配电柜火灾监控系统设计研究

【摘  要】随着当前城市居民的生活水平的持续提高，其对家用电器等电器设备的使用效率与电能耗费呈现显著增加的趋势。而电器火灾也随之相伴而生，并且随着电器使用的日益频繁而逐步增多。配电柜作为建筑中的重要组成部分，起到为住户进行配电的工作。配电柜的正常运行能够保证住户的用电安全，杜绝火灾灾害的发生。文章介绍了一种依托无线网络的配电柜火灾监控系统，分析了其设计目标和软硬件部分，希望能够被有效使用在维护配电柜安全，预防配电柜火灾的领域。

【关键词】配电柜;火灾监控系统;系统设计目标;系统硬件设计;系统软件设计

引言

作为重要的配电设备，配电柜经常被设置到建筑物之内。对于配电柜进行良好的维护不仅关系到居民用电的方便，更关系到居民用电的安全。根据相关调查，在对配电柜进行正常使用中最常出现的配电柜安全问题就是配电柜的火灾问题。在发生配电柜安全问题时，大部分都是由于配电柜内部或者外部线路短路而导致的。为了能够保证在使用配电柜设备中的用电安全，实时监测配电柜运行状况，笔者设计了一款基于小范围无线网络技术的配电柜火灾监控系统，希望能够促进我国火灾防治事业的发展。

一、配电柜火灾监控系统的设计目标

在发生电气火灾之时，部分配电柜的线路故障会导致其局部的温度过高现象的出现，引起其局部热量的短时间大规模增加现象，进而导致火灾灾害的出现。根据配电柜火灾灾害发生的基本原理可以推断出，相关人员可以根据对配电柜的电流与温度的实时监测来保证对配电柜火灾问题的充分预防。基于无线网络，进行对配电柜火灾监控系统的设计具有重要的现实价值。该系统的主要目标应该是在配电柜火灾灾害发生之前，就及时监测到配电柜数据的异常，预防火灾灾害的发生和扩大化。首先，该系统应该能够控制整个配电柜中的电流阈值，保证其内部温度具有一定的可控制性。其次，该系统应该能够将断路保护装置的具体温度及时投射到配电柜的温度和电流数值监控系统之中。保证当监控数值与设定好的问题数值重合时的配电柜用电的安全。最后，该系统应该能够保证当发生允许范围之外的数据数值时的即时警告功能的实现，立刻主动采用断路保护装置，以此来维护住户的用电安全。该基于无线网络的配电柜火灾监控系统应该包括以下几个部分。首先其应该包括能够对配电柜内部的温度进行即时测量的部分，能够监测配电柜的电流数值的部分，能够保证配电柜数据可以被及时传输的部分以及对配电柜进行整体性监测的部分等。温度监测的部分包括了多个温度传感器部件，其余部分包括了无线网络的传输部分和能够有效监测火灾的部分等。当该系统的传感器监测部件监测到具体的配电器异常数据之时，会自动分析处理该不正常数据，而后提供给数据监控中心，进而保证配电器的使用安全。

二、配电柜火灾监控系统的硬件设计

首先，配电柜火灾监控系统的硬件部分主要包括能够对配电柜进行温度监测的感应装置。感应装置应该能够在配电器设备的运行中感知到断路保护装置的温度情况。在配电柜发生电流故障之时，断路保护装置就会被启用，保证配电柜的使用安全。断路保护装置一般采用真空的形式。真空形式的断路保护器的绝缘性质比较好，能够在空间体积占据不大的情况下实现其较为频繁的使用，具有多重的保护性能，能够及时保护线路的安全使用，也保护配电装置的整体性安全，能够被广泛的应用在用电网络之中。当电路系统中出现老化等问题时，漏电现象就会间或出现，导致配电柜内部的断路保护装置的温度过高，进而引起火灾灾害的发生。因此，温度监测的感应装置可以充分保证配电柜的运行安全。其次，配电柜火灾监控系统的硬件部分还应该包括配电柜中的电流数值探测装置。断流探测装置可以有效监测配电柜运行过程中的电路电流数值，当数值变化超出合理限度之时，其就会发送保护装置启动的信号传输到保护装置处，引导保护装置启动，进而维护配电柜的使用安全，预防火灾灾害的发生。传统的电流保护的装置是一种比较被动形式的保护装置。其在被使用中主要保护电路之间因为长期的短路而导致的发热故障的扩大，防止因为局部的长期发热而导致火灾灾害的产生。但是传统的电流保护装置不能够对金属端的短路现象和因为电弧的线路端的短路现象等产生比较好的保护效果。因为传统的保护装置的主要保护方式是依靠相关人员的提前参数设置来进行的，没有参数的正确设置，其就不能起到较好的保护工作。而电流监测的装置则可以实现对配电柜运行中的电流参数进行有效的设置，并且配电柜在运行过程中，这种设置可以被系统自动的改变，以适应环境的数值变化需要。对于电流进行及时的监测与反馈，保证配电柜系统中的电流始终处于数值变化的合理区间之内，是预防配电柜火灾灾害发生的重要举措。

三、配电柜火灾监控系统的软件设计

首先，配电柜火灾监控系统的软件部分包括其所使用的无线网络。此种无线网络的选择应该与建筑物的无线网络设置情况相关联。其应该既可以满足全部功能的网络需求，也可以被当做网络连接的终端设备来使用。无线网络具有良好的连接不同设备进行数据传输的能力。其可以被用来建立全部配电器感知设备之间的联通网络，建立一个单独的适应火灾监控系统的信息传输通道。在该系统完成初始的网络设置之后，该系统可以在运行中加入其它的网络设置，保证不同的系统部件进行在网络控制之下的有效衔接。其次，该配电柜火灾监控系统的软件部分应该包括显示的界面系统和网关部件。网关部件的使用也是通过无线网络来进行的，无线网络的程序和监控系统的程序可以有效的协调，共同实现无线配电柜火灾监控系统的建立和完善。监控系统的全部传输工作都应该能够借助无线网络终端来控制实现，保证对配电柜火灾灾害的全面预防。

结语

综上，文章作者为了有效防控配电柜火灾灾害，设计了一套能够适应多种网络环境的无线配电柜火灾监控系统。通过此种系统的有效运作，可以有效监控配电柜的内部温度和电流情况，当发生不在合理范围之内的数值变化时，该系统可以将问题数据及时上报给监控中心，保证对配电柜火灾灾害的有效预防。

参考文献：

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[3]李龙.关于电气火灾监控系统在改造项目中应用的探讨[J].建设科技，2017，20：132-133.

作者简介：

王帅杰，1994年04月27日，男，汉族，山东平度人，全日制本科，职称：电气工程师，研究方向：电气工程。

（作者單位：青岛中车电气设备有限公司）