大导线截面积2倍的矩形母线制作，但最小截面积不应小于60mm2，厚度不小于3mm。（4）箱体安装要牢固，安装配电箱时箱盖紧贴墙面，垂直度允许偏差为1.5%，底边距地面为1.5m。（5）箱体安装时保证位置正确，部件齐全，箱体开孔与导管管径适配，应用开孔器开孔。（6）截面积在10mm2及以下的单股铜芯线直接与设备、器具的端子连接，截面积在2.5mm2及以下的多股铜芯线应拧紧搪锡与设备、器具的端子连接，截面积大于2.5mm的多股铜芯线除设备自带插接式端子外，端部应拧紧、搪锡。（7）箱内接线应整齐，回路标号齐全，标识正确。

（四）开关、插座及面板的安装

在安装过程中要注意采取以下措施：（1）安装的插座面板要紧贴墙面，保证四周无缝隙，安装牢固，表面光滑整洁、无碎裂、划伤，装饰帽齐全。（2）漏电开关在安装前要逐个检查，确保漏电开关质量和动作的灵敏。（3）相同型号并列安装及同一室内开关安装高度一致，且控制有序不错位。（4）当交流、直流或不同电压等级的插座安装在同一场所时，要有明显的区别，而且必须选择不同结构、不同规格和不能互换的插座；配套的插头应按交流、直流或不同的电压等级区别使用。（5）插座接线时应符合下列规定：单相两孔插座，面对插座的右孔或上孔与相线连接，左孔或下孔与零线连接；单相三孔插座，面对插座的右孔与相线连接，左孔与零线连接；单相三孔、三相四孔及三相五孔插座的接地或接零线接在上孔。插座的接地端子不与零线端子连接。同一场所的三相插座，接线的相序一致。接地或接零线在插座间不串联连接。

（五）弱电系统的安装

弱点设备的安装是智能建筑与一般建筑电气施工的不同之处，和强电设备相比，电子、通讯等智能设备属于连续不间断工作的重要负荷，需对智能设备准确划分用电等级，采取相对应的供电措施，用以保证设备用电的可靠性和连续性。结构化综合布线时应根据不同系统、不同的传输距离选择不同的传输线缆，既要保证数据、图像等的传输质量，又不能造成浪费。在布线时要遵循EIA/TIA-568、ISO/IEC-11801国际综合布线标准等，选用最佳性价比的布线产品，根据现场世纪情况，选择最合理的布线方式。

二、智能建筑电气施工的安全防护措施

智能化建筑不同于一般的建筑，建筑中线缆密布、系统设备繁多，微电子装备复杂，而且防护能力薄弱，如果不能保证对系统的安全防护，会极大程度上影响智能建筑智能化系统的运行。为了保证智能化系统和电气设备安全正常运行，必须要采取专门、特殊的安全防护措施加以保护，智能建筑安全防护措施主要有防雷、接地、抗干扰三种保护手段。

三、防雷保护措施

要设置天线防雷措施，将天线装置建筑物顶部，必须与防雷接地装置连接在一起，而且连接点一定不要少于两处，如果天线的突出部分超过了大楼的防雷范围，要装设独立的避雷针，避雷针要与天线避雷接地装置进行可靠连接。为综合防雷，天线宜装高天线馈线系统避雷器。此外，进出建筑物的备种金属管、电缆、引入线应在进出处与大楼防雷接地装置相连；电缆进出线应在进出口处，将电源金属外皮、钢套管等与电气设备接地相连。如电缆转换成架空线，应在转换装置避雷器；对于信息系统和电源系统应该针对具体情况分级别保护。

此外，分析雷电脉冲LEMP袭击电子设备的不同途径来采取相应的综合防治措施。可采取的措施有：对系统设备实行等电位联结；实行穿金属敷线，加强屏蔽、减少感应效应；实行设备屏蔽、机房屏蔽、建筑物屏蔽；加装电子避雷器，限制侵入电子设备的雷电过电压的幅值。

四、接地保护措施

智能建筑的接地保护系统应该采用TN－S系统，该系统属于三相四线加PE线的接地系统。具体措施为：可采用独立接地，将防雷接地与直流接地和保护接地分开，主要目的是为了排除干扰源，为了安全起见，接地系统的距离一定要大于20m，而且它们的接地极与地线之间要保持绝缘，绝缘电阻应在2MΩ以上，接地电阻小于4Ω。或采取联合接地措施，将各种接地通过接地线将各种接地装置连接在一起。

五、智能建筑抗干扰保护措施