基于能耗監(jiān)測的高校實(shí)驗(yàn)室安全管理策略

支 琴， 熊順子， 彭華松

（上海交通大學(xué)a．招投標(biāo)與政府采購辦公室；b．生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院；c．資產(chǎn)管理與實(shí)驗(yàn)室處，上海200240）

0 引 言

隨著高校實(shí)驗(yàn)室安全管理逐步完善和研究項(xiàng)目范圍的不斷擴(kuò)大，改革安全管理成為實(shí)驗(yàn)室管理的核心。高校的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。包括：樓宇管理（項(xiàng)目，融資，采購），信息管理（設(shè)備，實(shí)驗(yàn)，研究）、人事、環(huán)境、安全管理和各類法規(guī)等。從管理角度來看，主要是人員、資金、產(chǎn)品、信息和項(xiàng)目等元素之間在不同組織空間、時(shí)間上的組合。這些因素包括多個(gè)實(shí)驗(yàn)室工作子系統(tǒng)。安全管理是此子系統(tǒng)的優(yōu)先事項(xiàng)。

實(shí)驗(yàn)室安全管理主要包括設(shè)施和環(huán)境、人員、樣品處理和實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備管理等。其中設(shè)施與環(huán)境管理主要是實(shí)驗(yàn)室配套設(shè)施的運(yùn)行、維護(hù)，在實(shí)驗(yàn)環(huán)境安全的前提下提供規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、安全的實(shí)驗(yàn)條件。

本文從高校實(shí)驗(yàn)室安全運(yùn)行的要求出發(fā)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室復(fù)雜空間、設(shè)施設(shè)備的用電需求，以及實(shí)驗(yàn)室用能負(fù)荷的要求進(jìn)行梳理，提出了高校實(shí)驗(yàn)室能耗監(jiān)測平臺(tái)的架構(gòu)，并通過實(shí)驗(yàn)室各類能耗監(jiān)測，對(duì)實(shí)驗(yàn)室安全隱患進(jìn)行識(shí)別并提出相應(yīng)的平臺(tái)管理策略。

1 高校實(shí)驗(yàn)室安全運(yùn)行要求

1.1 實(shí)驗(yàn)室用電負(fù)荷要求

實(shí)驗(yàn)室必須滿足其內(nèi)部設(shè)備的用電要求，實(shí)驗(yàn)室的用電負(fù)荷有兩個(gè)特點(diǎn)：發(fā)展性與不確定性。發(fā)展性是指初始實(shí)驗(yàn)室未充分利用，用電負(fù)荷低。隨著學(xué)科發(fā)展和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，實(shí)驗(yàn)室使用時(shí)間和實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量與種類也在增加，從而增加了用電負(fù)載；不確定性主要針對(duì)電力負(fù)荷，即當(dāng)實(shí)驗(yàn)室作功能性調(diào)整或改進(jìn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)裝置改變會(huì)導(dǎo)致電源類型和工作工況的改變。因此，實(shí)驗(yàn)室能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需充分考慮到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)室使用和功能計(jì)劃，并作擴(kuò)展性的配置，以確保實(shí)驗(yàn)室安全有效使用實(shí)驗(yàn)室能源。

1.2 復(fù)雜空間的用電需求

實(shí)驗(yàn)室面向不同學(xué)科的使用其供電需求也不同。由于實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)坐落不同等級(jí)、不同學(xué)科的實(shí)驗(yàn)室，因此實(shí)驗(yàn)樓供電必須滿足復(fù)雜空間的用電需求。

根據(jù)國標(biāo)GB19489-2008《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》，不同實(shí)驗(yàn)室所處對(duì)象、生物危害程度和采取的反復(fù)措施可分為4級(jí)；微生物生物安全實(shí)驗(yàn)室4級(jí)。其采用BSL-1、BSL-2、BSL-3、BSL-4 表示；動(dòng)物生物安全實(shí)驗(yàn)室用ABSL-1、ABSL-2、ABSL-3、ABSL-4 表示相應(yīng)級(jí)別。國標(biāo)中對(duì)各等級(jí)實(shí)驗(yàn)室的電力供應(yīng)系統(tǒng)提出了要求：①電源符合實(shí)驗(yàn)室的所有電氣要求，必需有冗余；②生物安全柜，鼓風(fēng)機(jī)和排氣閥、照明系統(tǒng)、自動(dòng)控制、監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)配備連續(xù)電源（UPS），電源應(yīng)至少保持30 min；③ 專用配電箱應(yīng)安裝在安全的位置；④3級(jí)、4級(jí)實(shí)驗(yàn)室供電管線應(yīng)采用金屬管鋪設(shè)，穿過墻和樓板的電線管應(yīng)加套管或采用專用電纜穿墻裝置。套管內(nèi)用不收縮、不燃材料密封。

因此，根據(jù)各級(jí)實(shí)驗(yàn)室復(fù)雜空間的布局，實(shí)驗(yàn)室配電設(shè)計(jì)必須滿足規(guī)范要求，同時(shí)必須做好冗余。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備用電需求

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)安裝有各種設(shè)備，其必須滿足各種設(shè)備的用電需求。這對(duì)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建造提出了更高的要求。比如，有些設(shè)備供電為220 V，有些為380 V供電。因此，在供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建造時(shí)，必須把供電容量和電壓質(zhì)量等納入考慮范圍。若供電不符合設(shè)備要求或電能質(zhì)量考慮不足，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)供電系統(tǒng)超負(fù)荷，供電線路過熱而引起安全事故。

電源的質(zhì)量是指供電系統(tǒng)電源各參數(shù)的穩(wěn)定性和可靠性，包括三相平衡、電壓波動(dòng)幅度等，是實(shí)驗(yàn)用電安全運(yùn)行要求的重點(diǎn)與核心。

2 實(shí)驗(yàn)室能耗監(jiān)測平臺(tái)的構(gòu)建

基于以上要求，高校實(shí)驗(yàn)室的安全管理基礎(chǔ)是構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室能耗監(jiān)測平臺(tái)，本次改造以校生物藥學(xué)樓群為例，在全校節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)下，通過校園網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)學(xué)院2級(jí)能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、遠(yuǎn)程傳輸、動(dòng)態(tài)管理等。

2.1 項(xiàng)目概況

生物醫(yī)藥樓群位于閔行校區(qū)，共有9棟建筑組成，每棟建筑各層設(shè)有獨(dú)立的強(qiáng)電間及配電柜，配電柜可分為樓層照明插座專用、樓層動(dòng)力專用（空調(diào)及插座）。樓群建有2間獨(dú)立的400 V配電室（09-1、09-2站）為本大樓供電，4臺(tái)10 kV、400 V變壓器容量分別為1 600 kVA。共有52個(gè)配電回路已安裝有施耐德PM800系列智能電表，作為1級(jí)計(jì)量已納入學(xué)校原有的校園節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)。樓群內(nèi)部計(jì)量尚不完備。

2.2 建設(shè)內(nèi)容

為提升管理精度，須定位實(shí)驗(yàn)室安全隱患點(diǎn)，生物醫(yī)藥樓群能耗監(jiān)測平臺(tái)以實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)用能設(shè)施、設(shè)備以及復(fù)雜區(qū)域與監(jiān)測對(duì)象，通過增加數(shù)據(jù)采集模塊，實(shí)驗(yàn)室計(jì)量表進(jìn)行改造，其主要建設(shè)內(nèi)容：① 分項(xiàng)計(jì)量改造。安裝大樓總表以及動(dòng)力照明、空調(diào)、插座以及特殊用電進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量改造。② 分戶計(jì)量改造。部分房間供電線路重新設(shè)計(jì)，并添加分戶電表，以獨(dú)立控制和管理每個(gè)房間能耗。③復(fù)雜空間線路及計(jì)量改造：大樓內(nèi)公共部分用電由于配電房空間及線路復(fù)雜的原因（如：走廊、衛(wèi)生間、電梯、開水器等）安裝相應(yīng)計(jì)量表，對(duì)相應(yīng)能耗進(jìn)行監(jiān)測。④線路梳理與調(diào)整。統(tǒng)籌供電線路，減少額外用電控制回路，實(shí)現(xiàn)房間用電高效計(jì)量。同時(shí)，對(duì)現(xiàn)有房間用電計(jì)量線路亂拉亂接現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)整，接到相對(duì)應(yīng)的控制箱上，盡可能減少因用電超載而造成的用電安全隱患；⑤監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)。

2.3 平臺(tái)架構(gòu)

實(shí)驗(yàn)室能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)采用分層分布式的銜接方式，根據(jù)各物理設(shè)備可劃分為4個(gè)層級(jí)：監(jiān)管層、管理層、通信層及設(shè)備層。平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 平臺(tái)架構(gòu)

其中監(jiān)管層由校級(jí)能耗監(jiān)管平臺(tái)組成；管理層由各2級(jí)單位實(shí)驗(yàn)室能耗數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站兩部分組成；通信層主要由數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)及交換機(jī)等通信設(shè)備組成；設(shè)備層由各類智能電表組成。各層級(jí)的詳細(xì)物理設(shè)備組成情況如下：

能耗數(shù)據(jù)中心設(shè)有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、分析數(shù)據(jù)庫、運(yùn)維工作站、UPS電源、物理防火墻等硬件配置。能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)將本學(xué)校范圍內(nèi)的監(jiān)測對(duì)象，采集其設(shè)備層傳輸?shù)挠媚軘?shù)據(jù)，執(zhí)行數(shù)據(jù)整合、存儲(chǔ)、分析、計(jì)算，輸出至終端顯示設(shè)備、并最終上傳至數(shù)據(jù)監(jiān)管層。

數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站設(shè)有數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)服務(wù)器、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)軟件等設(shè)備。數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站負(fù)責(zé)將監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)匯總、分析處理與分戶計(jì)量數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)兼容，共享系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

通信層包括數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)、工業(yè)交換機(jī)等，主要負(fù)責(zé)連接管理層和設(shè)備層之間的信號(hào)傳輸和數(shù)據(jù)共享。

設(shè)備層主要是用來監(jiān)測和采集現(xiàn)場電表數(shù)據(jù)，由本項(xiàng)目安裝的智能遠(yuǎn)程電表組成。

2.4 功能設(shè)計(jì)

校園節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)是指對(duì)校園建筑及設(shè)施安裝分類和分項(xiàng)能耗計(jì)量裝置，采用遠(yuǎn)程傳輸?shù)仁侄渭皶r(shí)采集能耗數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)校園建筑及設(shè)施能耗的實(shí)時(shí)監(jiān)測和動(dòng)態(tài)分析等功能的硬件和軟件系統(tǒng)總稱。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中心組成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括計(jì)量裝置、現(xiàn)場總線、數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)設(shè)備等；數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站等；數(shù)據(jù)中心包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理、管理平臺(tái)、數(shù)據(jù)上傳接口軟件以及服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備等。

校園節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用B／S軟件架構(gòu)。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸應(yīng)優(yōu)先并充分利用校園網(wǎng)作為數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，采用TCP／IP協(xié)議。

校園節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)應(yīng)具備能耗數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程傳輸、自動(dòng)分類統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、指標(biāo)比對(duì)、圖表顯示、報(bào)表管理、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)上傳等功能，滿足校園節(jié)能監(jiān)管要求。

本軟件采用標(biāo)準(zhǔn)的B／S（Browser／Server）架構(gòu)，即瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu)。它是一次性到位開發(fā)，能實(shí)現(xiàn)不同人員，從不同地點(diǎn)，以不同接入方式（比如LAN，WAN，Internet／Intranet等）訪問和操作共同的數(shù)據(jù)庫；它能有效地保護(hù)數(shù)據(jù)平臺(tái)和管理訪問權(quán)限，服務(wù)器數(shù)據(jù)庫也很安全。

B／S架構(gòu)維護(hù)和升級(jí)方式簡單。目前，軟件系統(tǒng)改進(jìn)和升級(jí)越來越頻繁，B／S架構(gòu)產(chǎn)品明顯體現(xiàn)著更為方便特性。B／S架構(gòu)的軟件只需管理服務(wù)器，所有客戶端只是瀏覽器，根本不需做任何維護(hù)。無論用戶規(guī)模有多大，有多少分支機(jī)構(gòu)都不會(huì)增加任何維護(hù)升級(jí)的工作量，所有操作只需針對(duì)服務(wù)器進(jìn)行。

系統(tǒng)邏輯架構(gòu)分為數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層和訪問層3個(gè)層次。目的是將系統(tǒng)各個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)功能獨(dú)立分開，達(dá)到靈活擴(kuò)充系統(tǒng)功能、降低故障率為目的，盡量減少各個(gè)子系統(tǒng)之間的耦合度，可以靈活地調(diào)整各子系統(tǒng)功能，彼此獨(dú)立運(yùn)行，方便后續(xù)維護(hù)工作，增強(qiáng)系統(tǒng)的一致性、擴(kuò)展性和兼容性。

數(shù)據(jù)層包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)備份和讀寫分離中間件子系統(tǒng)，讀寫分離中間件通過mysql-proxy實(shí)現(xiàn)，主要目的是提高整個(gè)能耗系統(tǒng)的訪問速度，讀寫分離是把對(duì)數(shù)據(jù)庫讀和寫的操作分開對(duì)應(yīng)不同的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，這樣可有效減輕數(shù)據(jù)庫壓力，也可減輕IO壓力。主數(shù)據(jù)庫提供寫操作，從數(shù)據(jù)庫提供讀操作，在能耗監(jiān)管系統(tǒng)中，讀取數(shù)據(jù)庫的時(shí)間占據(jù)很大部分。當(dāng)主數(shù)據(jù)庫進(jìn)行寫操作時(shí)，數(shù)據(jù)要同步到從數(shù)據(jù)庫，這樣才能有效保證數(shù)據(jù)庫完整性。

應(yīng)用層從邏輯上可劃分為數(shù)據(jù)處理、消息管理、分析展示和后臺(tái)管理等大類，每類下有一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)。將應(yīng)用層軟件系統(tǒng)劃分成各個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，盡量減少各個(gè)子系統(tǒng)之間的耦合度，可以靈活地調(diào)整各子系統(tǒng)功能，彼此獨(dú)立運(yùn)行，方便后續(xù)的維護(hù)工作，增強(qiáng)系統(tǒng)的一致性、擴(kuò)展性和兼容性。

訪問層可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁和移動(dòng)客戶端訪問，網(wǎng)頁使用HTML、JS、PHP、WebGL等語言和技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，用戶訪問時(shí)無需安裝任何插件，支持所有分辨率自動(dòng)切換，移動(dòng)客戶端通過swift和java進(jìn)行開發(fā)。

3 實(shí)驗(yàn)室安全隱患識(shí)別及其管理策略

通過能耗監(jiān)測平臺(tái)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室用能設(shè)施設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，針對(duì)實(shí)驗(yàn)室的用能特點(diǎn)，提出諧波處理、三相平衡等處理措施，同時(shí)通過平臺(tái)實(shí)現(xiàn)違規(guī)用電、突發(fā)斷電等情況的識(shí)別和處理，為實(shí)驗(yàn)室安全用能管理提供多種管理和技術(shù)處理措施。

3.1 諧波處理

供電系統(tǒng)中的諧波是對(duì)周期性非正弦電量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解，得到與電網(wǎng)基波頻率相同的分量和一系列大于電網(wǎng)基波頻率的分量，這些分量稱為諧波。在實(shí)際應(yīng)用中諧波的產(chǎn)生主要是由于供電系統(tǒng)中存在大容量整流或換流設(shè)備以及非線性負(fù)荷，導(dǎo)致電流波形畸變而造成的。大量諧波的存在給供電系統(tǒng)帶來了巨大的危害，具體體現(xiàn)在：① 諧波會(huì)增加用電設(shè)備的功率損耗和電能損耗；電流不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致設(shè)備過熱，降低設(shè)備利用率。如，過熱的電力布線，絕緣老化，照明設(shè)備的閃爍顯示等；②供電系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波可能與某些實(shí)驗(yàn)設(shè)備電器元件發(fā)生諧振，形成諧波放大現(xiàn)象，從而導(dǎo)致產(chǎn)生數(shù)據(jù)的不正確；③大量諧波會(huì)引起開關(guān)發(fā)生故障，開關(guān)柜中斷，嚴(yán)重時(shí)損壞設(shè)備，電力系統(tǒng)的安全使用受到威脅。

基于以上問題，本次改造采用了有源濾波的方式對(duì)諧波進(jìn)行治理。APF有源濾波器具有工作環(huán)境廣泛、動(dòng)態(tài)管理等特點(diǎn)，其中重點(diǎn)是高控制和快速響應(yīng)。APF不僅可以過濾，還可以自動(dòng)監(jiān)控并快速響應(yīng)；不產(chǎn)生對(duì)系統(tǒng)的阻抗，使其過濾效率穩(wěn)定。隨著大功率自動(dòng)關(guān)閉裝置的不斷發(fā)展，特別是在引入微控制器技術(shù)之后，有源濾波技術(shù)得到了高度發(fā)展，并逐漸從用戶自身的諧波抑制擴(kuò)展到整個(gè)電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量控制。同時(shí)，平臺(tái)輔助有源濾波器對(duì)電力諧波進(jìn)行檢測。在重點(diǎn)用能時(shí)間中，任何電力諧波異常都會(huì)以警告形式在首頁表現(xiàn)。改造中，對(duì)該樓群進(jìn)行了一次諧波檢測，結(jié)果如表1所示。

表1 諧波檢測表

從表1可以看出，該樓群總用電質(zhì)量較好。諧波大多出現(xiàn)在17次以下的奇數(shù)部分，且占比較少。

3.2 三相平衡

三相不平衡是指由各項(xiàng)功率不平衡引起的非對(duì)稱三相電源現(xiàn)象，這是基本的負(fù)載不平衡問題。根據(jù)國標(biāo)的現(xiàn)行規(guī)定（GB-T 15543—1995《三相電壓允許不平衡度》），供電系統(tǒng)中各接口正常電壓允許在2%以內(nèi)波動(dòng)、短時(shí)間內(nèi)電壓波動(dòng)不得超過4%。其中為確保交換保護(hù)和自動(dòng)設(shè)備發(fā)出正確的行動(dòng)，短期允許值一詞并不意味著應(yīng)始終假設(shè)規(guī)定的限值。對(duì)每個(gè)用戶接入公共連接點(diǎn)的正常電壓不平衡度允許值一般為1．3%。

三相不平衡是電能質(zhì)量分析的關(guān)鍵指標(biāo)。在高校實(shí)驗(yàn)室設(shè)施設(shè)備運(yùn)行場景中，實(shí)驗(yàn)室設(shè)施設(shè)備的運(yùn)行遵循科研活動(dòng)規(guī)律，具有負(fù)載形式多樣、運(yùn)行不確定等特點(diǎn)，其供電系統(tǒng)存在一定的三相不平衡情況。各相之間的不平衡會(huì)導(dǎo)致用電設(shè)備使用壽命縮短，加速部件的更換頻率，增加設(shè)備維護(hù)的成本。在三相電壓不平衡的情況下供電也會(huì)嚴(yán)重危及用電設(shè)備的安全運(yùn)行。

因此，本次能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)加裝了電壓監(jiān)控模塊，跟蹤監(jiān)控學(xué)院樓群各區(qū)域三相電壓情況。通過直觀展示各位置三線電壓情況，解決接線問題導(dǎo)致的單相大負(fù)荷、不平衡。通過改變樓群各項(xiàng)界限負(fù)荷，加強(qiáng)對(duì)各樓層實(shí)驗(yàn)室用電的就地管理。同時(shí)，電壓監(jiān)控模塊還有報(bào)警功能，對(duì)短時(shí)間電壓不平衡度大于2%的情況在平臺(tái)中進(jìn)行告警通知，從而加強(qiáng)設(shè)備的運(yùn)行管理。

表2 三相電壓不平衡表

通過NEMA定義、平臺(tái)線電壓檢測數(shù)據(jù)計(jì)算得到電壓不平衡表。該樓于9：00—18：00電壓不穩(wěn)定度存在一個(gè)長時(shí)間的震蕩，由此平臺(tái)分析本日重點(diǎn)用電管理時(shí)間為9：00—18：00。每日的數(shù)據(jù)都會(huì)儲(chǔ)存入數(shù)據(jù)庫，每月平臺(tái)會(huì)將全月數(shù)據(jù)進(jìn)行整合取平均重點(diǎn)用電管理時(shí)間作為下月的參考數(shù)據(jù)。在重點(diǎn)用電管理時(shí)間中，平臺(tái)將重點(diǎn)區(qū)域的用能情況展示在首頁以便查看并作出應(yīng)對(duì)處理。

3.3 違規(guī)用電

減少實(shí)驗(yàn)室中違規(guī)用電一直是用電管理的重點(diǎn)。如果沒有正確安裝實(shí)驗(yàn)室線路，導(dǎo)線被打結(jié)、劃傷、切割、擠壓或被腐蝕受潮，導(dǎo)致線路外包絕緣層破壞。長此以往，導(dǎo)致火線與零線相碰引起短路，有巨大的危險(xiǎn)；插座、插線板使用不當(dāng)同樣會(huì)引起短路。如果插線板使用時(shí)間過長，或接入過多用電器而超過插線板使用范圍，造成插線板損壞、發(fā)熱、挑火。實(shí)驗(yàn)室的插頭經(jīng)過長時(shí)間使用，產(chǎn)生老化、接觸不良等狀態(tài)，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)樓供電線系統(tǒng)造成損害。短路時(shí)，電流強(qiáng)度很大。巨大的電流會(huì)產(chǎn)生極高的溫度，使電線的絕緣保護(hù)層融化，點(diǎn)燃周圍的易燃物導(dǎo)致火災(zāi)。

本次改造在樓宇分項(xiàng)電表中加入電流檢測功能，實(shí)時(shí)傳輸電流數(shù)據(jù)到能耗監(jiān)測系統(tǒng)中，物業(yè)管理人員可以在網(wǎng)頁上統(tǒng)籌管理電流狀態(tài)。同時(shí)，還加裝了電流報(bào)警功能面對(duì)超過平時(shí)電流100%的檢測位點(diǎn)，及時(shí)與物業(yè)管理人員報(bào)告，減少事故風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 突發(fā)斷電

不同實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行時(shí)間也是不同的。某一些實(shí)驗(yàn)室中存在樣品保存設(shè)備（如冰箱、烘箱等），必須保障其24 h運(yùn)行。因此，對(duì)于突發(fā)斷電的處理也是實(shí)驗(yàn)室安全用電管理的一部分。管理者需要為電路設(shè)施保障穩(wěn)定的電力供應(yīng)，避免因停電而造成經(jīng)濟(jì)損失或者事故。高校普遍使用UPS（不間斷電源）作為斷電保護(hù)措施；UPS保護(hù)時(shí)間較短，無法面對(duì)發(fā)生在夜晚、斷電時(shí)間較長的情況。

本次改造建立斷電報(bào)警系統(tǒng)，包括信號(hào)采集、電路識(shí)別等，報(bào)警器的信息大部分來源于電壓或者電流。關(guān)聯(lián)管理人員移動(dòng)電話或管理平臺(tái)計(jì)算機(jī)屏幕由GSM消息單元可以提供。在正常情況下，系統(tǒng)通道不會(huì)發(fā)送警告消息。當(dāng)供電參數(shù)超過正常范圍時(shí)，分戶計(jì)量平臺(tái)首頁上將產(chǎn)生警報(bào)。當(dāng)警報(bào)事件持續(xù)時(shí)間超過半個(gè)小時(shí)后，警報(bào)信息會(huì)立即通過GSM系統(tǒng)對(duì)管理人員進(jìn)行通知，以便及時(shí)采取必要的保護(hù)與保障措施，從而保障實(shí)驗(yàn)室設(shè)備與人員的安全。

4 結(jié) 語

實(shí)驗(yàn)室管理是大學(xué)教育和科研順利進(jìn)行的重要保障，也是大學(xué)管理的重要組成部分。作為高校管理的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)室管理質(zhì)量反映了高校自身管理水平。該系統(tǒng)投入運(yùn)行后，實(shí)現(xiàn)了科研樓群的各實(shí)驗(yàn)室用電分項(xiàng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和記錄、不同時(shí)段電能分項(xiàng)的統(tǒng)計(jì)與計(jì)費(fèi)、用電設(shè)備的使用登記與檔案管理。其在安全工作，節(jié)約能源，用電管理方面有著重大意義；同時(shí)用電狀況檢測模塊實(shí)現(xiàn)了整樓電流、電壓的實(shí)時(shí)監(jiān)測，減少了實(shí)驗(yàn)室安全事件，保護(hù)了實(shí)驗(yàn)室中的人員與儀器，也具有重大的社會(huì)意義。

運(yùn)用能耗監(jiān)測平臺(tái)實(shí)現(xiàn)高校實(shí)驗(yàn)室安全、精確的管理，已逐漸成為未來高校實(shí)驗(yàn)室管理的主要趨勢。后續(xù)，院系能耗平臺(tái)監(jiān)測平臺(tái)與校區(qū)規(guī)模的能耗管理平臺(tái)對(duì)接建立全校的實(shí)驗(yàn)室用電管理體系，達(dá)到統(tǒng)一管理、統(tǒng)一保障的效果。

·名人名言·

科學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)理論的源泉，是自然科學(xué)的根本，也是工程技術(shù)的基礎(chǔ)。

——張文裕