古建筑群智慧用电安全监控系统设计指南

古建筑群智慧用电安全监控系统设计指南一、设计原则（一）保护优先原则古建筑群智慧用电安全监控系统的设计必须以文物保护为首要前提，所有电气改造与防控措施不得破坏文物建筑的结构完整性、历史风貌及文物价值。在具体实施中，应严禁在承重结构、壁画、彩塑等关键部位随意敷设线路，线路敷设需沿梁、柱等非可燃构件进行，与可燃织物、木料等保持≥0.5m的安全距离，杜绝直接敷设在梁枋、斗拱等木质承重结构上。配电箱应设置在文物建筑外部独立的防火隔间内，避免对建筑本体造成干扰。（二）预防为主原则系统设计应贯彻“源头管控、过程监测、精准预警”的预防理念，结合传统防火智慧与现代科技手段，构建全方位的电气火灾预防体系。通过对电气线路和设备的实时监测，实现电气隐患的早期发现和及时处理。重点文物建筑智慧消防监测覆盖率应不低于90%，火灾预警响应时间需控制在≤5分钟，确保在火灾发生前能够有效干预，杜绝因电气故障引发的文物建筑火灾事故。（三）分类施策原则根据古建筑群的使用功能、建筑材质及保护级别制定差异化防控方案。对于陈列展示区、宗教活动场所、居住办公区等不同功能区域，应根据其用电特点和火灾风险等级采取不同的监控策略。例如，文物库房、大殿等密闭空间内严禁线路穿越或敷设在可燃藏品、供品上方；宗教活动中使用的电子焚香、烛台等模拟器具，应选用低功耗产品，并加强监测力度。建筑材质方面，针对木构、砖石、砖木混合等不同类型建筑，在电气线路敷设和设备选型上应有所区别，木构文物建筑内严禁使用铝芯线路，优先采用本质安全型电气设备。（四）依法合规原则系统设计严格遵循国家相关法律法规和行业标准，如《文物建筑电气火灾防控技术规范》（WW/T0126-2025）、《中华人民共和国文物保护法》、《建筑设计防火规范》等。确保电气设施建设、改造及运维符合规范要求，电气系统应采用TN-S接地制式，保护接地电阻值≤4Ω，配电系统末端加装剩余电流保护器（RCD），动作电流≤30mA。同时，严格遵守禁止性规定，严禁私拉乱接临时线路，展览、施工等临时用电需办理审批手续，使用时长不得超过30天。二、系统架构（一）感知层感知层是智慧用电安全监控系统的基础，负责实时采集电气参数和环境数据。在重点部位安装无线感烟火灾探测报警器，探测距离≤10m，确保对火灾烟雾的及时感知，报警信号可同步上传至监控平台。配电系统安装温度传感器、电流互感器，实时监测线路温度（预警值≥60℃）、电流过载情况，及时发现线路异常。在文物古建末端重要回路或单体重要建筑配电箱处配置智能安全用电保护装置，实现用电本质安全，漏电不起火、单相触电不伤人，发生短路时瞬断消弧，杜绝火灾隐患。同时，在中间配电箱或区域配电箱处配置智慧电力探测器，实时监测供电系统电流、电压、功率等参数，以及进出线回路节点温度，全面掌握供电系统运行状态。（二）网络层网络层负责将感知层采集的数据安全、稳定地传输至数据层和应用层。考虑到古建筑群的特殊性，应采用无线通信为主、有线通信为辅的混合组网方式。对于古建筑密集区域，可采用LoRa、NB-IoT等低功耗广域网技术，减少布线对建筑的破坏；对于关键区域和重要数据传输，可采用光纤通信，确保数据传输的稳定性和安全性。网络设计需满足通信距离、数据传输速率、功耗等要求，同时具备抗干扰能力和网络自愈功能，保障系统的可靠运行。（三）数据层数据层是系统的核心，负责数据的存储、处理和分析。构建集中式数据中心，采用云平台技术，实现对电气运行数据（电流、电压、功率、谐波等）、环境数据（温度、湿度等）、设备状态数据的统一存储和管理。建立电气运行数据库，通过大数据分析识别隐患高发时段、部位，实现精准防控。同时，采用数据加密、访问控制等安全措施，保障数据的机密性和完整性。数据处理应具备实时性和高效性，能够对海量数据进行快速分析和挖掘，为系统的预警和决策提供支持。（四）应用层应用层是系统与用户交互的界面，提供丰富的功能模块，满足不同用户的需求。搭建集“监测、预警、调度”于一体的智慧消防平台，整合电气参数、烟感信号、视频监控等数据。平台具备自动预警功能，通过短信、APP推送等方式通知责任人，明确报警位置、类型及处置建议。同时，提供设备管理、隐患管理、报表分析等功能模块，建立用电设备台账，记录型号、安装时间及维护记录，定期生成电气安全分析报告，为优化防控措施提供依据。应用层设计应注重用户体验，界面简洁直观，操作便捷，支持多终端访问，方便管理人员实时掌握系统运行状态。三、技术要求（一）电气线路要求电气线路是古建筑群用电安全的关键，在材质选择上，应优先采用铜芯耐火电线电缆，明敷线路需选用阻燃等级不低于B1级的绝缘材料，穿越可燃构件时应采用壁厚≥2mm的镀锌钢管或防火塑料套管保护。木构文物建筑内严禁使用铝芯线路，线路截面积应根据用电负荷核算，预留20%以上余量。敷设方式上，严禁私拉乱接临时线路，线路应沿非可燃构件敷设，与可燃材料保持安全距离。配电箱内部需加装线路过载、短路及漏电保护装置，底部距地面≥1.5m，确保用电安全。（二）用电设备要求用电设备的选型和使用应符合安全规范，选用符合国家3C认证的节能型设备，额定功率与线路负荷匹配，木构建筑内优先采用本质安全型电气设备。照明灯具应加装防火防护罩，与可燃构件的距离≥0.3m，大功率灯具（≥100W）不得直接安装在木质构件上。文物建筑内严禁使用电炉、电暖气、电热毯等大功率电加热器具，确需使用的，需采用智能温控型设备并配备专人值守。建立用电设备台账，定期（每季度）检测设备绝缘性能，超过使用年限（一般为8年）的电气设备强制报废，禁止翻新后继续使用。（三）监测设备要求监测设备应具备高精度、高可靠性和低功耗的特点。温度传感器的测量范围应覆盖-40℃~125℃，测量精度±0.5℃；电流互感器的测量范围应满足线路负荷要求，测量精度0.5级。智能安全用电保护装置应具备漏电保护、过载保护、短路保护等功能，动作响应时间快，确保在故障发生时能够迅速切断电源。智慧电力探测器应能实时监测电流、电压、功率、功率因数等电气参数，以及进出线回路节点温度，数据采集频率不低于1次/秒。无线感烟火灾探测报警器应具备灵敏度高、误报率低的特点，报警信号应能准确上传至监控平台。（四）平台功能要求智慧用电安全监控平台应具备强大的功能，满足古建筑群用电安全管理的需求。实时监测功能可实时显示各监测点的电气参数、环境参数和设备状态，实现对整个古建筑群用电系统的全面监控。预警报警功能可根据设定的阈值，对电气故障、火灾隐患等进行及时预警和报警，并通过多种方式通知相关人员。设备管理功能可对用电设备和监测设备进行全生命周期管理，记录设备的基本信息、安装位置、运行状态和维护记录。隐患管理功能可对发现的隐患进行登记、跟踪、整改和验收，形成闭环管理。报表分析功能可根据历史数据生成各类报表，如电气安全分析报告、隐患统计报表等，为管理人员提供决策支持。四、实施流程（一）现场勘查与评估在系统设计前，进行全面的现场勘查与评估，了解古建筑群的布局、结构特点、用电现状等。对建筑的保护级别、使用功能、建筑材质等进行详细调查，评估电气火灾风险等级。勘查电气线路的敷设情况、老化程度、负荷分布等，检查用电设备的类型、数量、功率及运行状态。同时，了解现场的环境条件，如温度、湿度、电磁干扰等，为系统设计提供依据。根据勘查结果，编制详细的勘查报告和风险评估报告，明确系统设计的重点和难点。（二）方案设计与评审根据现场勘查与评估结果，结合相关标准和规范，进行系统方案设计。方案应包括系统架构、设备选型、线路敷设、平台功能等内容，充分考虑文物保护、安全性、可靠性、可操作性等因素。方案设计完成后，组织专家进行评审，邀请文物保护、电气安全、消防等领域的专家对方案的可行性、合理性进行论证。根据专家评审意见，对方案进行修改和完善，确保方案符合要求。（三）设备采购与安装按照设计方案进行设备采购，选择符合国家相关标准和认证要求的设备，确保设备质量。设备安装应严格遵守文物保护规定和施工规范，制定详细的安装方案，避免对古建筑造成破坏。线路敷设应采用隐蔽方式，尽量减少对建筑外观的影响，穿越可燃构件时应采取防火保护措施。设备安装位置应合理，便于监测和维护，同时不影响古建筑的使用功能和美观。安装过程中，应做好施工记录，确保施工质量。（四）系统调试与试运行设备安装完成后，进行系统调试，包括硬件调试和软件调试。硬件调试主要检查设备的连接是否正确、工作是否正常；软件调试主要检查系统的功能是否满足设计要求、数据传输是否稳定、预警报警是否准确。调试完成后，进行系统试运行，试运行时间一般为1-3个月。在试运行期间，对系统的运行状态进行全面监测，收集相关数据，评估系统的性能和效果。根据试运行情况，对系统进行优化和调整，确保系统稳定可靠运行。（五）验收与运维管理系统试运行合格后，组织验收工作，邀请相关部门和专家进行验收。验收内容包括系统功能、性能指标、施工质量等，验收合格后，办理验收手续。建立完善的运维管理体系，制定运维管理制度和操作规程，明确运维人员的职责和分工。定期对系统进行巡检、维护和保养，检查设备的运行状态、线路的连接情况、数据的传输情况等，及时发现和处理问题。同时，对运维人员进行培训，提高其专业技能和操作水平，确保系统的长期稳定运行。五、重点场所防控要求（一）大殿、偏殿大殿、偏殿是古建筑群的核心区域，电气火灾风险较高，应加强防控措施。照明线路需穿管保护，禁止使用移动式插座，防止线路老化和短路。经幡、帐幔等可燃织物与灯具距离应≥0.8m，避免因灯具高温引发火灾。安装智能断电装置，非开放时间自动断电，减少电气设备的运行时间。每日进行巡查，每周开展全面检查，及时发现和处理电气隐患。（二）文物库房文物库房存放大量珍贵文物，电气安全至关重要。配电箱应设置在库房外，线路采用铠装电缆，提高线路的安全性。灯具采用防爆型，安装位置避开藏品货架，防止灯具破裂引发火灾。配备气体灭火系统联动的电气切断装置，在发生火灾时能够迅速切断电源，避免火势扩大。每日进行2次巡查，每月开展专项检测，确保文物库房用电安全。（三）居住及商业用房居住及商业用房人员活动频繁，用电负荷变化大，电气火灾风险较高。严禁私拉乱接线路，大功率电器应单独回路供电，防止线路过载。厨房电气设备应加装油烟净化装置，定期清理油污，避免油污堆积引发火灾。安装独立烟感报警器，与住户手机联动，提高火灾预警的及时性。每周进行巡查，每半年开展全面排查，及时消除电气安全隐患。（四）施工现场施工现场临时用电较多，电气火灾风险较大，应加强管理。临时用电采用三级配电、两级保护，线路架空敷设，避免地面敷设造成损坏。电焊、切割等明火作业区与电气线路距离应≥5m，防止火花引燃线路。配备移动式灭火器，作业时专人监护，确保施工安全。作业期间全程监护，每日收工前检查，及时切断临时电源，消除火灾隐患。六、日常维护与管理（一）日常巡查建立“日常巡查+专项检查+年度检测”三级排查体系，日常巡查由文物保护员负责，每日对电气设备、线路、监测系统进行检查，重点关注设备运行状态、线路有无老化破损、接头是否松动过热等情况。专项检查每季度开展1次，组织专业人员对系统进行全面检查和测试，包括设备性能、数据传输、预警报警功能等。年度检测委托具备资质的第三方机构实施，对电气系统的安全性和可靠性进行全面评估。（二）隐患治理采用“红黄绿”三色标识管理隐患，红色隐患（如线路短路）立即整改，黄色隐患（如接头松动）48小时内整改，绿色隐患（如标识不清）限期7天整改。建立隐患台账，明确整改责任人、措施及期限，整改完成后验收销号。重大隐患（如线路大面积老化）整改期间，采取临时断电、设置警戒区等防护措施，暂停文物建筑开放，确保人员和文物安全。（三）人员培训加强对管理人员和运维人员的培训，提高其电气安全意识和专业技能。培训内容包括电气安全知识、系统操作方法、隐患识别与处理、应急处置等。定期组织