智能电表及电力采集系统在火灾事故调查中的运用分析

董淑量

(镇江市公安消防支队，江苏 镇江 212300)

1 电气故障引发火灾的原因分析

随着经济社会的快速发展，电在人类社会发展中发挥着越来越重要的作用，因电引发的火灾事故也与日俱增，电气故障一直是引发火灾的主要原因。通过勘验火灾现场，提取与电气相关的设备、导线等物证，委托火灾物证鉴定机构鉴定。火灾物证鉴定机构通过金相显微镜、扫描电子显微镜、视频显微镜及红外热像仪等大型理化分析仪器，对各类金属熔化痕迹进行定性分析鉴定[1]。对电控柜、配电箱等电气设备，电视机、空调等家用电器，以及电熨斗、电饭锅等电热器具进行电气(电热)故障分析鉴定，消防机构依据鉴定结论确定电气故障火灾原因[2]。电气火灾一般由短路、过电流、接触不良、设备发热、过欠电压、电弧、漏电等原因造成，电气故障间的相互作用也可引发电气火灾[3]。电气火灾原因比较复杂，但是电压、电流等数据可以依托智能电表查明供、用电情况(有效时间)，通过查看用户用电的电压、电流、功率、频率、容量、掉电时间等用电信息，分析研究火灾发生前用电情况是否正常，确定电气故障与确定的起火点对应，查明故障发生前后附近其他用电设备情况，为进一步查明火灾原因提供了有效手段。

2 智能电表及电力用户用电信息采集系统概况

智能电表是电力部门计量用户用电的基本仪器，居民、商业、工业、农业等所有用电对象均需安装电能表。随着信息化技术在电力系统的应用，智能电表应运而生，此类表除具有用电计量功能外，还能通过内部芯片记忆电压、电流、功率、供电时间、停电时间等用电信息，并能将记录的数据传输至电力部门电力用户用电信息采集系统，电力部门可随时远程查看用户用电情况，实现了用电过程的智能管理[4]。当前，智能电表已得到了普遍应用。

电力用户用电信息采集系统是电力部门集中管理用户用电的综合平台，是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量检测、用电分析和管理、相关信息发布、职能用电设备的信息交互等功能。该系统每隔24 h采集一次用户终端智能电能表储存的用电信息，而智能电表一般每隔15 min或1 h记录一次用电信息，即电力用户用电信息采集系统采集到的用电信息滞后于智能电表记录的用电信息，但电力用户用电信息采集系统更为全面，可以显示各级用电设备的容量、客户信息、常见用电故障、数据图表等信息。

3 智能电表及电力采集系统在火灾事故调查中的应用

3.1 智能电表及电力采集系统应用情况分析

生活、生产中使用的各种用电设备的工作参数不同，常用电器如普通冰箱、笔记本电脑、电饭煲、电热水壶、电动机的功率和电流各有不同，这些电器在使用过程中产生的用电信息也不同，用电线路如发生短路、过电流、接触不良、漏电等故障也会引起用电信息变化。以上各类用电信息均会储存在智能电表内，并传输至电力用户用电信息采集系统。电力采集系统可以采集到过电流、过电压是否超过电表的量程，根据电表需量判断用户一定时间内用电最大功率，是否超出用户申请用电容量。

火灾事故发生后，调查人员可通过电力用户用电信息采集系统查看起火建筑一天之前的相关用电信息，如起火建筑内部用电设备正常使用情况下的电流数据，起火前一天相同起火时间的用电信息等，也可根据电压、电流参数计算哪种用电设备在使用。电表可以记录2个月内的数据，断电后数据不增加，无论间隔多长时间都可以提取。电力采集系统是每隔一天采集一次，只要有一天没有通电那就采集不到数据，以后也无法采集到断电当天的数据。调查人员可通过智能电表调试软件现场读取表内掉电之前的用电信息，通过分析用电参数、掉电时间等一系列数据判断起火之前用电情况是否出现了异常变化，结合起火时间与掉电时间的先后顺序，为进一步排查电气火灾原因提供有力证据。

3.2 智能电表及电力采集系统应用案例分析

3.2.1 镇江市丹徒区某小面馆火灾案例

2017年7月17日镇江市丹徒区某小面馆发生火灾。经火调人员调查，认定起火部位位于厨房东侧附近的单相智能电表(老百姓常称之为“火表”)处，起火原因可以排除放火、遗留火种、外来火种、雷击等引发火灾的可能，不能排除电气线路故障引发火灾的可能。当事人一口咬定就是供电部门的“火表”出现电气故障，直接引发的火灾；丹徒区供电部门则表示，“火表”不可能直接引发火灾，应该是当事人非法用电引发火灾，因此事件陷入了僵局。

调查人员在调查过程中通过电力用户用电信息采集系统分析了该“火表”的基本情况。该“火表”为当前镇江常用的单相费控智能电表，该电表主要由专用集成电路、微处理器、存储器等组成，容量为8 kVA。按照居民民用电一天满载6小时计算，一天正常用电48度。

经电力用户用电信息采集系统调取该居民最近一个月的日冻结数据，7月15日用电约104度，7月14日用电约111度，7月13日用电约110度，即该当事人日平均用电约100度。供电部门表示，该当事人开面馆对外营业，应当使用商用电，安装三相智能电表，该起火灾的原因不排除当事人用电扩容，导致超负荷运转引发火灾。火调人员向当事人了解，当事人在面馆里使用了5台大功率冰箱和2台空调，这几天都是满负荷运转，平常用电量一直都比较大。

调查人员结合用电数据和当事人日常用电证据，综合判定该起电气火灾的原因不排除单相费控智能电表扩容超负荷运转引发电气故障，并将以上证据向当事人进行了说明，当事人再未提出异议。调查人员向当事人和供电部门建议，安装三相智能电表，合同容量建议为20 kVA，按照商用电计算用电量。

3.2.2 镇江市丹阳市某有限公司火灾案例

2016年8月6日4时丹阳市丹北镇埤城电镀园9号楼发生火灾，造成3死2伤。镇江市公安消防支队在调查时提取了起火厂房内的智能电表，智能电表采集电压、电流等数据见表1。

从智能电表采集到的数据来看，该电表默认的记录时间是60分钟；每隔1小时采集一次用电信息，5点之后的数据采集不到，应当是4点到5点市电掉电；仪表中的时间与北京标准时间相比慢了3分钟。起火厂房在白天生产时用电流明显变大，下班后设备停产，电流明显变小，从8月5日17时至8月6日2时三相电流数据较为平稳，从8月6日3时开始三相电流数据急剧增加，VA相电流从0.062 A变到0.232 A，约增大4倍左右；AB、AC相电流分别从0.016 A变到0.186 A，从0.016 A变到0.188 A，约增大到10倍左右，用电情况出现明显异常。通过调取摄像头发现凌晨3时现场没有进行生产作业，三相电流数据急剧增加，不排除是电气故障所致。火灾现场排除了放火、遗留火种、自燃等引发火灾的可能，现场提取的导线经鉴定为电热熔痕，综合监控录像、证人证言等其他证据认定火灾原因为电气故障引发。

表1 智能电表采集电压、电流等数据

4 结语

智能电表及电力用户用电信息采集系统是电力部门应用信息化手段监管供配电系统的主要抓手，智能电表及电力用户用电信息采集系统记录的用电信息具有及时、准确、直观、便于收集等特点，能为消防部门排除电气火灾原因提供有力支持。通过分析智能电表基本概况及采集情况，结合火灾事故案例，分析用户用电的电压、电流、功率、频率、容量、掉电时间等用电信息，可为今后查明电气火灾原因提供有益借鉴。

参考文献：

[1] 刘岩,马少华.典型建筑电气火灾故障分析及其模式识别[D].沈阳:沈阳工业大学,2009.

[2] 余大波,卿晓霞,杨云伦.家用电器火灾原因和调查方法的研究[D].重庆:重庆大学,2005.

[3] 巍全喜.电气线路超负荷引发火灾机理及预防对策[J].安防科技,2008(12):70-71.

[4] 徐卉,何丽.智能电表的应用与发展前景分析[J].电子制作,2014(17):98-99.