电气安全预警系统是保障电力系统稳定运行和预防电气火灾的关键技术体系，其架构设计遵循"感知-传输-分析-决策-执行"的技术路线，构建多层协同的智能化预警平台。系统采用模块化设计理念，实现从数据采集到风险处置的全流程闭环管理。
一、系统总体架构
采用"云-边-端"三级协同架构：
-
终端感知层：由分布式传感网络构成
-
边缘计算层：部署区域智能分析节点
-
云端平台层：实现集中管理与决策支持
各层级间通过工业总线/无线混合网络实现数据交互，满足实时性与可靠性双重需求。
二、核心组成模块
- 数据采集模块
- 传感设备集群：
电气参数传感器（电压/电流/漏电流）
温度监测单元（接触式/红外测温）
电弧检测装置（高/低频电弧识别）
环境监测终端（湿度/粉尘浓度）
- 智能电表系统：
电能质量分析（谐波/闪变/不平衡度）
负荷特性监测（动态负载图谱）
- 数据传输模块
- 有线传输：
RS485/MODBUS工业总线
电力载波通信（PLC）
- 无线传输：
LoRaWAN广域低功耗网络
5G工业模组（关键节点）
- 协议转换：
IEC61850规约转换网关
OPC UA数据标准化接口
- 数据分析模块
- 实时计算引擎：
流式计算框架（Flink/Spark Streaming）
电气特征值提取算法
- 智能分析模型：
基于LSTM的异常检测模型
电气火灾概率预测算法
设备健康度评估模型（PHM）
- 预警决策模块
- 多级预警机制：
一级预警（参数偏离）
二级预警（趋势异常）
三级预警（紧急状态）
- 自适应阈值调整：
动态基线计算
环境补偿算法
- 控制执行模块
- 自动化处置：
智能断路器控制
应急电源切换
联动灭火系统
- 人工干预接口：
可视化操作终端
移动应急APP
三、关键技术特征
- 混合计算架构
- 边缘节点：
部署轻量级AI模型
实现100ms级实时响应
- 云端平台：
大数据深度挖掘
模型持续优化训练
- 安全防护体系
- 数据传输：
AES-256端到端加密
硬件级安全芯片
- 系统防护：
工业防火墙
入侵检测系统（IDS）
- 可靠性保障
- 设备冗余：
双电源供电设计
主备通信通道
- 容错机制：
心跳检测与自动切换
数据缓存重传
该架构设计符合GB/T 32575-2016电气火灾监控系统标准，通过分层解耦实现灵活部署，满足工业/商业/民用等不同场景需求。随着数字孪生技术的应用，未来将向"预测性维护+自主决策"方向演进，构建更智能的电气安全防护体系。