用电安全探测器在智慧医院安全管理平台应用分析

荣世艳 祁金生

摘 要 用电安全探测器应用美国TI公司ARMCortex-A8系列微处理器，采用小波分析法，构建采样及转换技术应用到产品中，通过快速故障电弧检测算法，来快速判断电气线路中的故障和进行预测性分析，保证精准判断用电安全问题，实现用电安全保护，是人员密集场所、家居用电安全防护的智能化产品，尤其在医院等地，用电关乎生命安全，本产品与用电安全管控平台结合起来，实现了用电安全隐患快速检测和处理，并提供远程实时监控、移动监测、快速故障定位和报警功能，构建一个高效协作的用电安全管控云可视化系统。

关键词 用电安全;故障检测;小波分析;预测分析

1研究背景

电在造福于人类的同时，也会给人类带来灾难。据公安部消防局的统计分析，电气火灾85%以上是由电气线路直接或者间接造成的。而智能用电安全探测器项目研制符合国家政策和产业发展需求，发展安全产业是促进安全发展的重要支撑[1]。

2总体方案设计

智能用电安全探测器采用高速采样及转换技术、快速故障电弧检测算法来实现用电安全的快速检测，包括过温度、过电流、短路、接地故障、故障电弧等。当每一次有害的电压扰动发生时或者超过设定值的冲击电流出现时，探测器均可准确捕捉并进行判断。同时，探测器通过先进算法智能预测用电趋势，并在必要时刻发出预报警，使得用电安全不再是事后处理，而是事前预先解决问题[2]。

2.1 探测器基本结构

探测器包括电源模块、中央处理模块、数据采集模块、显示模块、通讯模块、存储模块。其中电源模块、数据采集模块、显示模块、通讯模块、和存储模块分别与中央处理模块电连接，中央处理模块、数据采集模块、显示模块、通讯模块和存储模块块分别与电源单元电连接，中央处理模块包括DSP内核和ARM内核，使测量精度、准确性、稳定性和抗干扰能力得到很大的提高，为客户提供了有效可靠的数据来源。基本结构如图1所示[3]。

2.2 电弧检测

电弧检测采用电子式AFCI，通过不断地监测电压及电流信号，以此来判断电弧特性，图2为电子式AFCI的结构框图。电流信号经过放大滤波后，经过脉冲成型，将电流的突降信息转成脉冲，再经单稳态触发器后形成恒定幅值、宽度不变的脉冲，经积分器后输出幅值如果超过比较器设定值时就会启动电路[4]。

2.3 小波变换特性分析

对于时变函数，小波变换函数满足平方可积条件时，小波变换定义为：

其中， 为基本小波函数，是小波变换算法的核心。当发生电弧故障时，电流中的突变点经变换后细节部分会出现较大的幅值点，通过这些点可以有效诊断电弧故障[5]。

3結束语

智能用电安全探测器的研制涵盖了电力计量采集技术、嵌入式技术、物联网技术、前后端开发技术等，通过本产品的研发，对现代信息应用技术与安全保障技术融合发展可以起到重要的示范作用，符合国家支持的创新理念和要求，可以让先进的科学成果更好地服务于安全体系建设。

参考文献

[1] 周乔恒.浅谈三小场所安全隐患及安全管理对策[J].科技风，2017，（14）：287.

[2] 张冠英，杨晓光，李奎，等.剩余电流互感器的设计与特性分析[J].天津大学学报，2011，（6）：547-552.

[3] 田树仁，张铁壁.一种智能火灾探测器系统的设计探讨[J].消防科学与技术，2017，（10）：1407-1409.

[4] 蔡方廷，曲娜，丛作明，等.剩余电流式电气火灾探测系统设计[J].科技视界，2017，（27）：43，82.

[5] 叶亮. 一种复合型电气火灾监控探测器设计[D].武汉：武汉理工大学，2010.