一、 项目背景

湖北十堰市张湾区艳湖社区集贸市场发生燃气爆炸，习近平强调，近期全国多地发生生产安全事故、校园安全事件，各地区和有关部门要举一反三、压实责任，增强政治敏锐性，全面排查各类安全隐患，防范重大突发事件发生，切实保障人民群众生命和财产安全，维护社会大局稳定，为建党百年营造良好氛围。

总理李克强作出批示，要求全力以赴组织抢险救援和救治受伤人员，尽最大努力减少伤亡，认真查明事故原因，依法依规严肃问责。近期安全事故仍呈多发势头，国务院安委会、应急管理部要督促各地切实加强重点领域安全监管和隐患排查，坚决遏制重特大事故发生。

在当今社会面临的安全威胁绝不只有燃气，2016年统计年超8000人的触电死亡和2020年因电气引发的较大火灾36起，占较大火灾总数的55.4%，通过这些数据不难看出，用电安全事故已经成为威胁生命财产安全的主要因素。

通常表面看起来导致触电亡人和电气火灾的主要因素有漏电、短路、过负荷、接触不良等，但实际上这些都是在配电系统里比较常见并且不可完全避免的电气故障。更为重要的是，并不是每次发生这些故障就会导致火灾、触电等严重的用电安全事故。事实上正是因为这些电气故障不可完全避免，所以今天的电气技术经过一百多年的发展，已经具备了比较完善的保护措施，例如电器漏电理论上不可完全避免，所以我们需要可靠的接地保护和“漏电保护开关”协同工作，短路、过负荷也无法完全避免，所以我们需要“空气开关”等过流过载类保护元件，来防止发生触电亡人和电气火灾事故。但这些技术和装置实现保护的前提条件是供电设备、配电线路、保护装置本身型号参数选择正确，并且都处于非故障状态，也就是我们通常说的无隐患（输变电领域称之为“缺陷”）。因此 确保配电系统安全稳定运行的首要工作是最大限度发现并消除隐患。但是电气领域的隐患具有极强的专业性和隐蔽性，只靠人工巡检是无法及时有效发现的，为应对此类问题，工业和信息化部和应急管理部印发了《工业互联网+安全生产行动计划（2021-2023年）》关于“构建基于工业互联网的安全感知、监测、预警、处置及评估体系，提升工业企业安全生产数字化、网络化、智能化水平，培育“工业互联网+安全生产”协同创新模式，提升安全生产水平 ”的指导思想。 

为进一步优化电网服务水平，有效降低直接与用户关联的低压电网安全事故发生率，急需建设一套以工业互联网为基础，通过供电隐患、缺陷和事故的动态感知与事前预防，实现在隐患存在时、事故发生前即可主动预警的主动用电安全技术，并可通过相关数据计算判断相关缺陷及事故的性质，为电网履行社会责任促进企业良性发展及、维护企业社会形象奠定有力技术支持。

二、 供电系统相关隐患分析

社区供电系统故障，由下至上大致可分为终端用户故障、支线分配系统故障、干线系统故障和变电系统故障等几个部分。从事故发生概率上看，终端用户故障最多、越往上发生概率越低；从事故严重程度上看，终端用户故障最低、越往上覆盖区域越大、危险程度越高；从事故隐患发现概率上分析，终端用户隐患由于基本在用户可视范围内，属于有人值守的使用性质，因此相对比较容易发现，而干线或变电系统故障，由于基本都是在无人值守的架空、埋地、封闭、高压等环境，重大隐患很难及时发现，通常都是在已经造成事故后，在事故分析中才能被定性。

2.1变压器中性点接地故障的危害

2.1.1大范围触电风险：

变压器中性点到接地极之间的电路，可因工作疏忽、盗窃、人为破坏、氧化、结构应力牵拉等多种因素，发生断路或电阻变大的严重故障，这一故障将直接导致整个配电系统的接地保护处于不确定的“浮空”状态。整个配电系统的接地保护将全部失效，当系统线路或设备某处发生接地时，即可造成总地线带电，而这种带电是涵盖到所有用户的。如不及时发现很有可能造成大范围的触电事故，并且这种情况下的触电，用户漏电保护装置将会拒动。

2.1.2更大的电气火灾风险：

       在TT系统，由于中性点接地故障后，整个供电台区线路及设备对地处于绝缘状态，同时存在对地等效电容，一旦相线回路或设备发生对地断路，将会产生很难熄灭的容性电弧，其中大部分单相接地故障是间歇性弧光接地，会产生弧光接地过电压又称间隙性弧光接地过电压，当中性点非直接接地并发生单相间隙性弧光接地故障时，由于不稳定的间歇性电弧多次不断的熄灭和重燃，在故障相和非故障相的电感电容回路上会引起高频振荡过电压，非故障相的过电压幅值一般可达3.15～3.5倍相电压，这种过电压是由于系统对地电容上电荷多次不断的积累和重新再分配形成的，单相弧光接地的过电压瞬时幅值最大可以达到20.4KV，足以击穿线路或设备绝缘。

2.2、干线地线故障的危害

大范围触电风险：

TN-S系统干线地线，也可以称之为总地线，其可包括主干地线和支干地线，可因工程施工、人为破坏、氧化虚接等多种情况，导致其发生电阻变大或断路，这时如果地线网络上，任何一个节点的电器对地漏电，都有可能导致整个配电系统的所有电器带电，同样可以导致大范围的触电事故，并且在这种情况下基于剩余电流的漏电保护装置是无法动作起到保护作用的。

2.3、TT系统的对地短路

TT系统发生单相接地短路时，其接地故障电流Id=Vln/Re+Rn=220/4+4=27.5A,通常这个量级电流不足以使电流保护元件动作，如果RCD失效或接地点处于RCD之前时，该接地电流可能长期纯在，此时零线上的对地电压Ven=Rn*Id=27.5*4=110V,这种情况下如果台区内有不安规范而采用接零保护的电气设备外壳即带有对地110V的危险电压，如果人体电阻按1K欧计算，流过人体的电流最高可以达到110mA,这个数量级的电流可以瞬间导致心脏停跳，另外接地点长时间几十A的电流将很容易引起线路局部过热或因电弧引起电气火灾。