CN209543526U - 基于4g网络智慧式安全用电隐患监管三级预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于4G网络智慧式安全用电隐患监管三级预警系统，包含电器箱、报警装置、功能接口及控制系统等，电器箱内安装一套控制系统，电器箱的顶部设报警灯，操作面板设置在电器箱前端面，下端设电源指示灯、报警装置和复位键，电器箱的底部从左到右并列设接插口朝下的不同功能接口，电器箱顶部的报警灯两侧各设GSM天线，本实用新型主要由电气火灾隐患管理指挥中心(以下简称指挥中心)及智慧式用电安全监管服务系统设备终端(以下简称智慧用电设备终端)二大部分组成，实时监控设备终端并数据传输，检测到数据过载时，实新多级联动报警，排查治理隐患，最终形成电气火灾隐患从发现、监管到治理的有效闭环。

Description

基于4G网络智慧式安全用电隐患监管三级预警系统

技术领域

本实用新型涉及一种智慧式用电安全监管服务系统，预防电气火灾发生的技术领域，尤其是一种基于4G网络智慧式安全用电隐患监管三级预警系统。

背景技术

来自国务院安委会统计数据：据统计，2011年至2016年，我国共发生电气火灾52.4万起，造成3261人死亡、2063人受伤，直接经济损失92亿余元，均占全国火灾总量及伤亡损失的30％以上；其中重特大电气火灾17起，占重特大火灾总数的70％。这些事故暴露出电器产品生产质量、流通销售，建设工程电气设计、施工，电器产品及其线路使用、维护管理等方面存在突出问题。所以国务院安委会于2017 年4月份决定在全国范围内组织开展为期三年的电气火灾综合治理专项工作，其中重要一点就是要推广及强制安装智慧用电管理系统，是从源头上预防电气火灾。为此各省市安监局纷纷出台“关于推广智慧用电管理系统”的政府文件。

智慧用电管理系统全称智慧用电安全隐患监管服务系统，是指通过物联网技术对电气引发火灾的主要因素(导线温度、电弧、电流、电压和漏电电流)进行不间断的数据跟踪与统计分析，实时发现电气线路和用电设备存在的安全问题(如：线缆温度异常、接触不良性电弧火花、短路、过载、过(欠)压及漏电等)，消除电气火灾隐患。并实时将发现的安全隐患预警信息向用电单位安全员发送，指导用电单位开展治理，全面消除潜在安全隐患。并能够有效解决电气线路老旧、小微企业无专业电工、肉眼无法直观系统即时排查电气隐患、隐蔽工程隐患检查难等问题，是从源头上预防电气火灾、实现“科技兴安”的有效措施。不仅实现温度、漏电、电流、电压、用电量、电弧等状态信息的采集与限流保护，并上传至指挥中心超级计算机进行分析、储存、与处理。同时，还能在手机APP端、微信公众号等提示发生各种异常故障隐患，让手机化身“单位用电安全移动值班室”，提醒管理人员对故障隐患进行针对性维修。发现火灾隐患时能够及时通过二级预警系统有效告知，甚至现场干预总闸断电，在极短的时间内快速做出反应，精确定位电气火灾隐患地址，安全报警信息推送，让安全用电看得见、防得了、控得住。

目前关于智慧式用电管理系统，最大的缺点：

1、一旦触发预警，只是通过APP、微信公众号、短信等方式单方面向被监控企业安全员发送。但是无法确认企业安全员是否已经收了预警信息并且进行了有效处理。

2、智慧用电安全监管服务系统的指挥中心无法得知现场发送的实际情况。

3、通知了企业安全员但是该安全员未去处理，这个预警信息就会被忽略。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于4G网络智慧式安全用电隐患监管三级预警系统，包含电器箱、报警灯、操作面板、电源指示灯、报警装置、复位键、漏电流传感器接口、控制系统、GSM天线、烟雾探测器，电器箱内安装一套控制系统，电器箱的顶部设报警灯，操作面板设置在电器箱前端面，下端设电源指示灯、报警装置和复位键，电器箱的底部从左到右并列设接插口朝下的不同功能接口，电器箱顶部的报警灯两侧各设GSM天线，本实用新型监测电线线路是否存在电气火灾安全隐患，一旦发现异常，发出脱扣指令将总闸刀进行脱扣断电，通过物联网GSM向后台监管指挥中心发送预警信号，并根据不同的条件，实现三级预警功能。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：基于4G网络智慧式安全用电隐患监管三级预警系统，包含电器箱、报警灯、操作面板、电源指示灯、报警装置、复位键、漏电流传感器接口至摄像头接口、控制系统、GSM天线、烟感探测器，所述电器箱内安装一套控制系统，电器箱的顶部设报警灯，所述操作面板设置在电器箱前端面，操作面板下端设电源指示灯、报警装置和复位键，电器箱的底部从左到右并列设接插口朝下的漏电流传感器接口、温度传感器接口、脱扣接口、三相电流检测接口、三相四线电压接口、智慧用电设备终端电源输入接口、摄像头接口、烟雾探测器，电器箱顶部的报警灯两侧各设GSM天线。进一步设置，所述控制系统设CPU并与操作面板的显示屏/键盘连接互通，CPU上包含4G模块 DTU，CPU设电源管理模块、温度控制模块和电源控制模块。进一步设置，所述漏电流传感器接口提供零序互感器输入并与CPU板子上的漏电流检测模块连通，温度传感器接口提供三相四线线缆的四路温度传感器输入并与CPU板上的温度检测模块连通，脱扣接口与CPU板上的脱扣管理模块连通并提供脱扣输出，三相电流检测接口是三相四线电流互感器输入并与CPU板的三相电流检测模块连通，三相四线电压接口是电压检测输入并与CPU板上的三相四线电压检测模块连通，智慧用电设备终端电源输入接口是电源输入与变压器连接，摄像头接口是摄像头USB 输入接口，与CPU板上的视频采集模块连通，烟雾探测传感器为现场烟雾探测与CPU板上的烟雾检测模块连通。

本实用新型的有益效果是：本实用新型监测电线线路是否存在电气火灾安全隐患，一旦发现异常，发出脱扣指令将总闸刀进行脱扣断电，通过物联网GSM 向后台监管指挥中心发送预警信号，并根据不同的设定条件，实现三级预警功能。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为本实用新型的各功能块连接原理图。

图中：电器箱1、报警灯2、操作面板3、电源指示灯4、报警装置5、复位键6、漏电流传感器摄像头接口、温度传感器接口8.脱扣接口9、三相电流检测接口10、三相四线电压接口11、GSM天线12、智慧用电设备终端电源输入接口 13、摄像头接口14、烟雾探测器15、控制系统16。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

如图1～图2所示，基于4G网络智慧式安全用电隐患监管三级预警系统，包含电器箱1、报警灯2、操作面板3、电源指示灯4、报警装置5、复位键6、漏电流传感器摄像头接口、温度传感器接口8.脱扣接口9、三相电流检测接口10、三相四线电压接口11，智慧用电设备终端电源输入接口13、摄像头接口14、控制系统16、GSM天线12、烟雾探测器15。所述电器箱1内安装一套控制系统16，电器箱1的顶部设报警灯2，所述操作面板3设置在电器箱1前端面，操作面板 3下端设电源指示灯4、报警装置5和复位键6，电器箱(1)的底部从左到右并列设接插口朝下的漏电流传感器接口至摄像头接口，：漏电流传感器接口7、温度传感器接口8、脱扣接口9、三相电流检测接口10、三相四线电压接口11、GSM 天线12、智慧用电设备终端电源输入接口13、摄像头接口14，电器箱1正面右下角为烟雾探测传感器15、顶部的报警灯2两侧各设GSM天线12，本实用新型监测电线线路是否存在电气火灾安全隐患，一旦发现异常，发出脱扣指令将总闸刀进行脱扣断电，通过物联网GSM向后台监管指挥中心发送预警信号，并根据不同的设定条件，实现三级预警功能。

所述控制系统16设CPU并与操作面板3的显示屏/键盘连接互通，CPU上包含4G模块DTU，CPU设电源管理控制模块、4路温度检测控制模块、漏电流检测控制模块、三相电流检测控制模块、三相四线检测模块、脱扣管理模块、烟雾探测控制模块、视频采集处理模块等。

所述智慧用电设备终端电源输入接口13为电源输入接口，电源输入接口与变压器连接，变压器把电压变压为12V为控制系统16中CPU的电源管理控制模块提供工作电源。

所述GSM天线12与控制系统16中CPU的4G模块DTU连通，安装相关的物联网SIM卡，进行信息和数据发送和网络实时连通。

所述报警灯2与控制系统16中的CPU连通，当三级预警命令依次执行时，报警灯2进行声光报警，提供明显的警示。

所述漏电流传感器接口7提供零序互感器输入并与CPU的漏电流检测控制模块连通，设备正常工作时，电路的各相间的电流之和始终为零，当各相间电流之和超过正负500MA时，CPU判定为有漏电流产生，自动按设定条件依次执行三级预警；温度传感器接口8提供温度传感器输入并与CPU板上的温度检测模块连通，当检测到三相四线4路线缆外皮温度大于70℃时，CPU中的温度控制模块自动判断为温度异常，自动按设定条件依次执行三级预警；脱扣接口9与CPU连通并提供脱扣输出，但CPU认定异常并发出脱扣指令时，脱扣指令从脱扣输出到脱扣总电源开关，使总电源开关自动强制切断电源，避免电气火灾的进一步恶化；三相电流检测接口10是电流互感器输入并与CPU板的三相电流检测连通，用来检测三相输入中的工作电流，从而能判断三相电流是否平衡，电流是否超过额定值，是否过载，配合电压检测模块来计算当前有功功率等。当三相中的电流差异超出设定值时，CPU将判断为电流异常，自动按设定条件依次执行三级预警；三相四线电压接口11是电压检测输入并与CPU板的三相电压检测模块连通，当三相四线中，出现失压、缺相、电压过低、电压过高、相序混乱，配合三相电流检测模块计算有功功率等。一旦出现电压异常时，CPU接收到电压检测输入送入的异常信号，自动按设定条件依次执行三级预警；智慧用电设备终端电源输入接口13 是电源输入与变压器连接，把220v的单相电压输入变压器进行低压变压为12V 安全电压，供智慧用电设备终端供电。摄像头接口14与CPU板的视频采集模块连通，负责现场图片抓拍及视频采集。当触发二级预警系统时，将启动摄像头，把现场的照片及视频通过CPU，通过DTU向服务器进行上传。电器箱(1)正面右下角为烟雾探测传感器(15)，与CPU板上的烟雾探测模块进行连通，当现场烟雾浓度达到(CO，CO2)大于等于0.06％时，CPU就判定现场有火灾警情，自动按设定条件依次执行三级预警。

实施案例

该系统24小时监测安装企业的电线线路温度、线路突发电流、剩余电流、接触不良、火花、电压、电流、失压、缺相、过流、过载、过压、电量等。每隔 30秒向指挥中心上传一次当前三相四线线路温度、剩余电流、三相电压、三相电流、总电量等；每隔30秒向指挥中心上传一次当前测量的数值；一旦发现异常情况，由监控模式变为预警测量模式，由30秒上传数据变为3秒上传数据，确认存在异常后，就会触发一级预警系统：发出脱扣指令(此指令用户可选)，以确保电气火灾事故不进一步扩大。然后系统在现场立即发出明显的声光报警。同时通过DTU的GSM向我司或者分公司的监管指挥中心发送预警信号，并在监管指挥中心大屏幕上实时定位并产生预警日志上传服务器，指挥系统自动拨打电话及发送报警短信给企业安全员手机上，明确告知位于安装某地，编号多少，出现了某种警情，需要前去处理。若在30分钟内(时间根据行业不同而不同，可以预设)，安全员未到现场排除故障(判断方法：安全员必须在30分钟内按设备上的复位红色按键)，触发二级预警系统，启用智慧用电设备终端的摄像头进行现场实时图片抓拍及视频录像上传至指挥中心，并将抓拍图片通过彩信、微信、邮件等有效方式推送给企业安全员及法人代表。二级预警系统已经启动并且超过 60分钟(时间根据行业不同而不同，可以预设)企业安全员依然未到现场的智慧用电设备终端进行复位操作。指挥中心就判定为二级预警系统失效。三级预警系统立即启动，一旦触发了三级预警系统，必须全程由指挥中心负责监控的监控安全员人工参与处理，并且需要办理结案手续，并上传至服务器备案。需要由我司工程部派出工程人员直接上门进行查看并且拍照上传至指挥中心进行签字结案。

该管理系统已经在众多的学校、企业、酒店、餐厅和娱乐场所等安装并应用，并取得良好的安全预警作用。

本实用新型主要由电气火灾隐患管理指挥中心(以下简称指挥中心)及智慧式用电安全监管服务系统设备终端(以下简称智慧用电设备终端)二大部分组成。指挥中心主要负责设备终端采集的信号进行分析处理，并将隐患信息向政府监管部门提供电气火灾隐患风险评估报告及向被监控企业安全员推送，同时向服务器上传日志。设备终端主要负责监测电线线路的温度、突发电流、剩余电流、接触不良、火花、缺相、过压、过流、过载等，向指挥中心实时传输检测数据。从而开展线下专项治理综合服务，排查治理隐患，最终形成电气火灾隐患从发现、监管到治理的有效闭环。

本实用新型智慧用电设备终端发现电气火灾隐患时，将根据设定条件，触发不同级别的预警系统：

1、“一级预警系统”触发条件：线缆温度超过国标耐温要求、突发电流、漏电流、缺相、欠压、过压、过流、过载、接触不良、火花、现场烟雾等能引发电气火灾的隐患的条件，将触发一级预警系统；一级预警系统由指挥中心计算机调用指挥程序，智慧用电设备终端发出脱扣指令，将有存在电气火灾隐患的线路强制切断，现场声光预警，向被监控企业安全员自动拨打电话、发送短信、公众号推送预警信息、APP推送预警信息，同时将预警日志上传至服务器进行备案；

2、“二级预警系统”触发条件：一级预警系统失效。即：一级预警系统已触发且超过预定时间内企业安全员未到现场的智慧用电设备终端进行复位操作。指挥中心就判定为一级预警系统失效。二级预警系统启动后，将启用智慧用电设备终端的摄像头进行现场实时图片抓拍及视频录像上传至指挥中心，并将抓拍图片通过彩信、微信、邮件等有效方式推送给企业安全员及法人代表。

3、三级预警系统触发条件：二级预警系统失效。即：二级预警系统已经启动并且超过预定时间内企业安全员依然未到现场的智慧用电设备终端进行复位操作。指挥中心就判定为二级预警系统失效。三级预警系统启动后，必须全程由指挥中心负责监控的监控安全员人工参与处理，并且需要办理结案手续，并上传至服务器备案。需要由我司工程部派出工程人员直接上门进行查看并且拍照上传至指挥中心进行签字结案。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于4G网络智慧式安全用电隐患监管三级预警系统，其特征在于：包含电器箱(1)、报警灯(2)、操作面板(3)、电源指示灯(4)、报警装置(5)、复位键(6)、漏电流传感器接口(7)、温度传感器接口(8)、脱扣接口(9)、三相电流检测接口(10)、三相四线电压接口(11)、GSM天线(12)、智慧用电设备终端电源输入接口(13)、摄像头接口(14)、烟雾探测传感器(15)，所述电器箱(1)内安装一套控制系统(16)，电器箱(1)的顶部设报警灯(2)，所述操作面板(3)设置在电器箱(1)前端面，操作面板(3)下端设电源指示灯(4)、报警装置(5)和复位键(6)，电器箱(1)的底部从左到右并列设接插口朝下的漏电流传感器接口至摄像头接口，：漏电流传感器接口(7)、温度传感器接口(8)、脱扣接口(9)、三相电流检测接口(10)、三相四线电压接口(11)、GSM天线(12)、智慧用电设备终端电源输入接口(13)、摄像头接口(14)，电器箱(1)正面右下角为烟雾探测传感器(15)、顶部的报警灯(2)两侧各设GSM天线(12)。

2.如权利要求1所述基于4G网络智慧式安全用电隐患监管三级预警系统，其特征在于：所述控制系统(16)设CPU并与操作面板(3)的显示屏/键盘连接互通，CPU上包含2G/4G模块DTU，CPU设电源管理模块、温度控制模块、电流检测模块、漏电流检测模块、电压检测模块和设备供电电源管理控制模块。

3.如权利要求1所述一种基于4G网络的基于智慧式用电三级预警系统，其特征在于：所述智慧用电设备终端电源输入接口(13)为电源输入接口，电源输入接口与变压器连接，变压器与控制系统(16)中CPU的电源管理模块连通。

4.如权利要求1所述一种基于4G网络的基于智慧式用电三级预警系统，其特征在于：所述GSM天线(12)与控制系统(16)中CPU的4G模块DTU连通。

5.如权利要求1所述基于4G网络智慧式安全用电隐患监管三级预警系统，其特征在于：所述报警灯(2)与控制系统(16)中的CPU连通。

6.如权利要求1所述基于4G网络智慧式安全用电隐患监管三级预警系统，其特征在于：所述漏电流传感器接口(7)提供零序互感器输入并与CPU板子上的漏电流检测模块连通，温度传感器接口(8)提供三相四线线缆的四路温度传感器输入并与CPU板上的温度检测模块连通，脱扣接口(9)与CPU板上的脱扣管理模块连通并提供脱扣输出，三相电流检测接口(10)是三相四线电流互感器输入并与CPU板的三相电流检测模块连通，三相四线电压接口(11)是电压检测输入并与CPU板上的三相四线电压检测模块连通，智慧用电设备终端电源输入接口(13)是电源输入与变压器连接，摄像头接口(14)是摄像头USB输入接口，与CPU板上的视频采集模块连通，烟雾探测传感器(15)为现场烟雾探测与CPU板上的烟雾检测模块连通。