配電柜火災監(jiān)控系統(tǒng)設計研究

【摘 ?要】隨著當前城市居民的生活水平的持續(xù)提高，其對家用電器等電器設備的使用效率與電能耗費呈現(xiàn)顯著增加的趨勢。而電器火災也隨之相伴而生，并且隨著電器使用的日益頻繁而逐步增多。配電柜作為建筑中的重要組成部分，起到為住戶進行配電的工作。配電柜的正常運行能夠保證住戶的用電安全，杜絕火災災害的發(fā)生。文章介紹了一種依托無線網(wǎng)絡的配電柜火災監(jiān)控系統(tǒng)，分析了其設計目標和軟硬件部分，希望能夠被有效使用在維護配電柜安全，預防配電柜火災的領域。

【關鍵詞】配電柜;火災監(jiān)控系統(tǒng);系統(tǒng)設計目標;系統(tǒng)硬件設計;系統(tǒng)軟件設計

引言

作為重要的配電設備，配電柜經(jīng)常被設置到建筑物之內(nèi)。對于配電柜進行良好的維護不僅關系到居民用電的方便，更關系到居民用電的安全。根據(jù)相關調查，在對配電柜進行正常使用中最常出現(xiàn)的配電柜安全問題就是配電柜的火災問題。在發(fā)生配電柜安全問題時，大部分都是由于配電柜內(nèi)部或者外部線路短路而導致的。為了能夠保證在使用配電柜設備中的用電安全，實時監(jiān)測配電柜運行狀況，筆者設計了一款基于小范圍無線網(wǎng)絡技術的配電柜火災監(jiān)控系統(tǒng)，希望能夠促進我國火災防治事業(yè)的發(fā)展。

一、配電柜火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計目標

在發(fā)生電氣火災之時，部分配電柜的線路故障會導致其局部的溫度過高現(xiàn)象的出現(xiàn)，引起其局部熱量的短時間大規(guī)模增加現(xiàn)象，進而導致火災災害的出現(xiàn)。根據(jù)配電柜火災災害發(fā)生的基本原理可以推斷出，相關人員可以根據(jù)對配電柜的電流與溫度的實時監(jiān)測來保證對配電柜火災問題的充分預防?；跓o線網(wǎng)絡，進行對配電柜火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計具有重要的現(xiàn)實價值。該系統(tǒng)的主要目標應該是在配電柜火災災害發(fā)生之前，就及時監(jiān)測到配電柜數(shù)據(jù)的異常，預防火災災害的發(fā)生和擴大化。首先，該系統(tǒng)應該能夠控制整個配電柜中的電流閾值，保證其內(nèi)部溫度具有一定的可控制性。其次，該系統(tǒng)應該能夠將斷路保護裝置的具體溫度及時投射到配電柜的溫度和電流數(shù)值監(jiān)控系統(tǒng)之中。保證當監(jiān)控數(shù)值與設定好的問題數(shù)值重合時的配電柜用電的安全。最后，該系統(tǒng)應該能夠保證當發(fā)生允許范圍之外的數(shù)據(jù)數(shù)值時的即時警告功能的實現(xiàn)，立刻主動采用斷路保護裝置，以此來維護住戶的用電安全。該基于無線網(wǎng)絡的配電柜火災監(jiān)控系統(tǒng)應該包括以下幾個部分。首先其應該包括能夠對配電柜內(nèi)部的溫度進行即時測量的部分，能夠監(jiān)測配電柜的電流數(shù)值的部分，能夠保證配電柜數(shù)據(jù)可以被及時傳輸?shù)牟糠忠约皩ε潆姽襁M行整體性監(jiān)測的部分等。溫度監(jiān)測的部分包括了多個溫度傳感器部件，其余部分包括了無線網(wǎng)絡的傳輸部分和能夠有效監(jiān)測火災的部分等。當該系統(tǒng)的傳感器監(jiān)測部件監(jiān)測到具體的配電器異常數(shù)據(jù)之時，會自動分析處理該不正常數(shù)據(jù)，而后提供給數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，進而保證配電器的使用安全。

二、配電柜火災監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設計

首先，配電柜火災監(jiān)控系統(tǒng)的硬件部分主要包括能夠對配電柜進行溫度監(jiān)測的感應裝置。感應裝置應該能夠在配電器設備的運行中感知到斷路保護裝置的溫度情況。在配電柜發(fā)生電流故障之時，斷路保護裝置就會被啟用，保證配電柜的使用安全。斷路保護裝置一般采用真空的形式。真空形式的斷路保護器的絕緣性質比較好，能夠在空間體積占據(jù)不大的情況下實現(xiàn)其較為頻繁的使用，具有多重的保護性能，能夠及時保護線路的安全使用，也保護配電裝置的整體性安全，能夠被廣泛的應用在用電網(wǎng)絡之中。當電路系統(tǒng)中出現(xiàn)老化等問題時，漏電現(xiàn)象就會間或出現(xiàn)，導致配電柜內(nèi)部的斷路保護裝置的溫度過高，進而引起火災災害的發(fā)生。因此，溫度監(jiān)測的感應裝置可以充分保證配電柜的運行安全。其次，配電柜火災監(jiān)控系統(tǒng)的硬件部分還應該包括配電柜中的電流數(shù)值探測裝置。斷流探測裝置可以有效監(jiān)測配電柜運行過程中的電路電流數(shù)值，當數(shù)值變化超出合理限度之時，其就會發(fā)送保護裝置啟動的信號傳輸?shù)奖Ｗo裝置處，引導保護裝置啟動，進而維護配電柜的使用安全，預防火災災害的發(fā)生。傳統(tǒng)的電流保護的裝置是一種比較被動形式的保護裝置。其在被使用中主要保護電路之間因為長期的短路而導致的發(fā)熱故障的擴大，防止因為局部的長期發(fā)熱而導致火災災害的產(chǎn)生。但是傳統(tǒng)的電流保護裝置不能夠對金屬端的短路現(xiàn)象和因為電弧的線路端的短路現(xiàn)象等產(chǎn)生比較好的保護效果。因為傳統(tǒng)的保護裝置的主要保護方式是依靠相關人員的提前參數(shù)設置來進行的，沒有參數(shù)的正確設置，其就不能起到較好的保護工作。而電流監(jiān)測的裝置則可以實現(xiàn)對配電柜運行中的電流參數(shù)進行有效的設置，并且配電柜在運行過程中，這種設置可以被系統(tǒng)自動的改變，以適應環(huán)境的數(shù)值變化需要。對于電流進行及時的監(jiān)測與反饋，保證配電柜系統(tǒng)中的電流始終處于數(shù)值變化的合理區(qū)間之內(nèi)，是預防配電柜火災災害發(fā)生的重要舉措。

三、配電柜火災監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設計

首先，配電柜火災監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分包括其所使用的無線網(wǎng)絡。此種無線網(wǎng)絡的選擇應該與建筑物的無線網(wǎng)絡設置情況相關聯(lián)。其應該既可以滿足全部功能的網(wǎng)絡需求，也可以被當做網(wǎng)絡連接的終端設備來使用。無線網(wǎng)絡具有良好的連接不同設備進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?。其可以被用來建立全部配電器感知設備之間的聯(lián)通網(wǎng)絡，建立一個單獨的適應火災監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳輸通道。在該系統(tǒng)完成初始的網(wǎng)絡設置之后，該系統(tǒng)可以在運行中加入其它的網(wǎng)絡設置，保證不同的系統(tǒng)部件進行在網(wǎng)絡控制之下的有效銜接。其次，該配電柜火災監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分應該包括顯示的界面系統(tǒng)和網(wǎng)關部件。網(wǎng)關部件的使用也是通過無線網(wǎng)絡來進行的，無線網(wǎng)絡的程序和監(jiān)控系統(tǒng)的程序可以有效的協(xié)調，共同實現(xiàn)無線配電柜火災監(jiān)控系統(tǒng)的建立和完善。監(jiān)控系統(tǒng)的全部傳輸工作都應該能夠借助無線網(wǎng)絡終端來控制實現(xiàn)，保證對配電柜火災災害的全面預防。

結語

綜上，文章作者為了有效防控配電柜火災災害，設計了一套能夠適應多種網(wǎng)絡環(huán)境的無線配電柜火災監(jiān)控系統(tǒng)。通過此種系統(tǒng)的有效運作，可以有效監(jiān)控配電柜的內(nèi)部溫度和電流情況，當發(fā)生不在合理范圍之內(nèi)的數(shù)值變化時，該系統(tǒng)可以將問題數(shù)據(jù)及時上報給監(jiān)控中心，保證對配電柜火災災害的有效預防。

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作者簡介：

王帥杰，1994年04月27日，男，漢族，山東平度人，全日制本科，職稱：電氣工程師，研究方向：電氣工程。

（作者單位：青島中車電氣設備有限公司）