用電安全探測器在智慧醫院安全管理平臺應用分析

榮世艷 祁金生

摘 要 用電安全探測器應用美國TI公司ARMCortex-A8系列微處理器，采用小波分析法，構建采樣及轉換技術應用到產品中，通過快速故障電弧檢測算法，來快速判斷電氣線路中的故障和進行預測性分析，保證精準判斷用電安全問題，實現用電安全保護，是人員密集場所、家居用電安全防護的智能化產品，尤其在醫院等地，用電關乎生命安全，本產品與用電安全管控平臺結合起來，實現了用電安全隱患快速檢測和處理，并提供遠程實時監控、移動監測、快速故障定位和報警功能，構建一個高效協作的用電安全管控云可視化系統。

關鍵詞 用電安全;故障檢測;小波分析;預測分析

1研究背景

電在造福于人類的同時，也會給人類帶來災難。據公安部消防局的統計分析，電氣火災85%以上是由電氣線路直接或者間接造成的。而智能用電安全探測器項目研制符合國家政策和產業發展需求，發展安全產業是促進安全發展的重要支撐[1]。

2總體方案設計

智能用電安全探測器采用高速采樣及轉換技術、快速故障電弧檢測算法來實現用電安全的快速檢測，包括過溫度、過電流、短路、接地故障、故障電弧等。當每一次有害的電壓擾動發生時或者超過設定值的沖擊電流出現時，探測器均可準確捕捉并進行判斷。同時，探測器通過先進算法智能預測用電趨勢，并在必要時刻發出預報警，使得用電安全不再是事后處理，而是事前預先解決問題[2]。

2.1 探測器基本結構

探測器包括電源模塊、中央處理模塊、數據采集模塊、顯示模塊、通訊模塊、存儲模塊。其中電源模塊、數據采集模塊、顯示模塊、通訊模塊、和存儲模塊分別與中央處理模塊電連接，中央處理模塊、數據采集模塊、顯示模塊、通訊模塊和存儲模塊塊分別與電源單元電連接，中央處理模塊包括DSP內核和ARM內核，使測量精度、準確性、穩定性和抗干擾能力得到很大的提高，為客戶提供了有效可靠的數據來源。基本結構如圖1所示[3]。

2.2 電弧檢測

電弧檢測采用電子式AFCI，通過不斷地監測電壓及電流信號，以此來判斷電弧特性，圖2為電子式AFCI的結構框圖。電流信號經過放大濾波后，經過脈沖成型，將電流的突降信息轉成脈沖，再經單穩態觸發器后形成恒定幅值、寬度不變的脈沖，經積分器后輸出幅值如果超過比較器設定值時就會啟動電路[4]。

2.3 小波變換特性分析

對于時變函數，小波變換函數滿足平方可積條件時，小波變換定義為：

其中， 為基本小波函數，是小波變換算法的核心。當發生電弧故障時，電流中的突變點經變換后細節部分會出現較大的幅值點，通過這些點可以有效診斷電弧故障[5]。

3結束語

智能用電安全探測器的研制涵蓋了電力計量采集技術、嵌入式技術、物聯網技術、前后端開發技術等，通過本產品的研發，對現代信息應用技術與安全保障技術融合發展可以起到重要的示范作用，符合國家支持的創新理念和要求，可以讓先進的科學成果更好地服務于安全體系建設。

參考文獻

[1] 周喬恒.淺談三小場所安全隱患及安全管理對策[J].科技風，2017，（14）：287.

[2] 張冠英，楊曉光，李奎，等.剩余電流互感器的設計與特性分析[J].天津大學學報，2011，（6）：547-552.

[3] 田樹仁，張鐵壁.一種智能火災探測器系統的設計探討[J].消防科學與技術，2017，（10）：1407-1409.

[4] 蔡方廷，曲娜，叢作明，等.剩余電流式電氣火災探測系統設計[J].科技視界，2017，（27）：43，82.

[5] 葉亮. 一種復合型電氣火災監控探測器設計[D].武漢：武漢理工大學，2010.