智慧用電產品在金融業(yè)的應用與分析

安科瑞 繆凱倫

【摘要】： 基于人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等新ICT技術的智慧用電安全管理服務平臺，通過云計算、人工智能對營業(yè)網(wǎng)點、辦公大樓、紫湖銀行等區(qū)域的電氣檢測數(shù)據(jù)進行分析、預警和控制，實現(xiàn)電氣火災的在線綜合治理。

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

0.前言

2017年4月26日,國務院安全生產委員會印發(fā)《國務院安全生產委員會關于開展電氣火災綜合治理工作的通知》（安委〔2017〕4號），強調用三年時間綜合治理電氣火災工作，提高社會單位發(fā)現(xiàn)和處置消防電氣安全隱患能力，全方面推進電氣安全管理制度化、規(guī)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、各有關部門及社會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(xiāng)建設部、國家安全生產監(jiān)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，推動安裝電氣火災監(jiān)測裝置，利用智慧用電安全管理系統(tǒng)，加強數(shù)據(jù)搜索、分析和應用，實行智能檢測、動態(tài)監(jiān)測，確保用電安全。

2016年11月14日，中國銀行業(yè)監(jiān)督管理委員會印發(fā)《中國銀監(jiān)會辦公廳關于切實加強消防安全管理工作的通知》(銀監(jiān)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。

1.銀行用電存在的安全隱患

隨著科技創(chuàng)新力度加大，信息技術已經(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越來越多，對電子設備的使用強度大大增強，但電氣系統(tǒng)設計、建設、運營、使用的過程中往往忽視安全用電和規(guī)范用電，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

①基礎管理落后：目前銀行營業(yè)場所（營業(yè)網(wǎng)點、自助銀行及辦公大樓等）的用電系統(tǒng)還處于無網(wǎng)絡化、無智能化的單機分散獨立運行的狀態(tài)，主要還是采取傳統(tǒng)的保護措施，以空開、保險絲、漏保、定時器等方式為主流，無法實現(xiàn)對前端強電系統(tǒng)進行遠程實時監(jiān)測和管理。

②設計應用不統(tǒng)一：規(guī)劃設計與實際應用不統(tǒng)一，導致線路數(shù)鋪設不規(guī)范，部分地線缺失等隱患導致設備與人身安全無法得到保障。

③運維管理不規(guī)范：運營過程中缺乏現(xiàn)代化技術手段監(jiān)管，難以防止不合理應用現(xiàn)象的產生。保護與負載不匹配、負載隨意添加和不規(guī)范的分路引線、常年失修、鼠患、電器使用不規(guī)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、擺放無序、布線雜亂、接線零亂等現(xiàn)象；同時，非24小時設備24小時開機運行，24小時運行設備絕緣老化等問題均存在火災安全隱患。

⑤電能損耗浪費、存較大安全隱患：銀行營業(yè)場所的70%的用電屬于營業(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；但在實際執(zhí)行中仍會存在不執(zhí)行的現(xiàn)象，造成大量的能源浪費，存在較大的安全消防隱患。

2.建設原則

2.1合法合規(guī)

電氣火災危害大，系統(tǒng)建設要求高，建設應符合消防相關法律法規(guī)，產品應滿足國家相關標準規(guī)范要求，并取得消防產品合格評定中心出具的認證證書。

2.2循序漸進

各銀行可根據(jù)實際情況，先對老舊、安全隱患比較大的辦公樓、網(wǎng)點、金庫等區(qū)域進行改造，再逐步規(guī)?；瘧谩⒎峙脑?，在實施中不斷完善，解決各種問題。

2.3只監(jiān)不“控"

建設方案總體上應采用“只監(jiān)不控"的方式。較大化實現(xiàn)細分線路監(jiān)測預警，讓隱患無處可藏，做到防患于未“燃",對各受保護線路、設備的運行數(shù)據(jù)只進行實時監(jiān)測、預警。嚴禁監(jiān)測設備侵入主用電回路，減少增加新的隱患點。

2.4安全可靠

所有設備及施工均應由符合資質要求的公司和人員實施。監(jiān)測系統(tǒng)應具有信息系統(tǒng)安全等級保護認證，以確保系統(tǒng)及設備安全穩(wěn)定可靠，施工人員應規(guī)范操作,杜絕發(fā)生安全事故。

2.5綠色節(jié)能

平臺可對各回路總有功電量、總無功電量功率、功率因數(shù)諧波等用電數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，為各部門制定能效管理制度提供決策數(shù)據(jù)。

3.平臺組成

智慧用電安全管理服務平臺能夠對電壓、電流、溫度、電弧等進行實時監(jiān)測并進行數(shù)據(jù)分析，對被保護線路的過壓、過載、過流、過溫、欠壓、電弧、缺相、設備不在線等情況進行預警，平臺在發(fā)現(xiàn)電氣火災預警時，預警信息可以多種方式及時通知相關單位處理，確保用電線路系統(tǒng)安全。平臺具有獨立完整功能，通過系統(tǒng)平臺及前端系統(tǒng)設備實現(xiàn)對電氣火災風險的檢測預警及管理,平臺預留與其他應用系統(tǒng)、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(jù)全行安全管理實際需要,智慧用電安全管理服務平臺應監(jiān)測營業(yè)網(wǎng)點、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，實現(xiàn)強電和弱電的遠程智能化管理和精細化管理。監(jiān)控中心匯總轄內電氣安全數(shù)據(jù)并及時反饋問題機構進行處置。營業(yè)網(wǎng)點、辦公樓、自助銀行等被管理機構現(xiàn)場可設置分控臺，實現(xiàn)現(xiàn)場管理。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(guī)定:

①用電檢測預警設備應采用有線或者無線通訊方式與主機連接，通過銀行傳輸網(wǎng)絡上傳監(jiān)控中心，并確保網(wǎng)絡安全;

②應選擇符合相關法律法規(guī)認證要求的系統(tǒng)產品，且產品的技術性能應滿足設置場所環(huán)境溫度、濕度及防護等級的實際需求;

③電氣線路應采用阻燃耐火電線電纜，配電線路采用金屬管、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(tǒng)集中管理的辦公樓、宿舍，電氣火災監(jiān)測系統(tǒng)的設置還應符合下列規(guī)定:

①用電檢測預警設備應采用有線或者無線通訊方式與主機連接，通過傳輸網(wǎng)絡上傳監(jiān)控中心，并確保網(wǎng)絡安全;

②剩余電流檢測設備應設置在主配電箱的出線端，設置要求應符合GB 50116-999《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》的規(guī)定;

③應設置用電設備檢測預警，確保在營業(yè)、生產期間能監(jiān)測到某個回路斷電，并發(fā)出預警信息;

④每個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。

圖1平臺總體拓撲圖

4.用電安全方案

4.1營業(yè)網(wǎng)點用電管理

4.1.1用電管理難點。

營業(yè)網(wǎng)點在用電管理方面主要存在以下難點：一是使用問題。管理粗放，隨意增加負載，用電不規(guī)范。二是維護問題。線路私拉亂扯，線型不符合要求等。三是質量問題。電器和接插件功率與標稱不符，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。五是管理問題。非營業(yè)時間、非在用線路未斷開供電。

4.1.2解決方案。

（1）用電分路監(jiān)測。分時分區(qū)用電監(jiān)測管理是根據(jù)營業(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)點回路分為24小時回路、8小時工作回路、24小時UPS回路、8小時UPS回路和定時回路5大類。用電分類監(jiān)測可以實現(xiàn)不同回路不同的監(jiān)測配置，避免正常斷電引起的預警，實現(xiàn)分時分區(qū)用電的個性化配置與監(jiān)測。五大用電類型監(jiān)測如圖2所示。

圖2五大用電類型監(jiān)測

（2）用電線路實時監(jiān)測預警。

1過載監(jiān)測。根據(jù)線路和接插件標稱功率，設定每條回路預警和較高負載值，系統(tǒng)根據(jù)實時電流監(jiān)測，判斷是否過載，減少火災隱患。

2異常監(jiān)測。根據(jù)不同負載類型和時段，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，產生預警信息。

3溫度監(jiān)測。根據(jù)接插件部位或線路溫度，對過溫現(xiàn)象實時監(jiān)測，設定預警值，當系統(tǒng)監(jiān)測溫度達到設定值時，進行預警。

4漏電監(jiān)測。設定漏電電流預警值，當系統(tǒng)監(jiān)測到漏電電流高于設置值時，進行預警。

5用電量統(tǒng)計。對每個監(jiān)測線路進行用電量統(tǒng)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(jiān)測預警。通過實時監(jiān)測電流變化，根據(jù)電流強度和高頻率波動，判斷是否存在快速連續(xù)性電火花和電弧現(xiàn)象，再根據(jù)設定預警自動觸發(fā)，防止插座插排及用電設備出現(xiàn)高強度高頻率打火，避免引發(fā)火災，減少火災隱患。

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

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

4.1.3營業(yè)網(wǎng)點用電管理拓撲結構。

營業(yè)網(wǎng)點用電管理拓撲結構如圖3所示。

圖3營業(yè)網(wǎng)點用電管理拓撲結構

4.2辦公大樓用電管理

4.2.1 用電管理難點

辦公大樓在用電管理方面主要存在以下難點:

(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人管理的開機狀態(tài)。

(2)違規(guī)用電，隨意接入大功率用電器，導致有的線路超負荷。

(3)打印機等設備未關閉，設備長時間的待機將耗去大量的電能。

(4)缺乏技術手段進行常態(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段性和不確定性因素，采用人機結合的遠程用電監(jiān)測方式。對辦公大樓低層的營業(yè)網(wǎng)點(營業(yè)室)，按照前述網(wǎng)點用電管理方式進行規(guī)劃和部署。對辦公樓層，采用早上定時監(jiān)測是否開啟、晚上定時監(jiān)測是否關閉方式進行用電管理。

(2)遠程監(jiān)測回路。通過網(wǎng)絡實現(xiàn)對大量開關的監(jiān)測，能夠方便地查詢當前開關狀態(tài)、方便集中管理。

(3)用電線路實時監(jiān)測預警。實現(xiàn)過載監(jiān)測、異常監(jiān)測、溫度監(jiān)測、剩余電流監(jiān)測和用電量統(tǒng)計功能。

(4)回路電火花和電弧監(jiān)測預警斷電。通過實時監(jiān)測電流變化，根據(jù)電流強度和高頻率波動,判斷是否存在快速連續(xù)性電火花和電弧現(xiàn)象,再根據(jù)設定預警自動觸發(fā)，防止插座插排及用電設備出現(xiàn)高強度高頻率電弧，避免引發(fā)火災,減少火災隱患。

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

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。

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

在離行式自助銀行中，過流保護與負載不匹配隨意添加負載、分路引線不規(guī)范、長期過載、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法及時上傳，容易掩蓋潛在案件風險。

4.3.2解決方案

(1)用電分路監(jiān)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:一是定時回路監(jiān)測，包括自助大廳照明，室外燈箱用電等;二是24h監(jiān)測回路，包括ATM用電、空調、UPS電源等;三是工作聯(lián)動回路監(jiān)測，主要是機房（加鈔間）照明。

(2)智能用電監(jiān)測。包括過載監(jiān)測、異常監(jiān)測、溫度監(jiān)測、剩余電流監(jiān)測、用電量統(tǒng)計功能。

(3)智能空調運行監(jiān)控?？照{根據(jù)環(huán)境溫度變化進行起停工作，著重監(jiān)控該線路狀態(tài)。

(4)市電斷電監(jiān)測。對市電線路狀態(tài)進行實時監(jiān)測，一旦發(fā)生市電斷電，及時發(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。

圖5自助銀行用電管理拓撲結構

5.安科瑞智慧用電產品

5.1概述

安科瑞智慧用電產品包含了智慧用電在線監(jiān)測裝置、故障電弧探測器、智能微型斷路器、防火限流式保護器、智能安全配電裝置和中線安防保護器等多個產品，可以實時監(jiān)測電氣安全數(shù)據(jù)，為用戶提供不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤、統(tǒng)計分析和安全監(jiān)管。設備可以上傳到智慧用電管理平臺，將電力物聯(lián)網(wǎng)技術與云平臺的大數(shù)據(jù)分析功能相結合，實現(xiàn)用電信息的可視化管理，可幫助用戶實現(xiàn)安全用電，節(jié)約用電，可靠用電。平臺支持web,app，微信小程序等多種訪問方式，方便用戶隨時隨地感知用電情況。

5.2應用場合

九小場所

三合一場所（生產、住宿、倉儲一體場所）

商場、超市等購物場所

養(yǎng)老院、福利院、孤兒院等社會福利機構

圖書館、博物館、科技館、文化館等文化活動中心

車站、軌道交通等交通樞紐

易燃易爆倉庫、木材加工、紡織、噴涂、制藥等企業(yè)

酒吧，網(wǎng)吧等娛樂場所

幼兒園、小學、大學等學校場所

運營商及鐵塔基站

文物建筑、古建筑

銀行辦公樓、營業(yè)網(wǎng)點、金庫、自助銀行等。

5.3系統(tǒng)結構

5.4系統(tǒng)功能

實時監(jiān)測

可查看設備的狀態(tài)、實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)，巡檢記錄和報警信息。

報警推送

可提供短信、郵件、APP推送、語音外呼、語音播報、微信小程序推送、微信公眾號推送、釘釘推送通知等多種方式進行異常通知。

隱患管理

隱患查詢→隱患派發(fā)→隱患處理，通過隱患的完整流程，形成閉環(huán)，跟蹤每一個隱患的工單狀態(tài)。

遠程控制

管理人員可以遠程設定探測器的各種參數(shù)值，或者對監(jiān)控設備進行分閘、合閘、復位、消音、自檢和遠程設置等操作，方便管理，同時提高工作效率。

用戶報告

針對項目一個周期內的用電數(shù)據(jù)進行匯總，生成安全用電分析報告。

5.5配置方案

6.結語

基于人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等新ICT技術的智慧用電安全管理服務平臺，可以加速金融業(yè)電氣火災安全管理的數(shù)字化轉型，通過云計算、人工智能對電氣監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析,給出安全運營指導，為決策者提供真實準確的決策依據(jù)。實現(xiàn)電氣火災在線綜合治理.管理人員和維護人員可以實時查詢各個監(jiān)測點相關數(shù)據(jù):一方面管理人員可以直接準確地掌握電氣安全信息，避免電氣安全隱患被深埋;另一方面維護人員能夠隨時掌握各個配電箱的電氣參數(shù)，可提高維護效率，給相關人員的巡檢工作帶來較大的便利,實現(xiàn)金融業(yè)用電管理從“粗放傳統(tǒng)低效"向“精細、智能、高能"轉變。

審核編輯黃宇