一、行業(yè)背景與痛點(diǎn)

文物古建筑是中華文明的物質(zhì)載體，是經(jīng)典的文化資源。然而，這些歷經(jīng)數(shù)百年甚至上千年風(fēng)雨的古建筑，正面臨著來自電氣線路的嚴(yán)峻威脅。

一組數(shù)據(jù)觸目驚心：電氣火災(zāi)以約30%的比例高居，在重特大火災(zāi)中的占比更是高達(dá)50%至80%。2021年1-10月全國(guó)火災(zāi)統(tǒng)計(jì)中，電氣火災(zāi)占比達(dá)50.4%。而對(duì)于文物古建筑而言，電氣火災(zāi)的威脅更為致命——木質(zhì)結(jié)構(gòu)、密集分布、消防設(shè)施薄弱，一旦起火，損失不可挽回。

近年來，國(guó)家密集出臺(tái)文物建筑電氣防火相關(guān)政策：

· 文物督發(fā)〔2017〕3號(hào)《關(guān)于加強(qiáng)文物建筑電氣防火工作的通知》，對(duì)文物建筑電氣防火工作提出系統(tǒng)要求。

· 《文物建筑電氣防火導(dǎo)則（試行）》明確要求照明回路設(shè)置故障電弧探測(cè)器，對(duì)電氣火災(zāi)隱患進(jìn)行技術(shù)防范。

· 滬民福發(fā)〔2018〕26號(hào)《關(guān)于養(yǎng)老機(jī)構(gòu)安裝故障電弧探測(cè)器的通知》，將故障電弧探測(cè)技術(shù)推廣到更多重點(diǎn)防護(hù)場(chǎng)所。

政策密集出臺(tái)的背后，是文物古建用電安全的四大痛點(diǎn)：

痛點(diǎn)一：線路老化嚴(yán)重，隱患如影隨形。 許多文物古建的電氣線路是后期加裝或改造的，敷設(shè)年代久遠(yuǎn)，絕緣層早已老化開裂。線路打火、漏電現(xiàn)象頻繁發(fā)生，而這些隱患隱藏在墻體、檐角、暗管之中，肉眼難以察覺。

痛點(diǎn)二：故障排查如同大海撈針。 當(dāng)電氣故障發(fā)生時(shí)，傳統(tǒng)方式需要電工逐一排查各級(jí)配電線路，在古建筑復(fù)雜的配電系統(tǒng)中定位故障點(diǎn)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。對(duì)于分布分散的古建筑群，排查工作更是難上加難。

痛點(diǎn)三：建筑分散，管理半徑長(zhǎng)。 以頤和園為例，僅玉瀾堂、樂壽堂、養(yǎng)云軒等33處古建筑就散布在廣闊的園區(qū)內(nèi)。每處建筑獨(dú)立配電、獨(dú)立管理，缺乏統(tǒng)一的監(jiān)控手段，管理人員疲于奔命卻仍難免遺漏。

痛點(diǎn)四：防火要求高，容錯(cuò)率為零。 文物建筑多為木質(zhì)結(jié)構(gòu)，耐火等級(jí)低，一旦電氣線路引發(fā)火災(zāi)，蔓延速度極快。與普通建筑不同，文物古建不允許"燒了重建"，每一次火災(zāi)都是損失。因此，傳統(tǒng)的人防手段遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

國(guó)家明確推動(dòng)消防安全"從以事后處置為主向以事前預(yù)防為主的轉(zhuǎn)型"，強(qiáng)調(diào)技防+人防+群防相結(jié)合。對(duì)于文物古建而言，這種轉(zhuǎn)型尤為緊迫——只有用技術(shù)手段將隱患消滅在萌芽階段，才能真正守護(hù)好這些珍貴遺產(chǎn)。

二、解決方案設(shè)計(jì)

ARCM600集成方案產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)圖

針對(duì)文物古建的特殊防護(hù)需求，安科瑞電氣設(shè)計(jì)了一套"無線組網(wǎng)、集中監(jiān)控、多維防護(hù)"的智慧安全用電解決方案。

這套方案的核心思路是：以ARCM600智慧用電探測(cè)器為核心節(jié)點(diǎn)，集成故障電弧檢測(cè)和限流式保護(hù)功能，通過無線4G上傳數(shù)據(jù)至云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)分散古建筑群的統(tǒng)一集中管理。

整體架構(gòu)

感知層： 在每處古建筑的配電系統(tǒng)中，根據(jù)回路功能部署差異化設(shè)備：

· 進(jìn)線回路安裝ARCM600系列智慧用電探測(cè)器，負(fù)責(zé)能源計(jì)量、漏電監(jiān)測(cè)和溫度監(jiān)測(cè)

· 照明回路安裝ARCM610系列 故障電弧傳感器，實(shí)時(shí)探測(cè)線路中的故障電弧信號(hào)

· 重要回路加裝ASCP系列電氣防火限流式保護(hù)器，在短路發(fā)生時(shí)以微秒級(jí)速度切斷回路

傳輸層： 考慮到古建筑群分散分布、布設(shè)網(wǎng)絡(luò)線纜困難且可能影響建筑風(fēng)貌，方案采用無線4G方式上傳數(shù)據(jù)，無需額外布線，安裝即上線。

應(yīng)用層： 智慧用電管理云平臺(tái)對(duì)所有古建筑的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，管理人員通過瀏覽器或APP即可查看全部建筑群的用電安全狀況。

多維防護(hù)體系

方案構(gòu)建了"漏電+溫度+電弧+限流"四道防線：

第一道防線——漏電檢測(cè)： ARCM600實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路剩余電流，一旦漏電超過閾值立即報(bào)警，防止因絕緣老化導(dǎo)致的漏電引發(fā)火災(zāi)或傷人。

第二道防線——溫度監(jiān)測(cè)： 對(duì)線纜接頭、斷路器端子等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常升溫及時(shí)預(yù)警，在過熱演變?yōu)槠鸹鹬跋[患。

第三道防線——故障電弧檢測(cè)： ARCM610系列故障電弧傳感器專門針對(duì)照明回路中因線路老化、接觸不良產(chǎn)生的故障電弧進(jìn)行探測(cè)。故障電弧是引發(fā)電氣火災(zāi)的重要元兇之一，傳統(tǒng)斷路器無法識(shí)別，而電弧檢測(cè)技術(shù)可以在電弧形成初期即發(fā)出警報(bào)。

第四道防線——限流式保護(hù)： ASCP系列電氣防火限流式保護(hù)器在短路發(fā)生的150微秒內(nèi)切斷回路，短路電流被限制在極小范圍內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)電火花。對(duì)于木質(zhì)結(jié)構(gòu)的文物建筑，這一功能的意義不言而喻——沒有電火花，就沒有點(diǎn)火源。

三、核心產(chǎn)品應(yīng)用

AISD系列智能安全配電裝置

ARCM600智慧用電探測(cè)器

作為方案的核心設(shè)備，ARCM600部署在每處古建筑的進(jìn)線回路，集成了多項(xiàng)關(guān)鍵功能：漏電檢測(cè)、溫度檢測(cè)、電壓/電流檢測(cè)、電弧檢測(cè)（最多32路）、短路保護(hù)、分合閘控制（最多64路）、末端監(jiān)測(cè)（最多64路）、限流保護(hù)。

值得一提的是，ARCM600實(shí)現(xiàn)了"三合一"集成——將傳統(tǒng)方案中ARCM300電量監(jiān)控模塊、微斷終端網(wǎng)關(guān)、故障電弧主機(jī)的功能集于一身。這意味著一臺(tái)設(shè)備即可覆蓋一處古建筑的全部監(jiān)測(cè)需求，大幅減少了設(shè)備數(shù)量、安裝空間和調(diào)試工作量，尤其適合空間有限且不宜大規(guī)模施工的古建筑配電間。

產(chǎn)品配備彩屏顯示，搭載計(jì)量芯片，電能精度達(dá)到0.5S級(jí)，支持10000條事件記錄，可本地查閱歷史報(bào)警數(shù)據(jù)。

ARCM610系列故障電弧傳感器

專門部署在照明回路，每個(gè)ARCM610可監(jiān)測(cè)10-20個(gè)回路。故障電弧是線路老化、絕緣破損、接觸不良等問題的"信號(hào)燈"——當(dāng)線路中出現(xiàn)異常電弧時(shí)，ARCM610能在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)識(shí)別并上報(bào)，遠(yuǎn)早于溫度升高和冒煙等物理表征。對(duì)于線路普遍老化的文物古建，這一產(chǎn)品是防范照明線路火災(zāi)的"前哨"。

ASCP系列電氣防火限流式保護(hù)器

部署在重要回路，其核心價(jià)值在于"短路不起火"。當(dāng)回路發(fā)生短路時(shí)，傳統(tǒng)斷路器需要數(shù)十毫秒才能動(dòng)作，期間短路電流可達(dá)數(shù)千安培，產(chǎn)生的高溫和電弧足以引燃周圍可燃物。而ASCP在150微秒內(nèi)即可將短路電流限制至低水平，回路切斷過程中無危險(xiǎn)火花產(chǎn)生，從根本上消除了短路引發(fā)火災(zāi)的可能性。

智慧用電管理云平臺(tái)

平臺(tái)通過4G無線網(wǎng)絡(luò)接收各古建筑上傳的用電數(shù)據(jù)，提供實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)警管理、隱患分析、運(yùn)維工單等功能。管理人員可以在一個(gè)界面上查看整個(gè)古建筑群的用電安全狀態(tài)，哪處建筑有異常、什么類型的異常、需要怎樣處理，一目了然。平臺(tái)還支持權(quán)限分級(jí)管理，不同級(jí)別的人員可查看不同范圍的數(shù)據(jù)。

四、實(shí)際案例分享

貴州省民族博物館智慧安全用電案例

案例一：貴州省民族博物館改建項(xiàng)目

貴州省民族博物館主樓為三叉弧形塔式建筑，地上24層，地下1層，建筑高度達(dá)99.9米，是該省地標(biāo)性建筑。作為省級(jí)博物館，館內(nèi)藏品珍貴、參觀人流密集，對(duì)用電安全要求高。

改建項(xiàng)目中，安科瑞為博物館配置了ARCM300智慧用電探測(cè)器、ASCB1智能微型斷路器和ARCM610系列故障電弧傳感器的組合方案。通過對(duì)各級(jí)配電回路的智能化改造，實(shí)現(xiàn)了對(duì)館內(nèi)用電安全的全面監(jiān)控，特別是故障電弧檢測(cè)功能，有效防范了照明線路老化引發(fā)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

案例二：頤和園古建筑消防工程

頤和園是中國(guó)古典園林的杰出代表，被列入世界文化遺產(chǎn)名錄。本次消防工程涉及園區(qū)內(nèi)玉瀾堂、樂壽堂、養(yǎng)云軒等33處古建筑，每處建筑都有獨(dú)立的配電系統(tǒng)。

項(xiàng)目對(duì)33處古建筑的配電箱進(jìn)行了全面改造，安裝智慧用電探測(cè)器和故障電弧傳感器，采集的數(shù)據(jù)通過無線方式上傳至云平臺(tái)統(tǒng)一管理。

這一項(xiàng)目的挑戰(zhàn)在于建筑數(shù)量多、分布廣、每處建筑的配電情況各不相同。安科瑞的無線4G上傳方案解決了數(shù)據(jù)傳輸問題——無需在園區(qū)內(nèi)布設(shè)網(wǎng)絡(luò)線纜，避免了對(duì)古建環(huán)境和景觀的影響。管理人員在監(jiān)控中心即可實(shí)時(shí)掌握33處古建筑的用電安全狀況，實(shí)現(xiàn)了從"分散管理"到"集中管控"的跨越。

案例三：某寺院智能化升級(jí)改造

該寺院始建于清順治十八年（1661年），距今已有360多年歷史，是國(guó)務(wù)院確定的漢族地區(qū)佛教全國(guó)重點(diǎn)寺院。寺內(nèi)建筑以木結(jié)構(gòu)為主，耐火等級(jí)低，且寺內(nèi)常年點(diǎn)燈、燃香，用電負(fù)荷集中在照明和宗教活動(dòng)設(shè)備上，線路老化問題尤為突出。

項(xiàng)目對(duì)寺院的三級(jí)配電系統(tǒng)進(jìn)行了全面智能化升級(jí)改造：

· 一級(jí)配電（總進(jìn)線）：安裝ARCM600智慧用電探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)總回路能源計(jì)量和漏電、溫度監(jiān)測(cè)

· 二級(jí)配電（分區(qū)域）：部署故障電弧傳感器和限流式保護(hù)器，對(duì)照明回路進(jìn)行電弧檢測(cè)和短路防護(hù)

· 三級(jí)配電（末端回路）：通過ARCM600的末端監(jiān)測(cè)功能，覆蓋到每條末端回路

改造后，寺院內(nèi)曾經(jīng)頻繁出現(xiàn)的線路打火、漏電問題得到了有效監(jiān)控和及時(shí)處置。故障電弧傳感器多次在照明線路老化打火初期發(fā)出預(yù)警，電工據(jù)此更換老化線路，避免了火患。限流式保護(hù)器則為每條重要回路加裝了"短路防火墻"，確保即使發(fā)生短路也不會(huì)產(chǎn)生點(diǎn)燃木結(jié)構(gòu)的電火花。

五、方案優(yōu)勢(shì)總結(jié)

1. "三合一"集成，成本更低

ARCM600一臺(tái)設(shè)備即集成了傳統(tǒng)方案中ARCM300電量監(jiān)控模塊、微斷終端網(wǎng)關(guān)、故障電弧主機(jī)三臺(tái)設(shè)備的功能。對(duì)于需要覆蓋多處古建筑的項(xiàng)目，設(shè)備采購(gòu)成本、安裝空間和調(diào)試工作量均可大幅降低。以33處古建筑的項(xiàng)目為例，"三合一"設(shè)計(jì)意味著減少了近三分之二的核心設(shè)備投入。

2. 故障電弧檢測(cè)，直擊老化線路隱患

文物古建照明線路普遍老化，故障電弧是引發(fā)火災(zāi)的高危因素，而傳統(tǒng)斷路器和漏電保護(hù)器均無法識(shí)別故障電弧。ARCM610系列故障電弧傳感器，能在電弧形成的毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)發(fā)出預(yù)警，將隱患消滅在冒煙之前。這一功能也符合《文物建筑電氣防火導(dǎo)則（試行）》對(duì)照明回路設(shè)置故障電弧探測(cè)器的明確要求。

3. 限流式保護(hù)，短路不起火

ASCP系列限流式保護(hù)器在短路發(fā)生時(shí)150微秒內(nèi)切斷回路，短路電流被限制至低水平，無危險(xiǎn)電火花產(chǎn)生。對(duì)于木質(zhì)結(jié)構(gòu)的文物古建，這一功能意味著：即使線路發(fā)生最嚴(yán)重的短路故障，也不會(huì)產(chǎn)生足以點(diǎn)燃木材的點(diǎn)火源，從根本上阻斷了"短路→電弧→火災(zāi)"的演變路徑。

4. 無線4G上傳，適合分散古建筑群

古建筑群往往分布分散，且對(duì)環(huán)境風(fēng)貌保護(hù)要求嚴(yán)格，不宜大規(guī)模布設(shè)網(wǎng)絡(luò)線纜。無線4G上傳方案無需布線，設(shè)備安裝后即可自動(dòng)連接網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)，既滿足了數(shù)據(jù)傳輸需求，又減少了對(duì)古建筑環(huán)境和景觀的影響。

5. 彩屏顯示，計(jì)量芯片

ARCM600配備彩屏顯示界面，運(yùn)維人員在現(xiàn)場(chǎng)即可直觀查看各項(xiàng)電參量數(shù)據(jù)、報(bào)警記錄和設(shè)備狀態(tài)。計(jì)量芯片確保數(shù)據(jù)采集精度達(dá)到0.5S級(jí)，為用電安全分析提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。10000條事件記錄的本地存儲(chǔ)能力，即使網(wǎng)絡(luò)中斷也能保證數(shù)據(jù)不丟失。

6. 集中監(jiān)控，統(tǒng)一管理

無論古建筑數(shù)量多少、分布多廣，所有數(shù)據(jù)匯聚到一個(gè)云平臺(tái)統(tǒng)一管理。管理人員在一個(gè)界面即可掌握全部建筑群的用電安全狀況，報(bào)警信息實(shí)時(shí)推送，運(yùn)維工單在線派發(fā)，改變了過去"逐一巡查、各自為政"的低效模式。

7. 政策合規(guī)，有據(jù)可依

方案設(shè)計(jì)符合文物督發(fā)〔2017〕3號(hào)文件、《文物建筑電氣防火導(dǎo)則（試行）》等政策法規(guī)的要求，特別是故障電弧探測(cè)器的部署直接響應(yīng)了導(dǎo)則對(duì)照明回路的明確規(guī)定，為文物古建的電氣防火工作提供了技術(shù)和合規(guī)雙重保障。

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頤和園古建筑智慧用電改造方案示意圖

電氣防火限流式保護(hù)器短路限流對(duì)比圖

產(chǎn)品體系一覽

· ARCM600系列 智慧安全用電探測(cè)器：主回路監(jiān)測(cè)，集成漏電/溫度/電弧/短路/分合閘/末端監(jiān)測(cè)/限流保護(hù)，電能精度0.5S級(jí)，彩屏顯示

· ARCM610系列 故障電弧傳感器：末端照明回路故障電弧檢測(cè)，支持多回路監(jiān)測(cè)

· ARCM620系列 智能終端配電傳感器：分回路監(jiān)測(cè)，無線Lora通訊，厚度≤17mm，IP55防護(hù)

· ASCB1系列 智能微型斷路器：分回路控制，遠(yuǎn)程分合閘、定時(shí)控制，支持485/4G/以太網(wǎng)

· ARCM60系列 智慧用電小主機(jī)：可連接32臺(tái)混合設(shè)備，數(shù)據(jù)匯聚上傳云平臺(tái)

· ASCP系列 電氣防火限流式保護(hù)器：短路時(shí)150微秒內(nèi)切斷回路，無危險(xiǎn)火花產(chǎn)生

· AISD系列 智能安全配電裝置：電不起火、電不傷人、電不漏電、供電連續(xù)

應(yīng)用場(chǎng)景

九小場(chǎng)所、三合一場(chǎng)所 | 商場(chǎng)、超市、批發(fā)市場(chǎng)等人員密集場(chǎng)所 | 養(yǎng)老院、福利院、孤兒院等社會(huì)福利機(jī)構(gòu) | 圖書館、博物館、科技館、文化館等文化活動(dòng)中心 | 幼兒園、小學(xué)、大學(xué)等學(xué)校場(chǎng)所 | 車站、高鐵、機(jī)場(chǎng)等交通場(chǎng)所 | 銀行總部大樓、支行、營(yíng)業(yè)廳等金融場(chǎng)所 | 燃易爆倉(cāng)庫(kù)、木材加工、紡織、噴涂、制藥等企業(yè)