电力火灾防控方案范文

导语：如何才能写好一篇电力火灾防控方案，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：剩余电流漏电探测器电气火灾监控系统

中图分类号：X928.7文献标识码： A 文章编号：

引言

铁路站房作为铁路设计的关键部分，其投资巨大、设备运行系统复杂、人员密集，一旦发生火灾，特别是在候车厅、售票厅等人员密集场所，虽然能够快速疏导，仍会造成很大损失，对铁路运营造成重大影响。

根据消防局《中国火灾统计年鉴》统计，2007年以来，在发生的火灾中，因电气原因引起的火灾很多，占火灾总数的比例很大，如何使得电气火灾逐年下降，将是当务之际；电气火灾的发生并无明显征兆，依靠传统的人工检修与巡视，很难在在火灾发生之前察觉，电气火灾监控系统起到了关键作用。

电气火灾监控系统，特别是在漏电监控方面属于先期预报警系统，能有效避免火灾的发生。在铁路站房内此系统主要通过对供电线路剩余电流的探测，直观、全面地监测整个建筑供电线路的剩余电流数据，进行剩余电流报警，了解供电线路失电状态等信息，从而及早发现电气老化、潮湿等原因引起的电气火灾隐患，降低火灾发生的风险，由此电气火灾监控系统广泛应用于铁路电气设计中。

本文以京沪高速铁路中间标准站房为例，阐述电气火灾监控系统在铁路站房中的应用。

一、电气火灾监控系统概念

规范GB14287-2005《电气火灾监控系统》中，电气火灾监控系统定义为：当被保护线路中的被探测参数超过报警设定值时，能发出报警信号、控制信号并能指示报警部位的系统。

二、电气火灾监控系统的基本构成

电气火灾监控系统由电气火灾监控设备和电气火灾监控探测器组成，电气火灾监控探测器分为剩余电流式，测温式，线型感温火灾探测器。

站房多选用集散分布的电气火灾监控系统，系统由中央主机、多路系统总线、区域监控单元和现场探测器组成，系统方案为在站房变电所低压配电出线回路上设置现场探测器；在变电所内设置一台多回路监控器对变电所出线回路的所有探测器进行区域集中监控管理；另在站房的消防控制室配置一台中央监控管理主机。系统模型如下：

图1：集散式电气火灾监控系统示意图

电气火灾探测器是用于采集多种电气火灾隐患信息的现场终端器件，一般装于被监控配电回路断路器下方。一般分为漏电型和过流型两种，本项目选用漏电型。

监控单元具有监控报警和通讯故障的历史数据记录、存储，查询等基本主机功能，同时也是连接于系统总线（一级总线）上的一个现场器件。

中央监控主机承担对工程电力系统电气火灾监控的值班管理和事故处理等任务。中央监控主机主要由PC主机、显示屏以及操作打印、中央报警、电源管理等单元组成。本项目选用琴台式主机，设置在消防控制室内。

三、电气火灾监控系统的工作原理

电气火灾监控设备与多个探测器通过二总线构成一个完整的数字化总线通讯系统。电气火灾监控设备通过二总线与探测器连接，通过现场总线向探测器发出巡检命令，接收探测器的状态信息( 报警、故障、供电回路失电、剩余电流数值) ，当电气火灾监控设备监测异常信息时，进行声光报警并显示相应信息和信息类型。电气火灾监控设备还可通过RS232 串行通讯将信息传给图形显示系统，图形显示各种信息，并将信息数据储存在其数据库中，以备日后查询。

四、电气火灾监控系统的应用设计

设计理念及依据

电气火灾监控系统的设计是以“预防胜于救灾”和“预防为主，防消结合”的理念为基础的。以GB50016-2006《建筑设计防火规范》、GB14287-2005《电气火灾监控系统》、GB50116-2008《火灾自动报警系统设计规范》等有关国家标准规范为标准。

2、设计选型

2．1、电气火灾及其原因分析

由于电气方面原因产生火源而引起的火灾，称为电气火灾。电气火灾的直接原因是多方面的，例如接触不良、过载、短路、雷电或静电等都能引起火灾，从电气防火角度看，电气火灾大多数都是因电气工程，电器产品质量以及管理等问题造成的。电气设备质量不高，安装使用不当，保养不良、雷电和静电是造成电气火灾的几个重要原因。目前，从统计的电气火灾事故中，其中约有60%以上电气火灾事故的起因源自电气接地故障中电弧性对地短路，俗称“漏电”。

2． 漏电探测器的选择

本项目仅选择漏电（剩余电流式）探测器是因为发生电气火灾的主要原因是电力系统和设备的带电部分对地漏电产生电弧所引发，虽然温度监控也是探测火灾发生的一种有效手段，但电气火灾监控是承担火灾发生前的预防任务，其反应滞后的物理特性决定了温度监控不适宜作为电气火灾预防的主要手段。

因此，在本项目中，系统通过对站房变电所低压配电出线回路的漏电检测报警，以实现对站房电力线路及电气设备的电气火灾实施预防性监控。

火灾监控系统设备的监测对象及安装位置

监测范围：低压开关柜中所有回路、环控电控柜中除风阀外的所有回路。

安装位置及方法：安装在低压开关柜馈出回路断路器的下方，相线和N线必须一同穿过剩余电流互感器，PE线不能穿过互感器。安装图如下：

图2：现场探测器安装图

电气火灾监控系统的技术要求

4.1.系统结构由二级总线组成，全部为二线制，工程布线采用RVS-2*1.0双绞线。第一级总线为系统总线，用于系统主机与监控器之间的通讯连接；第二级总线为现场总线，用于现场监控器与电气火灾探测器之间的通讯连接。

4.2.系统的总线统一采用RS-485通讯格式配合实时监控软件的自动识别功能，使二级总线具有全兼容的特性。

4.3.主机的功能和性能应符合国标GB 14287.1-2005的规定。此外，为便于值班监控管理，中央主机还应具有以下主要功能：

4.3.1 对所有监控节点具有实时监控报警功能，被监控电力线路和设备的漏电流达到动作阈值时，主机在15 sec.内发出声光报警，并在显示屏上显示有关的报警数据。

4.3.2 对监控系统本身具有故障自动巡检功能，发生系统故障时（如探测器故障、信号总线开路、短路等），在30 sec.内发出区别于监控报警的声光报警信号，并在显示屏上显示有关的故障报警数据。

4.3.3 监控报警具有优先功能，不管在任何监控查询状态，发生监控报警时均能在主机上第一时间报警和显示。当发生多个监控节点的漏电越限报警时，主机应能根据事件发生的先后优先依次报警和显示。这种情况下，即使进行过消音操作，声报警亦应能重复启动，光报警应持续保持。

4.3.4 平时监控状态下，探测器液晶显示屏上应能显示和查询所有监控节点的实时漏电流值（正常情况下为该监控回路和设备的固有泄漏电流），在以监控节点的实际漏电流为基准值时，所显示的漏电流值误差不应超过±3% 。主机显示屏上的实时漏电流显示范围应不小于20～1200 mA。

4.3.5 主机应具有对漏电监控的预警功能，以提醒运行值班预先警觉，早期排除隐患，避免故障扩大。当现场任一监控节点的实时漏电流值达到设定值的50%时，主机应发出漏电预警的声光信号，其声信号应与监控报警时有明显区别。

4.3.6 主机显示屏应具有图形显示功能，能以监控系统图和监控平面图方式实时显示系统监控状态。当发生任一监控预警、监控报警或故障报警时，在主机发出声光报警信号，以便值班运行迅速发现和判断故障地点位置

4.3.7主机显示屏应具有数据查询功能，数据查询界面应由基本参数和实时参数两部分组成。基本参数至少应包括配电回路监控节点的安装部位、多路出线的回路序号、安装部位中文描述、配电回路主开关热脱扣电流、漏电流报警设定值、脱扣延时值等项内容；实时参数至少应能显示实时漏电流以及报警事件性质等项内容。

4.3.8 主机系统应对监控节点具有漏电报警时的脱扣输出设定功能，即对任一监控节点，系统均应可将其设定为仅报警或报警时输出脱扣信号两种保护方式之一。为满足对配电回路漏电监控分级跳闸保护的动作选择性要求，系统应具有对脱扣输出的延时值设定功能，延时设定范围不宜小于0～10 sec.。

4.3.9主机对监控报警和故障报警事件应具有实时打印事件编号、监控部位、事件性质、报警参数及日期时间等数据的功能。报警事件数据应专门储存，有独立的查询界面，并不可修改，以供故障责任分析之用。

4.4.区域监控单元应具有基本参数和实时监控参数显示、设定和查询功能，并应具有参数越限或监控节点故障时的声光报警功能。

4.5.现场探测器应符合GB 14287.2-2005中的非独立式监控探测器功能和性能要求。此外，尚应满足下列要求：

4.5.1为现场安装接线方便，探测器的剩余电流互感器和信号处理模块应为一体化的结构。

4.5.2考虑探测器的可用性和适用性，其工作电源由系统自身解决，低压柜回路不提供其工作电源。

4.5.3 现场探测器设置脱扣输出信号端子，供需要时用，该端口为无源开关量，输出能力不低于220V（阻性）。

4.5.4 现场探测器为穿心式工作方式，与配电系统一次回路间无电联系。

总结

电气火灾监控系统是一种新型的以预警为特点的实时系统，应用于铁路站房中，能准确监控电气线路的故障和异常状态，发现电气火灾的隐患，及时报警提醒运行管理人员消除这些隐患，对电气火灾进行有效的预防。现场运营使用过程中，要注意对漏电报警阀值进行准确设置，避免漏电探测器发生误报，保证系统装置运行正常。随着研究的深入和工程实践的积累，相信电气火灾监控系统能够更好的发挥作用。

参考文献

《剩余电流动作保护装置的安装和运行》GBl3955―2005

《电气火灾监控系统第l部分：电气火灾监控设备》GBl4287．I一2005

《电气火灾监控系统第2部分：剩余电流式电气火灾监控探测器》GB 14287．2―2005

《工业与民用配电设计手册 (第三版)》 北京：中国电力出版社．中国航空规划设计研究院等编，(2005年)

Enabling rapid wireless system composition through layer-2 discoverySud, S. ；Want, R. ；Pering, T. ；Rosario, B. ；Lyons, KIEEE Network 2008, 22(4)

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关键词：ZigBee协调器；路由器；STM32F107；Cortex网关

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）03-0284-02

物联网目前的应用已遍及智能交通、环境监测、智能家居、智能医疗等多个领域，它的三项基本技术分别为传感器技术、RFID技术以及嵌入式系统技术。随着物联网技术的普及，在互联网+技术的推动下，物联网对环境监测有了更加积极的作用。本文主要讲述的是物联网技术在环境监测及火灾防控方面的作用，环境监测系统是专门为森林环境监测、粮仓环境监测、智能楼宇环境监测等开发设计的智能控制系统。物联网技术应用到环境监测以后，既可以有效减少资源损失也可以降低因为火灾引起的人员伤亡。

本文主要针对环境监测系统的物联网网关的设计展开，从 STM32+uC/OS-2软硬件平台的搭建到uC/OS-2操作系统上应用程序的设计等，旨在实现一个基于ZigBee无线传输技术的网关设计，详细分析ZigBee协调器与Cortex网关的串口通信实现、网关对ZigBee数据包的分解、uC/GUI界面设计、uC/OS-2操作系统多任务的实现及网关对ZigBee节点的反控过程。

1 系统硬件平台

该环境监测系统是基于STM32F107芯片构建，运行uC/OS-2嵌入式操作系统。利用ZigBee技术组建无线传感器网络，实现对各个环境数据的监测和采集，汇总各监测节点的数据到协调器，经处理后显示在uC/GUI界面上，最后通过串口发送到上位机。

1.1 STM32F107微处理器

STM32F107芯片集成了各种高性能工业标准接口，且STM32不同型号产品在引脚和软件上具有完美的兼容性，可以轻松适应更多的应用。STM32F107连接线系列采用高性能的ARM Cortex-M3 32位处理器，高速嵌入式储器（快闪存储多达256个字节与64字节），所有设备提供通用16位定时器，以及标准和先进的通讯接口。

1.2 网关的硬件接口

1.2.1 网关与ZigBee协调器的硬件接口设计

Cortex-M3网关与ZigBee协调器模块通过串口实现通信，ZigBee协调器的串口0通过扩展插槽连接Cortex-M3网关的串口4。ZigBee协调器的硬件接口图如图2所示，CC2530的P0.2和P0.3是串口0的接收发送管脚。

1.2.2 LCD硬件接口设计

LCD采用128×64液晶显示屏，CC2530之间通信时采用串行接口，进行信息显示时需要进行LCD库函数的移植，在应用层调用库函数，以实现用户需要显示的信息。其中LCD_RS是Data与Command的切换信号，对LCD的控制IC初始化。LCD_WR的作用是写入数据。

2 系统软件设计

系统的软件平台基于uC/OS-2操作系统，uC/OS-2是一个可以基于ROM运行的、可裁剪的、抢占式、实时多任务内核、具有高度可移植性的实时操作系统。uC/OS-2可以视为一个多任务调度器，具体实现系统启动任务、网关对ZigBee协调器数据包的分解任务、触摸屏显示任务和蜂鸣器报警任务。

2.1 ZigBee协调器数据处理过程

路由器监测节点加入ZigBee网络后，采集环境数据发送至协调器，协调器封装监测节点的数据依次串口传输至Cortex-M3网关，同时协调器还可以接收网关发送的指令对监测节点进行反控。

2.2 网关对ZigBee协调器数据包的分解

网关对ZigBee协调器数据包接收通过UART4中断服务函数实现，在中断的处理函数中，把接收到的数据依次发送至上位机，同时每接收一个节点的10字节的数据就抛出消息邮箱。网关主程序端通过申请接收消息邮箱获取每个节点的环境数据，并显示在uC/GUI界面上。

2.3 网关主程序设计

网关主程序的设计围绕着系统硬件的初始化、GUI库的初始化、uC/GUI界面的显示、uC/OS-2多任务的处理来设计。网关uC/GUI界面能够显示每个监测节点的温湿度，火焰，光照等数据。超过设定温度报警数值，蜂鸣器报警。uC/GUI界面操作可以对ZigBee监测节点进行反控。

3 实验结果

ZigBee网络构建后，ZigBee节点加入该网络并进行数据传输。网关的ZigBee模块接收到数据后对其进行处理，并按照在ZigBee数据处理任务函数里边规定的输出方式进行输出，在网关uC/GUI界面上进行显示，并通过串口在上位机上显示。下图为环境监测系统的网关界面：

4 结束语

本文主要设计一个基于ZigBee技术的无线环境监测系统。该系统监测节点采用CC2530单片机作为MCU，并且结合ZigBee协议架构进行编程设计，来构建ZigBee传感器监测节点。实现基于CC2530的传感器数据采集系统设计，并在IAR集成开发环境中进行基于ZigBee架构的编程，节点模块的调试。实验过程中各方面运行良好，且成本较低，可以实现在智能楼宇、森林火情、粮仓环境等领域中的环境监测。

参考文献：

[1] JSLee，YC Huang. ITRI ZBnode： A ZigBee/IEEE 802.15.4 Platfrom for Wireless Sensor Networks.

[2] 韩敬海，倪建城.Cortex-M3开发技术及实践[M]西安电子科技大学出版社，2014.1.

[3] 韩敬海，吴明君.ZigBee开发技术及实践[M]西安电子科技大学出版社，2014.1.

[4] 李华.MCS-51系列单片机实用接口技术[M] 北京：北京航空航天大学出版社，1993：594-599.

[5] 廖义奎.Cortex-M3之STM32嵌入式系统设计[M].北京：中国电力出版社，2012.

[6] 奥尔斯.物联网创新实验系统[J].嵌入式网关，2011（4）：14.

[7] 周相兵，马洪江，苗放.一种基于云计算的旅游云构架模式研究[J].重庆师范大学学报（自然科学版），2013，30（12）：79-86.

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关键词：地理信息；GIS；应用；发展

中图分类号：C952文献标识码： A

引言

GIS以地理空间数据库为基础，交叉了地理学、测量学、计算机科学以及地图学等多门学科，通过采用地理模型分析方法将多种空间的和动态的地理信息适时提供给工作人员，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。现阶段，GIS的应用领域在不断扩大，甚至已延伸到了企业信息化的过程中。

一、地理信息系统概述

GIS的全称是地理信息系统，这是一种特定的十分重要的空间信息系统，它是一个在计算机硬件、软件支持下，对整个或部分地球表层空间中的地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、模拟、分析、显示和描述的系统，兼具“工具”、“资源”和“学科”三大属性。其“工具”属性是指为人们采用数字形式表示和分析现实空间世界提供了一系列空间操作和分析方法；“资源”属性是指将单一分散的数据资料和科学积累集成起来，成为研究和解决空间问题所需的综合信息资源。“学科”属性是指其有着相对独特的研究对象和技术体系，正在逐步地发展形成一门关于空间信息处理分析的科学技术。

经过了近半个世纪的发展，GIS理论与技术已经相当成熟，并且得到了广泛的应用。在资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、交通运输、水利电力、农林牧业等领域，GIS的作用和贡献十分显著。

二、地理信息系统的发展现状

地理信息系统发展是从60年代的探索时期，70年代的发展时期，80年代趋于成熟，到90年代开始普及与应用，然后逐渐步入用户时代。社会对GIS的认识普遍提高，需求大幅度增加，GIS已经成为许多机构(特别是政府决策部门)必备的工作系统。GIS理论和技术得到了迅速发展，尤其是GIS、RS(遥感)和GPS(全球定位系统)结合的3S技术，有力地推动了GIS的发展。RS是GIS重要的数据源，GPS为GIS则提供了空间定位信息，GIS利用这些数据和信息完成管理和分析功能。

目前，GIS在我国逐渐得到了普及应用，服务领域不断扩展，也获得了广泛的认可。但从技术实现方面看，大多数的GIS都是在现有的成熟技术上进行的开发，对新技术的追求力度还远远不够。例如，GIS开发者大多关注于如何实现空间查询，或者如何提高查询效率，但是却忽视了从查询结果中用户能得到什么样的结果，对用户有什么帮助，这时，GIS开发者是否可以借助智能专家系统来深入分析查询结果，提供更有价值的信息。再者，从数据可视化方面看，GIS开发者可能更多地追求传统的矢量和栅格数据的调度与展示，但是却也忽视了多媒体、动画、三维、虚拟现实等这些更现代的表现形式，以及多点触控、光电感应和重力感应这些逐渐兴起的操控方式。最后，从系统应用方面看，大多数GIS还不能够真正做到面向市场的企业级GIS，功能实现上也往往是常规的大众化的应用功能，没有能够从用户角度出发来完成某一领域内的深层次开发。

三、地理信息系统的应用

1、GIS在资源环境管理中的应用

资源清查是地理信息系统最基本的职能。利用GIS的分析和统计功能，提供资源环境管理的各种基本信息，并通过对应用模型的建立，为政府的决策提供依据和帮助。该系统通过收集耕地面积、湿地分布面积、季节洪水覆盖面积、土壤类型、专题图件信息、卫星遥感数据信息，建立了潜在的威斯康星地区的土壤侵蚀模型，据此，探讨了土壤恶化的激励，提出了合理的改良方案，达到对土壤资源保护的目的。

2、GIS在道路交通管理中的应用

近年来，GIS在交通方面的应用得到了广泛的重视，并形成了专门的交通地理信息系统GIS-T，以满足道路交通管理方面的要求。GIS在交通管理方面的应用主要有路廊设计、道路管理，主要是指动态分段管理、流量和路径分析。

3、GIS在城市规划中的应用

通过地理信息系统将城市数据信息归并到一个统一的系统中，然后进行城市与区域的开发和规划，包括城镇总体规划、城市建设用地适宜性评价、环境质量评价、道路交通规划、公共设施配置，以及城市环境的动态检测等。这些功能的实现是以地理信息系统的空间搜索方法、多种信息的叠加处理和一系列分析软件加以保证。

4、GIS在灾害监测中的应用

利用地理信息系统，借助遥感遥测数据，可以有效地进行森林火灾的预测预报、洪水灾情监测和洪水淹没损失的估算，为球在抢险和防洪决策提供及时准确的信息。如在地震灾害中利用遥感遥测数据和实地统计数据，通过GIS技术建立灾情系统，在疾病监测、重点基础设施保护、应急指挥与管理、移动和车载制图、资源跟踪和管理、灾害损失估计以及相关信息的等功能的实现，为抗震救灾做出相应的贡献。

5、GIS在医疗卫生中的应用

地理信息系统在医疗卫生中的应用主要包括两个方面：一方面是GIS与流行病研究；另一方面是GIS与医疗设施分布。其中GIS与流行病研究主要是应用于对流行病的数据可视化、空间数据分析以及流行病模型的建立。GIS与医疗设施分布中，应用于医疗设施规划，通过分析由调查统计获得的数据，并对其进行社会经济分类，然后建造合理的小社区诊所。GIS在医疗卫生中的另一个重要应用就是将上述两个方面结合起来，建立空间决策支持系统。该系统包括对流行病分布情况、医疗设施的分布情况进行可视化表达，以及对感染人群的流向等方面的控制，为流行病的防控提供决策支持。

6、GIS在军事和国防中的应用

现代战争的一个基本特点就是与“3S”技术的紧密结合，从战略构思到战术安排各个环节。通过遥感遥测等手段获得数据，然后利用地理信息系统对获得的数据进行分析和处理，再结合全球定位系统对目标攻击点进行定位。

四、地理信息系统的发展趋势

1、GIS网络化

对于GIS的发展，计算机网络技术是起到质变作用的重要技术。万维网的发展给GIS数据在更大范围内的、出版、获取和查询提供了有效可行的途径。网络浏览器的使用从视觉上给提供和使用地理数据的人们带来了方便。地理数据不仅可以按照地理位置、专题内容、生产机构、使用价格等进行搜索，甚至可以直接在网上进行数据的各类空间操作，使用网络提供的各类模型进行模拟，直接产生新的数据结果，真正地实现“网络就是计算机”这一新的概念模式。

2、GIS标准化

GIS发展到今天这个规模，能够在各种领域得到使用，使人们不断意识到软件、硬件、数据等要素进行必要的标准化才能实现更有效、更广泛地对GIS的使用。其中内容可能包括GIS的各个组成部分、各个操作过程、各种数据类型、软件硬件系统等。标准化真正实现将使人们能在一个共同理解的基础上共享信息和资源。

3、数据商业化

地理数据的开发、更新和维护既费时又费力，在GIS界曾经有认同结果，GIS硬件、软件和数据的造价比是110100，所以如何更有效地生产和维护地理数据将会是GIS未来面对的主要挑战之一。

4、系统专门化

目前，GIS软件和系统还是作为一个整体独立存在。许多软件提供全面的GIS功能，可以在任何一种需要GIS的部门使用，没有具体专业领域的限制；而从使用机构的角度来看，很多机构都只需要GIS软件中的部分功能。软件的部件见化是这个趋势的前兆，也为GIS软件的专业化做了必要的准备。将来的各类应用系统中，GIS可能会作为一个必备的部件存在。

5、GIS全球化

网络技术的发展缩小了世界的空间，使人与人之间的距离也缩短了。在这个环境里，GIS越来越发展成为一种有效的工具来帮助人们了解他们所生存和依赖的自然条件状况和社会变化状况。GIS的标准化也将进一步促进它在国际范围内的推广和使用。

6、GIS大众化

GIS不仅在国际舞台上已经越来越受到人们重视，甚至在人们日常生活中也起到了越来越重要的作用。在GIS界有人曾经说过，全球80%的人都离不开GIS，所以GIS的大众化是不可避免的。

结束语

近年来，随着GIS(地理信息系统)理论与技术的不断发展，GIS的应用日益广泛，其在地学学科中大规模的应用和全面发展，同时也涉及到所有空间信息分析处理的领域中。因此，着重对地理信息系统的应用与发展进行研究是非常重要的。

参考文献

[1]江彬,周荣福,许保瑞,徐海林,郑睿博,吴向楠.地理信息系统的应用及发展趋势[J].中国高新技术企业,2010(15):61-62.

[2]郭宏慧.地理信息系统的应用现状和发展趋势分析[J].河北农业科学,2009(01):140-142.