簡婷
安科(ke)瑞電氣股份有(you)限公司 上海嘉定 201801
摘 要：全國各地(di)電(dian)(dian)瓶車充(chong)電(dian)(dian)引發(fa)火(huo)(huo)災的事故時有(you)發(fa)生(sheng)，對人民群(qun)眾的生(sheng)命財產安全造成了很大的威(wei)脅，本文介紹的電(dian)(dian)瓶車充(chong)電(dian)(dian)樁收(shou)費(fei)平臺，采(cai)用無線通信技術、物聯(lian)網技術和(he)(he)電(dian)(dian)氣火(huo)(huo)災探測及防護技術，對電(dian)(dian)瓶車充(chong)電(dian)(dian)樁的狀(zhuang)態及充(chong)電(dian)(dian)過程進行監控，及時對充(chong)電(dian)(dian)樁過壓、欠壓、空載、絕緣檢測故障、漏電(dian)(dian)、過溫(wen)、短路(lu)等(deng)一(yi)系列故障進行預(yu)警(jing)和(he)(he)保護。
關鍵詞： 電(dian)瓶(ping)車充電(dian)樁；學校；托管；云平臺
1 項目概述
福建大學(xue)城某學(xue)院是福建省人民(min)舉辦的省屬公學(xue)院，學(xue)校(xiao)占地(di)面(mian)積(ji)1388畝，設有13個二級學(xue)院和2個教(jiao)學(xue)部，現有專任教(jiao)師(shi)總數771人，全日制本科(ke)在校(xiao)生近1.5萬(wan)人。
學(xue)院(yuan)為(wei)了(le)滿(man)足校園(yuan)(yuan)與日俱增的(de)充電(dian)需求，同時為(wei)了(le)規范校園(yuan)(yuan)電(dian)動車管理，避免亂(luan)停亂(luan)放、私拉電(dian)線充電(dian)的(de)安全(quan)事故發生，計(ji)劃安裝(zhuang)一批10路(lu)電(dian)瓶(ping)車智能充電(dian)樁(zhuang)。
2 項(xiang)目需(xu)求(qiu)
基于高校對審計的要求，校方提出使用學校現有微信獨立商戶進行收款，統一管理資金，同時要以獨立小程序進行運營，系統需求主要包括：
● 托管模式下，支持直接使(shi)用校方獨(du)立(li)商(shang)戶進行收款
● 托管模(mo)式下(xia)，支(zhi)持使用校方獨立(li)小程序進行(xing)運(yun)營
● 托管(guan)模式下，支持小(xiao)程序充電檔位和充值檔位可配置
3 系(xi)統結(jie)構
現場采用10路電瓶車智能充電樁，對充電回路進行采集，通過RS485接口與無線通信終端進行通訊，實現電力參數的監測、預警與保護，再由無線通信終端，通過以太網將數據上傳至搭建在數據中心的電瓶車充電樁收費平臺。
平(ping)臺采用分層(ceng)分布式(shi)結構進行設計，詳(xiang)細拓撲結構如下：
系統分為四層：即數據采集層、網絡傳輸層、數據中心層和客戶端層。
數據采集層：電(dian)瓶車智能充電(dian)樁(zhuang)通訊協議為標準modbus-rtu。電(dian)瓶車智能充電(dian)樁(zhuang)用(yong)于采集充電(dian)回(hui)路的電(dian)力參數，并進行電(dian)能計(ji)量和保護(hu)
網絡傳輸層：包含無線通信終端。無線通信終端主動采集數據采集層的數據，通過以太網將數據上傳至搭建好的數據庫服務器。
數據中心層：包含應用服務器和數據服務器，應用服務器部署數據采集服務、WEB網站，數據服務器部署實時數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。應用服務器和數據服務器部署在局域網內，與外網隔離。
客戶端層：系統管理員通過局域網，在瀏覽器中訪問電瓶車充電樁收費平臺。終端充電用戶通過刷卡的方式啟動充電。
電(dian)瓶(ping)車充電(dian)樁(zhuang)及收費運營云平臺
1、概述
每(mei)天(tian)約1000萬次的(de)故障和隱患，每(mei)年發生的(de)電(dian)動車火災至少2000起(qi)，每(mei)天(tian)高達1億(yi)的(de)充(chong)電(dian)次數，安委會出臺(tai)《電(dian)動自行車集中停放(fang)和充(chong)電(dian)治理(li)方案》國家三(san)令五申(shen)各種政(zheng)策。
很多小區充電流程不規范，電流、電池不匹(pi)配。充電設備(bei)簡(jian)陋，難(nan)監(jian)控，災情響應(ying)不及時(shi)。亂停放，私拉電線現象嚴(yan)重。無(wu)(wu)計費標(biao)準；無(wu)(wu)具(ju)體賬單(dan)。
小(xiao)區(qu)電(dian)動車(che)充(chong)電(dian)樁(zhuang)解決了業主電(dian)動車(che)充(chong)電(dian)難的(de)(de)問題，業主只需要(yao)把(ba)車(che)停在充(chong)電(dian)區(qu)，按照指示(shi)操作充(chong)電(dian)，就能充(chong)上電(dian)，而且(qie)由于電(dian)動車(che)集中(zhong)停放，易于管(guan)理(li)，更好的(de)(de)防(fang)止了被盜現象(xiang)的(de)(de)發生，解決了電(dian)動車(che)管(guan)理(li)中(zhong)的(de)(de)老大難問題。
電(dian)瓶(ping)車充電(dian)站通(tong)過GPRS模塊與云端進行通(tong)信和數(shu)據交(jiao)互。系統能夠對電(dian)瓶(ping)車充電(dian)樁的日常狀(zhuang)態(tai)、充電(dian)過程(cheng)進行監控(kong)；實現(xian)支(zhi)付(fu)對接：能夠支(zhi)持投幣、刷卡、微信等多種支(zhi)付(fu)方(fang)式；必須(xu)保證支(zhi)付(fu)過程(cheng)交(jiao)易的完整性，對充電(dian)過程(cheng)中的異常情況進行有效處理；實現(xian)對下(xia)游站級平臺(tai)的清算、對賬功能。
2、應用場所
（一）商場、小(xiao)區等物業環境；
（二）學校(xiao)，醫院等公建(jian)；
（三）各類企事業單位；
（四）公(gong)交樞紐(niu)，公(gong)路充電(dian)站。
3、平臺結(jie)構
4、平臺主要功能
（一）資(zi)源管理
充電(dian)(dian)站檔(dang)案管理，充電(dian)(dian)樁(zhuang)檔(dang)案管理，用(yong)戶檔(dang)案管理，充電(dian)(dian)樁(zhuang)異常交易監測
（二）交易結(jie)算
充電(dian)價格策略管(guan)(guan)理(li)，預收費管(guan)(guan)理(li)，賬單管(guan)(guan)理(li)，營(ying)收和財務相關報表
（三(san)）用戶管(guan)理
用戶(hu)(hu)注冊(ce)，用戶(hu)(hu)登錄，用戶(hu)(hu)帳戶(hu)(hu)管理
（四）充電服務
充電設(she)施搜(sou)索，充電設(she)施查看，地圖(tu)尋址(zhi)，在線自助支付充電，充電結算，導航等(deng)
（五）微信(xin)小(xiao)程序
掃碼充電(dian)(dian)，賬單查詢(xun)、充電(dian)(dian)信息監(jian)測等功能
（六）數據服務
數據采集，數據存儲和解析
（七）收益隔天(tian)結(jie)轉到帳(zhang)
客戶(hu)只需通過商(shang)戶(hu)小程序(xu)綁定自己的微信(xin),支付寶賬(zhang)號即可結轉收(shou)益(yi)
5、現場(chang)硬(ying)件配置
6、電瓶車(che)智能充(chong)電樁功(gong)能
1.可同時充 10 輛(liang)電(dian)瓶車(che)。
2.尺寸空間(jian)大，內部空間(jian)充裕(yu)，具備充足的電氣安(an)全性。
3.實體按鍵設計，手感實在，使用壽(shou)命長。
4.顯(xian)示IC 刷卡(ka)次數、IC 卡(ka)余(yu)(yu)額(e)(e)，卡(ka)內余(yu)(yu)額(e)(e)語音播報。
5.每次扣(kou)費和充(chong)電(dian)時(shi)間可調，可多次刷(shua)卡掃(sao)碼(ma)，充(chong)電(dian)時(shi)間自動累計(ji)。
6.可根據客戶需求開通免費充電功能。
7.可使用微(wei)信(xin)、支(zhi)付寶(bao)掃碼，投幣、刷卡(ka)支(zhi)付充電。
8.自動識別出現故障(zhang)的線路，并伴有字母和(he)語音提(ti)示。
; 9.具有斷(duan)電記(ji)憶功能，當出現斷(duan)電，來電后(hou)可以繼(ji)續使(shi)用剩余的時間充電。
10.具(ju)有拔掉斷(duan)電(dian)功能，當用戶(hu)拔掉充電(dian)器(qi)，及時自動斷(duan)電(dian)。
11.具有充(chong)滿自停功(gong)能，自動(dong)檢(jian)測電瓶車充(chong)電狀(zhuang)態，如充(chong)滿則停止供電，計費(fei)時間(jian)清零。
12.具(ju)有過載(zai)保護功能(neng)，能(neng)識別(bie)大功率電器(qi)，自動暫停供(gong)電，防止(zhi)用戶(hu)私接插線板給多臺(tai)
電瓶車(che)充電。
13.具有短路(lu)保(bao)護功能，當(dang)出現短路(lu)，保(bao)險(xian)絲熔斷確保(bao)安全(quan)。
14.具有按(an)功(gong)率給時(shi)間功(gong)能(neng)，根據檢測到的功(gong)率，按(an)照設定(ding)時(shi)間開啟(qi)充電。
16.過(guo)溫保護功能，當(dang)檢測機箱溫度過(guo)高(gao)，停(ting)止充(chong)電(dian)。
17.夜間斷(duan)電功能，可設定夜間整機斷(duan)電黑屏(ping)，禁(jin)止(zhi)夜間充電。
18.遠程抄(chao)表，485 電表數據采集上報。
7、充電樁布線(xian)示意
8、充(chong)電樁現場(chang)應用展示
1 概述
電(dian)氣(qi)(qi)防火限(xian)流(liu)(liu)(liu)式保護(hu)器(qi)可有效克服傳統斷路(lu)(lu)器(qi)、空(kong)氣(qi)(qi)開關和監控設備(bei)存(cun)在的短路(lu)(lu)電(dian)流(liu)(liu)(liu)大、切斷短路(lu)(lu)電(dian)流(liu)(liu)(liu)時(shi)(shi)間長、短路(lu)(lu)時(shi)(shi)產(chan)生的電(dian)弧火花大，以(yi)及(ji)使用(yong)壽命短等弊端，發生短路(lu)(lu)故障(zhang)時(shi)(shi)，能以(yi)微秒級速(su)度快速(su)限(xian)制短路(lu)(lu)電(dian)流(liu)(liu)(liu)以(yi)實現(xian)滅弧保護(hu)，從而(er)能顯著減少電(dian)氣(qi)(qi)火災事故，保障(zhang)使用(yong)場(chang)所人員(yuan)和財產(chan)的安(an)全。
ASCP200-1 型電(dian)氣防火(huo)限流式保(bao)(bao)護(hu)器是單相限流式保(bao)(bao)護(hu)器，大額定電(dian)流為 63A。可廣(guang)泛應(ying)用于(yu)學校、醫院、商場、賓館(guan)、娛樂場所、寺廟、文物建(jian)筑、會展(zhan)、住宅、倉庫、幼兒園、老年人建(jian)筑、集體宿(su)舍(she)、電(dian)動車充電(dian)站及(ji)租賃式商場商鋪、批發市場、集貿市場、甲乙丙(bing)類危(wei)險(xian)品庫房等各種用電(dian)場所末端干、支路的(de)線路保(bao)(bao)護(hu)。
2、限流式保護器的(de)設計(ji)
電氣防火限流式(shi)保(bao)護(hu)器(qi)可有效克服傳統斷(duan)路(lu)器(qi)、空氣開(kai)關和監控設備存在的(de)短(duan)(duan)路(lu)電流大(da)、切斷(duan)短(duan)(duan)路(lu)電流時間(jian)長(chang)、短(duan)(duan)路(lu)時產生(sheng)的(de)電弧火花(hua)大(da)，以(yi)及使(shi)用壽命短(duan)(duan)等當弊(bi)端，發生(sheng)短(duan)(duan)路(lu)故障(zhang)時，能以(yi)微秒級速度(du)快速限制短(duan)(duan)路(lu)電流以(yi)實現滅(mie)弧保(bao)護(hu)，從而能顯著(zhu)減(jian)少(shao)電氣火災事(shi)故，保(bao)障(zhang)使(shi)用場(chang)所人員和財產的(de)安全。
安科瑞ASCP200-1電(dian)氣(qi)防火限流式保(bao)護(hu)器的(de)(de)主要元(yuan)件是(shi)固(gu)態(tai)開(kai)(kai)關，不(bu)同于傳統(tong)家用的(de)(de)空氣(qi)開(kai)(kai)關（微斷(duan)(duan)(duan)）。我們知道，傳統(tong)空氣(qi)開(kai)(kai)關的(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)開(kai)(kai)是(shi)一種機械運動過程，分(fen)斷(duan)(duan)(duan)時間(jian)需(xu)要幾十毫秒(一般30～50ms)，帶負載(zai)斷(duan)(duan)(duan)開(kai)(kai)時通常伴(ban)隨有電(dian)弧(hu)的(de)(de)產生。而(er)固(gu)態(tai)開(kai)(kai)關的(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)開(kai)(kai)則(ze)是(shi)依靠半導體內部(bu)的(de)(de)載(zai)流子運動實(shi)現(xian)，分(fen)斷(duan)(duan)(duan)時間(jian)微秒級(ji)，速度快，無電(dian)弧(hu)產生。
如圖1所示，當發(fa)生短路(lu)故(gu)障(zhang)時(shi)，傳統空氣開關在(zai)電流(liu)升至(zhi)C點時(shi)才能動作，且無(wu)法瞬時(shi)切斷電流(liu)，而固態開關則可以在(zai)電流(liu)升至(zhi)B點時(shi)即瞬間切斷短路(lu)電流(liu)。
圖1短路故(gu)障前后電(dian)流(liu)與時間關(guan)系圖
從流(liu)過(guo)電阻的(de)電流(liu)熱量(liang)公式Q=I2Rt，可以(yi)很容(rong)易看出，傳統空氣(qi)開(kai)關與固態開(kai)關在短路時所釋放的(de)能量(liang)差別可以(yi)達到數千倍(bei)之多。因此(ci)當裝配(pei)限流(liu)式保(bao)護器的(de)回(hui)路發生短路故障時，就(jiu)可以(yi)避免電弧的(de)產(chan)生，從而有(you)效降低了電氣(qi)火災(zai)。
3、ASCP200-1功能特點
ASCP200-1型電氣(qi)防火限(xian)(xian)流(liu)式保護器是(shi)單相限(xian)(xian)流(liu)式保護器，較大額(e)定電流(liu)為63A。主要功能如下：
A）短(duan)(duan)路保(bao)護功(gong)能(neng)，線路發生短(duan)(duan)路故障時，能(neng)在(zai)150微秒內(nei)實現快速(su)限(xian)流保(bao)護；
B）過載保(bao)護(hu)功(gong)能，線路持續過載時，保(bao)護(hu)器(qi)限流保(bao)護(hu)；
C）表內超溫(wen)保(bao)(bao)護功能，保(bao)(bao)護器內部器件工作溫(wen)度過高(gao)時(shi)，保(bao)(bao)護器限流(liu)保(bao)(bao)護；
D）過/欠壓(ya)保(bao)護功能，線路(lu)欠壓(ya)或過壓(ya)時，保(bao)護器告警(jing)或限流保(bao)護（可設）；
E）電纜溫(wen)度監(jian)測(ce)功(gong)能，被測(ce)線(xian)纜溫(wen)度超過報警(jing)設定(ding)值時，保護(hu)(hu)器告警(jing)或限流保護(hu)(hu)（可(ke)設）；
F）漏電(dian)流監測功能(neng)，線路漏電(dian)超過報警(jing)設定(ding)值時(shi)，保(bao)護(hu)器告(gao)警(jing)或限流保(bao)護(hu)（可設）；
G）通訊功能，保護器配置1路RS485接(jie)口，1路2G無線通訊，可以將數據(ju)發送到安科瑞(rui)Acrel-6000安全云(yun)平(ping)(ping)臺，或三(san)方監控軟件或平(ping)(ping)臺，從而實(shi)現遠程監控。
4、ASCP200-1技術參(can)數(shu)
5、應用方(fang)案圖示
ASCP200-1型(xing)電氣防火限流(liu)式保(bao)護器(qi)建(jian)議安裝(zhuang)在入戶開(kai)關(guan)(guan)下端，額定電流(liu)值根(gen)據(ju)入戶開(kai)關(guan)(guan)的具體規格(ge)進行(xing)設置，典型(xing)應用(yong)示意圖如圖2所示：
圖2ASCP200-1家用防(fang)火解決方案(an)安裝示意(yi)圖
6、使用注意事項
在選用(yong)(yong)限流(liu)(liu)式(shi)保(bao)(bao)護(hu)(hu)器時(shi)(shi)，限流(liu)(liu)式(shi)保(bao)(bao)護(hu)(hu)器的(de)設定(ding)(ding)(ding)的(de)額定(ding)(ding)(ding)電(dian)流(liu)(liu)應(ying)該與其前上(shang)級(ji)的(de)斷路(lu)器的(de)額定(ding)(ding)(ding)電(dian)流(liu)(liu)保(bao)(bao)持一致。例如，當限流(liu)(liu)式(shi)保(bao)(bao)護(hu)(hu)器輸入端(duan)斷路(lu)器的(de)額定(ding)(ding)(ding)電(dian)流(liu)(liu)為32A時(shi)(shi)，應(ying)將限流(liu)(liu)式(shi)保(bao)(bao)護(hu)(hu)器的(de)額定(ding)(ding)(ding)電(dian)流(liu)(liu)設置為32A。為保(bao)(bao)障限流(liu)(liu)式(shi)保(bao)(bao)護(hu)(hu)器的(de)正常(chang)使用(yong)(yong)，嚴(yan)禁將其使用(yong)(yong)于與其前端(duan)斷路(lu)器的(de)額定(ding)(ding)(ding)電(dian)流(liu)(liu)不(bu)匹配的(de)配電(dian)線路(lu)中。
ASCP200系列采用限流式(shi)保護器采用壁掛(gua)式(shi)安(an)裝(zhuang)(zhuang)，可以掛(gua)墻安(an)裝(zhuang)(zhuang)，也可以安(an)裝(zhuang)(zhuang)在箱體內，應確保安(an)裝(zhuang)(zhuang)場所無滴水、腐蝕性化學氣體和沉淀物(wu)質，并(bing)注意環境溫度和通風散(san)熱(re)。
為確保可靠連(lian)接(jie)(jie)，接(jie)(jie)線(xian)(xian)時應按接(jie)(jie)線(xian)(xian)圖進行，同時為了防止接(jie)(jie)頭(tou)(tou)處接(jie)(jie)觸電阻過大而導(dao)致部過熱，也避免因(yin)接(jie)(jie)觸不(bu)良而導(dao)致保護(hu)器工作不(bu)正常，線(xian)(xian)頭(tou)(tou)應采用合適大小(xiao)的(de)U形(xing)冷壓(ya)頭(tou)(tou)壓(ya)接(jie)(jie)后(hou)，再(zai)插入保護(hu)器相(xiang)應端子(zi)上并將(jiang)螺釘擰緊壓(ya)實。
保(bao)護(hu)器(qi)(qi)內部帶(dai)(dai)有交流電，嚴(yan)禁非(fei)專業人士擅自打開產品外(wai)殼。保(bao)護(hu)器(qi)(qi)在使用(yong)期間(jian)，若被(bei)保(bao)護(hu)線路(lu)發生短路(lu)或過載故(gu)障而(er)被(bei)限(xian)流保(bao)護(hu)時，保(bao)護(hu)器(qi)(qi)仍處(chu)于帶(dai)(dai)電狀態，不允許隨意碰(peng)觸用(yong)電線路(lu)的金(jin)屬部分。待檢(jian)查線路(lu)，并排除(chu)故(gu)障后，長按保(bao)護(hu)器(qi)(qi)的復位(wei)按鍵(jian)約2秒鐘，使保(bao)護(hu)器(qi)(qi)恢復正常運行時。
當保(bao)護(hu)(hu)器(qi)因(yin)(yin)超溫(wen)而(er)發生限流(liu)保(bao)護(hu)(hu)時，則可(ke)能是因(yin)(yin)為(wei)負載(zai)電流(liu)過(guo)大，環境溫(wen)度過(guo)高(gao)或(huo)通風散熱不良等原(yuan)因(yin)(yin)導致，可(ke)通過(guo)加強通風等措施，等保(bao)護(hu)(hu)器(qi)溫(wen)度降(jiang)下來后，再長按復位(wei)鍵，使(shi)保(bao)護(hu)(hu)器(qi)復位(wei)，恢復正常運行。
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