【摘 ?要】隨著當(dāng)前城市居民的生活水平的持續(xù)提高，其對(duì)家用電器等電器設(shè)備的使用效率與電能耗費(fèi)呈現(xiàn)顯著增加的趨勢(shì)。而電器火災(zāi)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(hù)進(jìn)行配電的工作。配電柜的正常運(yùn)行能夠保證住戶(hù)的用電安全，杜絕火災(zāi)災(zāi)害的發(fā)生。文章介紹了一種依托無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的配電柜火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，分析了其設(shè)計(jì)目標(biāo)和軟硬件部分，希望能夠被有效使用在維護(hù)配電柜安全，預(yù)防配電柜火災(zāi)的領(lǐng)域。

【關(guān)鍵詞】配電柜;火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng);系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo);系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì);系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

引言

作為重要的配電設(shè)備，配電柜經(jīng)常被設(shè)置到建筑物之內(nèi)。對(duì)于配電柜進(jìn)行良好的維護(hù)不僅關(guān)系到居民用電的方便，更關(guān)系到居民用電的安全。根據(jù)相關(guān)調(diào)查，在對(duì)配電柜進(jìn)行正常使用中最常出現(xiàn)的配電柜安全問(wèn)題就是配電柜的火災(zāi)問(wèn)題。在發(fā)生配電柜安全問(wèn)題時(shí)，大部分都是由于配電柜內(nèi)部或者外部線路短路而導(dǎo)致的。為了能夠保證在使用配電柜設(shè)備中的用電安全，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電柜運(yùn)行狀況，筆者設(shè)計(jì)了一款基于小范圍無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的配電柜火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，希望能夠促進(jìn)我國(guó)火災(zāi)防治事業(yè)的發(fā)展。

一、配電柜火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)

在發(fā)生電氣火災(zāi)之時(shí)，部分配電柜的線路故障會(huì)導(dǎo)致其局部的溫度過(guò)高現(xiàn)象的出現(xiàn)，引起其局部熱量的短時(shí)間大規(guī)模增加現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致火災(zāi)災(zāi)害的出現(xiàn)。根據(jù)配電柜火災(zāi)災(zāi)害發(fā)生的基本原理可以推斷出，相關(guān)人員可以根據(jù)對(duì)配電柜的電流與溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)保證對(duì)配電柜火災(zāi)問(wèn)題的充分預(yù)防?；跓o(wú)線網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行對(duì)配電柜火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。該系統(tǒng)的主要目標(biāo)應(yīng)該是在配電柜火災(zāi)災(zāi)害發(fā)生之前，就及時(shí)監(jiān)測(cè)到配電柜數(shù)據(jù)的異常，預(yù)防火災(zāi)災(zāi)害的發(fā)生和擴(kuò)大化。首先，該系統(tǒng)應(yīng)該能夠控制整個(gè)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(yīng)該能夠?qū)嗦繁Ｗo(hù)裝置的具體溫度及時(shí)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(dāng)監(jiān)控?cái)?shù)值與設(shè)定好的問(wèn)題數(shù)值重合時(shí)的配電柜用電的安全。最后，該系統(tǒng)應(yīng)該能夠保證當(dāng)發(fā)生允許范圍之外的數(shù)據(jù)數(shù)值時(shí)的即時(shí)警告功能的實(shí)現(xiàn)，立刻主動(dòng)采用斷路保護(hù)裝置，以此來(lái)維護(hù)住戶(hù)的用電安全。該基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的配電柜火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該包括以下幾個(gè)部分。首先其應(yīng)該包括能夠?qū)ε潆姽駜?nèi)部的溫度進(jìn)行即時(shí)測(cè)量的部分，能夠監(jiān)測(cè)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(shí)傳輸?shù)牟糠忠约皩?duì)配電柜進(jìn)行整體性監(jiān)測(cè)的部分等。溫度監(jiān)測(cè)的部分包括了多個(gè)溫度傳感器部件，其余部分包括了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸部分和能夠有效監(jiān)測(cè)火災(zāi)的部分等。當(dāng)該系統(tǒng)的傳感器監(jiān)測(cè)部件監(jiān)測(cè)到具體的配電器異常數(shù)據(jù)之時(shí)，會(huì)自動(dòng)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(jìn)而保證配電器的使用安全。

二、配電柜火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

首先，配電柜火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件部分主要包括能夠?qū)ε潆姽襁M(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)的感應(yīng)裝置。感應(yīng)裝置應(yīng)該能夠在配電器設(shè)備的運(yùn)行中感知到斷路保護(hù)裝置的溫度情況。在配電柜發(fā)生電流故障之時(shí)，斷路保護(hù)裝置就會(huì)被啟用，保證配電柜的使用安全。斷路保護(hù)裝置一般采用真空的形式。真空形式的斷路保護(hù)器的絕緣性質(zhì)比較好，能夠在空間體積占據(jù)不大的情況下實(shí)現(xiàn)其較為頻繁的使用，具有多重的保護(hù)性能，能夠及時(shí)保護(hù)線路的安全使用，也保護(hù)配電裝置的整體性安全，能夠被廣泛的應(yīng)用在用電網(wǎng)絡(luò)之中。當(dāng)電路系統(tǒng)中出現(xiàn)老化等問(wèn)題時(shí)，漏電現(xiàn)象就會(huì)間或出現(xiàn)，導(dǎo)致配電柜內(nèi)部的斷路保護(hù)裝置的溫度過(guò)高，進(jìn)而引起火災(zāi)災(zāi)害的發(fā)生。因此，溫度監(jiān)測(cè)的感應(yīng)裝置可以充分保證配電柜的運(yùn)行安全。其次，配電柜火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件部分還應(yīng)該包括配電柜中的電流數(shù)值探測(cè)裝置。斷流探測(cè)裝置可以有效監(jiān)測(cè)配電柜運(yùn)行過(guò)程中的電路電流數(shù)值，當(dāng)數(shù)值變化超出合理限度之時(shí)，其就會(huì)發(fā)送保護(hù)裝置啟動(dòng)的信號(hào)傳輸?shù)奖Ｗo(hù)裝置處，引導(dǎo)保護(hù)裝置啟動(dòng)，進(jìn)而維護(hù)配電柜的使用安全，預(yù)防火災(zāi)災(zāi)害的發(fā)生。傳統(tǒng)的電流保護(hù)的裝置是一種比較被動(dòng)形式的保護(hù)裝置。其在被使用中主要保護(hù)電路之間因?yàn)殚L(zhǎng)期的短路而導(dǎo)致的發(fā)熱故障的擴(kuò)大，防止因?yàn)榫植康拈L(zhǎng)期發(fā)熱而導(dǎo)致火災(zāi)災(zāi)害的產(chǎn)生。但是傳統(tǒng)的電流保護(hù)裝置不能夠?qū)饘俣说亩搪番F(xiàn)象和因?yàn)殡娀〉木€路端的短路現(xiàn)象等產(chǎn)生比較好的保護(hù)效果。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的保護(hù)裝置的主要保護(hù)方式是依靠相關(guān)人員的提前參數(shù)設(shè)置來(lái)進(jìn)行的，沒(méi)有參數(shù)的正確設(shè)置，其就不能起到較好的保護(hù)工作。而電流監(jiān)測(cè)的裝置則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電柜運(yùn)行中的電流參數(shù)進(jìn)行有效的設(shè)置，并且配電柜在運(yùn)行過(guò)程中，這種設(shè)置可以被系統(tǒng)自動(dòng)的改變，以適應(yīng)環(huán)境的數(shù)值變化需要。對(duì)于電流進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè)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(yù)防配電柜火災(zāi)災(zāi)害發(fā)生的重要舉措。

三、配電柜火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

首先，配電柜火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分包括其所使用的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。此種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的選擇應(yīng)該與建筑物的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)置情況相關(guān)聯(lián)。其應(yīng)該既可以滿(mǎn)足全部功能的網(wǎng)絡(luò)需求，也可以被當(dāng)做網(wǎng)絡(luò)連接的終端設(shè)備來(lái)使用。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有良好的連接不同設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?。其可以被用?lái)建立全部配電器感知設(shè)備之間的聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)，建立一個(gè)單獨(dú)的適應(yīng)火災(zāi)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(luò)設(shè)置之后，該系統(tǒng)可以在運(yùn)行中加入其它的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，保證不同的系統(tǒng)部件進(jìn)行在網(wǎng)絡(luò)控制之下的有效銜接。其次，該配電柜火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分應(yīng)該包括顯示的界面系統(tǒng)和網(wǎng)關(guān)部件。網(wǎng)關(guān)部件的使用也是通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行的，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的程序和監(jiān)控系統(tǒng)的程序可以有效的協(xié)調(diào)，共同實(shí)現(xiàn)無(wú)線配電柜火災(zāi)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(yīng)該能夠借助無(wú)線網(wǎng)絡(luò)終端來(lái)控制實(shí)現(xiàn)，保證對(duì)配電柜火災(zāi)災(zāi)害的全面預(yù)防。

結(jié)語(yǔ)

綜上，文章作者為了有效防控配電柜火災(zāi)災(zāi)害，設(shè)計(jì)了一套能夠適應(yīng)多種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的無(wú)線配電柜火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)此種系統(tǒng)的有效運(yùn)作，可以有效監(jiān)控配電柜的內(nèi)部溫度和電流情況，當(dāng)發(fā)生不在合理范圍之內(nèi)的數(shù)值變化時(shí)，該系統(tǒng)可以將問(wèn)題數(shù)據(jù)及時(shí)上報(bào)給監(jiān)控中心，保證對(duì)配電柜火災(zāi)災(zāi)害的有效預(yù)防。

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作者簡(jiǎn)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(chēng)：電氣工程師，研究方向：電氣工程。

（作者單位：青島中車(chē)電氣設(shè)備有限公司）