安科瑞智慧用電在線(xiàn)監測裝置在金融業(yè)的應用

安科瑞電氣-張浩彬

【摘要】：基于人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據等新ICT技術(shù)的智慧用電安全管理服務(wù)平臺，通過(guò)云計算、人工智能對營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、辦公大樓、紫湖銀行等區域的電氣檢測數據進(jìn)行分析、預警和控制，實(shí)現電氣火災的在線(xiàn)綜合治理。

【關(guān)鍵詞】：金融業(yè)；智能微型斷路器；智慧用電在線(xiàn)監控裝置；故障電弧探測器

2017年4月26日，國務(wù)院安全生產(chǎn)委員會(huì )印發(fā)《國務(wù)院安全生產(chǎn)委員會(huì )關(guān)于開(kāi)展電氣火災綜合治理工作的通知》（安委〔2017〕4號），強調用三年時(shí)間綜合治理電氣火災工作，提高社會(huì )單位發(fā)現和處置消防電氣安全隱患能力，全方面推進(jìn)電氣安全管理制度化、規范化，鞏固綜合治理成效，強化考核，確保成效，全方面提升地方各級政府、各有關(guān)部門(mén)及社會(huì )單位電氣防火管理水平。

2017年7月21日，公安部、國家綜治辦、民政部、住房和城鄉建設部、國家安全生產(chǎn)監督管理局、國家能源局六部聯(lián)合印發(fā)《高層建筑消防安全綜合治理工作方案》(公消〔2017〕218號)，要求結合老舊高層住宅改造工程，推動(dòng)安裝電氣火災監測裝置，利用智慧用電安全管理系統，加強數據搜索、分析和應用，實(shí)行智能檢測、動(dòng)態(tài)監測，確保用電安全。

2016年11月14日，中國銀行業(yè)監督管理委員會(huì )印發(fā)《中國銀監會(huì )辦公廳關(guān)于切實(shí)加強消防安全管理工作的通知》(銀監辦發(fā)〔2016〕159號)，要求建立消防安全自查、火災隱患自除、消防責任自負以及自我管理、自我評估、自我提升的工作機制，確保本單位消防安全萬(wàn)無(wú)一失。

隨著(zhù)科技創(chuàng )新力度加大，信息技術(shù)已經(jīng)成為提升銀行核心競爭力的重要手段。在此趨勢下，金融業(yè)采用的電子設備種類(lèi)越來(lái)越多，對電子設備的使用強度大大增強，但電氣系統設計、建設、運營(yíng)、使用的過(guò)程中往往忽視安全用電和規范用電，主要表現在以下幾個(gè)方面：

①基礎管理落后：目前銀行營(yíng)業(yè)場(chǎng)所（營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、自助銀行及辦公大樓等）的用電系統還處于無(wú)網(wǎng)絡(luò )化、無(wú)智能化的單機分散獨立運行的狀態(tài)，主要還是采取傳統的保護措施，以空開(kāi)、保險絲、漏保、定時(shí)器等方式為主流，無(wú)法實(shí)現對前端強電系統進(jìn)行遠程實(shí)時(shí)監測和管理。

②設計應用不統一：規劃設計與實(shí)際應用不統一，導致線(xiàn)路數鋪設不規范，部分地線(xiàn)缺失等隱患導致設備與人身安全無(wú)法得到保障。

③運維管理不規范：運營(yíng)過(guò)程中缺乏現代化技術(shù)手段監管，難以防止不合理應用現象的產(chǎn)生。保護與負載不匹配、負載隨意添加和不規范的分路引線(xiàn)、常年失修、鼠患、電器使用不規范，均是引起火災的重大。

④設備管理難度大：設備使用中主要有安裝隨意、擺放無(wú)序、布線(xiàn)雜亂、接線(xiàn)零亂等現象；同時(shí)，非24小時(shí)設備24小時(shí)開(kāi)機運行，24小時(shí)運行設備絕緣老化等問(wèn)題均存在火災安全隱患。

⑤電能損耗浪費、存較大安全隱患：銀行營(yíng)業(yè)場(chǎng)所的70%的用電屬于營(yíng)業(yè)性用電，比如照明、電腦、空調、飲水機、LED屏等設備，下班后需拉閘斷電；但在實(shí)際執行中仍會(huì )存在不執行的現象，造成大量的能源浪費，存在較大的安全消防隱患。

智慧用電安全管理服務(wù)平臺能夠對電壓、電流、溫度、電弧等進(jìn)行實(shí)時(shí)監測并進(jìn)行數據分析，對被保護線(xiàn)路的過(guò)壓、過(guò)載、過(guò)流、過(guò)溫、欠壓、電弧、缺相、設備不在線(xiàn)等情況進(jìn)行預警，平臺在發(fā)現電氣火災預警時(shí)，預警信息可以多種方式及時(shí)通知相關(guān)單位處理，確保用電線(xiàn)路系統安全。平臺具有獨立完整功能，通過(guò)系統平臺及前端系統設備實(shí)現對電氣火災風(fēng)險的檢測預警及管理，平臺預留與其他應用系統、設備交互對接接口，確保平臺擴展性及融入性。

各銀行可根據全行安全管理實(shí)際需要，智慧用電安全管理服務(wù)平臺應監測營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、辦公大樓、自助銀行等機構的電氣設備，利用設備自由分組、遠程配置用電計劃等功能，實(shí)現強電和弱電的遠程智能化管理和精細化管理。監控中心匯總轄內電氣安全數據并及時(shí)反饋問(wèn)題機構進(jìn)行處置。營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、辦公樓、自助銀行等被管理機構現場(chǎng)可設置分控臺，實(shí)現現場(chǎng)管理。平臺總體拓撲圖如圖1所示。

(1)用電檢測預警設備應符合下列規定:

①用電檢測預警設備應采用有線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)通訊方式與主機連接，通過(guò)銀行傳輸網(wǎng)絡(luò )上傳監控中心，并確保網(wǎng)絡(luò )安全;

②應選擇符合相關(guān)法律法規認證要求的系統產(chǎn)品，且產(chǎn)品的技術(shù)性能應滿(mǎn)足設置場(chǎng)所環(huán)境溫度、濕度及防護等級的實(shí)際需求;

③電氣線(xiàn)路應采用阻燃性能為A級的阻燃耐火電線(xiàn)電纜，配電線(xiàn)路采用金屬管、可彎曲金屬電氣導管或者B1級以上剛性塑料管保護。

(2)配電系統集中管理的辦公樓、宿舍，電氣火災監測系統的設置還應符合下列規定:

①用電檢測預警設備應采用有線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)通訊方式與主機連接，通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò )上傳監控中心，并確保網(wǎng)絡(luò )安全;

②剩余電流檢測設備應設置在主配電箱的出線(xiàn)端，設置要求應符合GB 50116-999《火災自動(dòng)報警系統設計規范》的規定;

③應設置用電設備檢測預警，確保在營(yíng)業(yè)、生產(chǎn)期間能監測到某個(gè)回路斷電，并發(fā)出預警信息;

④每個(gè)單獨設置的照明配電回路應設置故障電弧探測器;

⑤用電檢測設備宜安裝在配電箱內或者配電間內。

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4.1營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)用電管理

4.1.1用電管理難點(diǎn)。

營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)在用電管理方面主要存在以下難點(diǎn)：一是使用問(wèn)題。管理粗放，隨意增加負載，用電不規范。二是維護問(wèn)題。線(xiàn)路私拉亂扯，線(xiàn)型不符合要求等。三是質(zhì)量問(wèn)題。電器和接插件功率與標稱(chēng)不符，未使用阻燃材料等。四是外部強干擾。存在閃電、地震、鼠患、雨淋水浸等外部強干擾。五是管理問(wèn)題。非營(yíng)業(yè)時(shí)間、非在用線(xiàn)路未斷開(kāi)供電。

4.1.2解決方案。

（1）用電分路監測。分時(shí)分區用電監測管理是根據營(yíng)業(yè)機構用電各回路用途和負荷，采取“多回路、小電流”的設計原則，將網(wǎng)點(diǎn)回路分為24小時(shí)回路、8小時(shí)工作回路、24小時(shí)UPS回路、8小時(shí)UPS回路和定時(shí)回路5大類(lèi)。用電分類(lèi)監測可以實(shí)現不同回路不同的監測配置，避免正常斷電引起的預警，實(shí)現分時(shí)分區用電的個(gè)性化配置與監測。五大用電類(lèi)型監測如圖2所示。

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圖2五大用電類(lèi)型監測

（2）用電線(xiàn)路實(shí)時(shí)監測預警。

過(guò)載監測。根據線(xiàn)路和接插件標稱(chēng)功率，設定每條回路預警和較高負載值，系統根據實(shí)時(shí)電流監測，判斷是否過(guò)載，減少火災隱患。

異常監測。根據不同負載類(lèi)型和時(shí)段，設定每條回路電流異常預警值，當電流異常變化達到設定值，產(chǎn)生預警信息。

溫度監測。根據接插件部位或線(xiàn)路溫度，對過(guò)溫現象實(shí)時(shí)監測，設定預警值，當系統監測溫度達到設定值時(shí)，進(jìn)行預警。

漏電監測。設定漏電電流預警值，當系統監測到漏電電流高于設置值時(shí)，進(jìn)行預警。

用電量統計。對每個(gè)監測線(xiàn)路進(jìn)行用電量統計，并形成圖或表的形式展示，報表可以導出。

（3）回路電火花和電弧監測預警。通過(guò)實(shí)時(shí)監測電流變化，根據電流強度和高頻率波動(dòng)，判斷是否存在快速連續性電火花和電弧現象，再根據設定預警自動(dòng)觸發(fā)，防止插座插排及用電設備出現高強度高頻率打火，避免引發(fā)火災，減少火災隱患。

（4）配電線(xiàn)路斷電預警。判斷前端用電回路狀態(tài)，從而減輕現場(chǎng)復核警情的壓力，通過(guò)視頻監控查看前端情況，對預警進(jìn)行輔助性判斷，減少現場(chǎng)出警復核的次數，降低人員應急處置次數。

（5）分層分級監測管理。前端網(wǎng)點(diǎn)觸摸屏幕，用于配置上、下班監測模式、接收、查看預警信息、信息處理和日常業(yè)務(wù)維護。監測中心管理平臺，可查看各個(gè)設備情況與預警日志。

4.1.3營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)用電管理拓撲結構。

營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)用電管理拓撲結構如圖3所示。

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圖3營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)用電管理拓撲結構

4.2 辦公大樓用電管理

4.2.1 用電管理難點(diǎn)

辦公大樓在用電管理方面主要存在以下難點(diǎn):

(1)下班后忘記斷電，如空調、飲水機、熱水器、電腦等設備各處于無(wú)人管理的開(kāi)機狀態(tài)。

(2)違規用電，隨意接入大功率用電器，導致有的線(xiàn)路超負荷。

(3)打印機等設備未完全關(guān)閉，設備長(cháng)時(shí)間的待機將耗去大量的電能。

(4)缺乏技術(shù)手段進(jìn)行常態(tài)化的安全用電檢查、管理。

4.2.2 解決方案

(1)人機結合管理。針對各辦公大樓用電存在時(shí)段性和不確定性因素，采用人機結合的遠程用電監測方式。對辦公大樓低層的營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)(營(yíng)業(yè)室)，按照前述網(wǎng)點(diǎn)用電管理方式進(jìn)行規劃和部署。對辦公樓層，采用早上定時(shí)監測是否開(kāi)啟、晚上定時(shí)監測是否關(guān)閉方式進(jìn)行用電管理。

(2)遠程監測回路。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現對大量開(kāi)關(guān)的監測，能夠方便地查詢(xún)當前開(kāi)關(guān)狀態(tài)、方便集中管理。

(3)用電線(xiàn)路實(shí)時(shí)監測預警。實(shí)現過(guò)載監測、異常監測、溫度監測、剩余電流監測和用電量統計功能。

(4)回路電火花和電弧監測預警斷電。通過(guò)實(shí)時(shí)監測電流變化，根據電流強度和高頻率波動(dòng)，判斷是否存在快速連續性電火花和電弧現象，再根據設定預警自動(dòng)觸發(fā)，防止插座插排及用電設備出現高強度高頻率電弧，避免引發(fā)火災，減少火災隱患。

(5)配電線(xiàn)路斷電預警。判斷前端用電回路狀態(tài)，從而減輕現場(chǎng)復核警情的壓力，通過(guò)視頻監控查看前端情況，對預警進(jìn)行輔助性判斷，減少現場(chǎng)出警復核的次數，降低人員應急處置次數。

4.2.3 辦公大樓用電管理拓撲結構

辦公大樓用電管理拓撲結構如圖4所示。

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圖4辦公大樓用電管理拓撲結構

4.3 自助銀行用電管理

4.3.1 用電管理難點(diǎn)

在離行式自助銀行中，過(guò)流保護與負載不匹配\隨意添加負載、分路引線(xiàn)不規范、長(cháng)期過(guò)載、鼠患等是安全隱患的主要因素。此外，機房空調故障、UPS故障引發(fā)火災的情況偶有發(fā)生，市電斷電預警信息無(wú)法及時(shí)上傳，容易掩蓋潛在案件風(fēng)險。

4.3.2 解決方案

(1)用電分路監測。自助銀行用電可分為照明、空調、室外燈箱、ATM用電及UPS電源。管理措施如下:一是定時(shí)回路監測，包括自助大廳照明，室外燈箱用電等;二是24h監測回路，包括ATM用電、空調、UPS電源等;三是工作聯(lián)動(dòng)回路監測，主要是機房（加鈔間）照明。

(2)智能用電監測。包括過(guò)載監測、異常監測、溫度監測、剩余電流監測、用電量統計功能。

(3)智能空調運行監控?？照{根據環(huán)境溫度變化進(jìn)行起停工作，著(zhù)重監控該線(xiàn)路狀態(tài)。

(4)市電斷電監測。對市電線(xiàn)路狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，一旦發(fā)生市電斷電，及時(shí)發(fā)送預警信息。

4.3.3 自助銀行用電管理拓撲結構

自助銀行用電管理拓撲結構如圖5所示。

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圖5自助銀行用電管理拓撲結構