智慧用电产品在金融业的应用与分析

安科瑞 缪凯伦

【摘要】： 基于人工智能、物联网、云计算、大数据等新ICT技术的智慧用电安全管理服务平台，通过云计算、人工智能对营业网点、办公大楼、紫湖银行等区域的电气检测数据进行分析、预警和控制，实现电气火灾的在线综合治理。

【关键词】：金融业；智能微型断路器；智慧用电在线监控装置；故障电弧探测器

0.前言

2017年4月26日,国务院安全生产委员会印发《国务院安全生产委员会关于开展电气火灾综合治理工作的通知》（安委〔2017〕4号），强调用三年时间综合治理电气火灾工作，提高社会单位发现和处置消防电气安全隐患能力，全方面推进电气安全管理制度化、规范化，巩固综合治理成效，强化考核，确保成效，全方面提升地方各级政府、各有关部门及社会单位电气防火管理水平。

2017年7月21日，公安部、国家综治办、民政部、住房和城乡建设部、国家安全生产监督管理局、国家能源局六部联合印发《高层建筑消防安全综合治理工作方案》(公消〔2017〕218号)，要求结合老旧高层住宅改造工程，推动安装电气火灾监测装置，利用智慧用电安全管理系统，加强数据搜索、分析和应用，实行智能检测、动态监测，确保用电安全。

2016年11月14日，中国银行业监督管理委员会印发《中国银监会办公厅关于切实加强消防安全管理工作的通知》(银监办发〔2016〕159号)，要求建立消防安全自查、火灾隐患自除、消防责任自负以及自我管理、自我评估、自我提升的工作机制，确保本单位消防安全。

1.银行用电存在的安全隐患

随着科技创新力度加大，信息技术已经成为提升银行核心竞争力的重要手段。在此趋势下，金融业采用的电子设备种类越来越多，对电子设备的使用强度大大增强，但电气系统设计、建设、运营、使用的过程中往往忽视安全用电和规范用电，主要表现在以下几个方面：

①基础管理落后：目前银行营业场所（营业网点、自助银行及办公大楼等）的用电系统还处于无网络化、无智能化的单机分散独立运行的状态，主要还是采取传统的保护措施，以空开、保险丝、漏保、定时器等方式为主流，无法实现对前端强电系统进行远程实时监测和管理。

②设计应用不统一：规划设计与实际应用不统一，导致线路数铺设不规范，部分地线缺失等隐患导致设备与人身安全无法得到保障。

③运维管理不规范：运营过程中缺乏现代化技术手段监管，难以防止不合理应用现象的产生。保护与负载不匹配、负载随意添加和不规范的分路引线、常年失修、鼠患、电器使用不规范，均是引起火灾的重大。

④设备管理难度大：设备使用中主要有安装随意、摆放无序、布线杂乱、接线零乱等现象；同时，非24小时设备24小时开机运行，24小时运行设备绝缘老化等问题均存在火灾安全隐患。

⑤电能损耗浪费、存较大安全隐患：银行营业场所的70%的用电属于营业性用电，比如照明、电脑、空调、饮水机、LED屏等设备，下班后需拉闸断电；但在实际执行中仍会存在不执行的现象，造成大量的能源浪费，存在较大的安全消防隐患。

2.建设原则

2.1合法合规

电气火灾危害大，系统建设要求高，建设应符合消防相关法律法规，产品应满足国家相关标准规范要求，并取得消防产品合格评定中心出具的认证证书。

2.2循序渐进

各银行可根据实际情况，先对老旧、安全隐患比较大的办公楼、网点、金库等区域进行改造，再逐步规模化应用、分批改造，在实施中不断完善，解决各种问题。

2.3只监不“控"

建设方案总体上应采用“只监不控"的方式。较大化实现细分线路监测预警，让隐患无处可藏，做到防患于未“燃",对各受保护线路、设备的运行数据只进行实时监测、预警。严禁监测设备侵入主用电回路，减少增加新的隐患点。

2.4安全可靠

所有设备及施工均应由符合资质要求的公司和人员实施。监测系统应具有信息系统安全等级保护认证，以确保系统及设备安全稳定可靠，施工人员应规范操作,杜绝发生安全事故。

2.5绿色节能

平台可对各回路总有功电量、总无功电量功率、功率因数谐波等用电数据进行实时监测，为各部门制定能效管理制度提供决策数据。

3.平台组成

智慧用电安全管理服务平台能够对电压、电流、温度、电弧等进行实时监测并进行数据分析，对被保护线路的过压、过载、过流、过温、欠压、电弧、缺相、设备不在线等情况进行预警，平台在发现电气火灾预警时，预警信息可以多种方式及时通知相关单位处理，确保用电线路系统安全。平台具有独立完整功能，通过系统平台及前端系统设备实现对电气火灾风险的检测预警及管理,平台预留与其他应用系统、设备交互对接接口,确保平台扩展性及融入性。

各银行可根据全行安全管理实际需要,智慧用电安全管理服务平台应监测营业网点、办公大楼、自助银行等机构的电气设备，利用设备自由分组、远程配置用电计划等功能，实现强电和弱电的远程智能化管理和精细化管理。监控中心汇总辖内电气安全数据并及时反馈问题机构进行处置。营业网点、办公楼、自助银行等被管理机构现场可设置分控台，实现现场管理。平台总体拓扑图如图1所示。

(1)用电检测预警设备应符合下列规定:

①用电检测预警设备应采用有线或者无线通讯方式与主机连接，通过银行传输网络上传监控中心，并确保网络安全;

②应选择符合相关法律法规认证要求的系统产品，且产品的技术性能应满足设置场所环境温度、湿度及防护等级的实际需求;

③电气线路应采用阻燃耐火电线电缆，配电线路采用金属管、可弯曲金属电气导管或者B1级以上刚性塑料管保护。

(2)配电系统集中管理的办公楼、宿舍，电气火灾监测系统的设置还应符合下列规定:

①用电检测预警设备应采用有线或者无线通讯方式与主机连接，通过传输网络上传监控中心，并确保网络安全;

②剩余电流检测设备应设置在主配电箱的出线端，设置要求应符合GB 50116-999《火灾自动报警系统设计规范》的规定;

③应设置用电设备检测预警，确保在营业、生产期间能监测到某个回路断电，并发出预警信息;

④每个单独设置的照明配电回路应设置故障电弧探测器;

⑤用电检测设备宜安装在配电箱内或者配电间内。

图1平台总体拓扑图

4.用电安全方案

4.1营业网点用电管理

4.1.1用电管理难点。

营业网点在用电管理方面主要存在以下难点：一是使用问题。管理粗放，随意增加负载，用电不规范。二是维护问题。线路私拉乱扯，线型不符合要求等。三是质量问题。电器和接插件功率与标称不符，未使用阻燃材料等。四是外部强干扰。存在闪电、地震、鼠患、雨淋水浸等外部强干扰。五是管理问题。非营业时间、非在用线路未断开供电。

4.1.2解决方案。

（1）用电分路监测。分时分区用电监测管理是根据营业机构用电各回路用途和负荷，采取“多回路、小电流"的设计原则，将网点回路分为24小时回路、8小时工作回路、24小时UPS回路、8小时UPS回路和定时回路5大类。用电分类监测可以实现不同回路不同的监测配置，避免正常断电引起的预警，实现分时分区用电的个性化配置与监测。五大用电类型监测如图2所示。

图2五大用电类型监测

（2）用电线路实时监测预警。

1过载监测。根据线路和接插件标称功率，设定每条回路预警和较高负载值，系统根据实时电流监测，判断是否过载，减少火灾隐患。

2异常监测。根据不同负载类型和时段，设定每条回路电流异常预警值，当电流异常变化达到设定值，产生预警信息。

3温度监测。根据接插件部位或线路温度，对过温现象实时监测，设定预警值，当系统监测温度达到设定值时，进行预警。

4漏电监测。设定漏电电流预警值，当系统监测到漏电电流高于设置值时，进行预警。

5用电量统计。对每个监测线路进行用电量统计，并形成图或表的形式展示，报表可以导出。

（3）回路电火花和电弧监测预警。通过实时监测电流变化，根据电流强度和高频率波动，判断是否存在快速连续性电火花和电弧现象，再根据设定预警自动触发，防止插座插排及用电设备出现高强度高频率打火，避免引发火灾，减少火灾隐患。

（4）配电线路断电预警。判断前端用电回路状态，从而减轻现场复核警情的压力，通过视频监控查看前端情况，对预警进行辅助性判断，减少现场出警复核的次数，降低人员应急处置次数。

（5）分层分级监测管理。前端网点触摸屏幕，用于配置上、下班监测模式、接收、查看预警信息、信息处理和日常业务维护。监测中心管理平台，可查看各个设备情况与预警日志。

4.1.3营业网点用电管理拓扑结构。

营业网点用电管理拓扑结构如图3所示。

图3营业网点用电管理拓扑结构

4.2办公大楼用电管理

4.2.1 用电管理难点

办公大楼在用电管理方面主要存在以下难点:

(1)下班后忘记断电，如空调、饮水机、热水器、电脑等设备各处于无人管理的开机状态。

(2)违规用电，随意接入大功率用电器，导致有的线路超负荷。

(3)打印机等设备未关闭，设备长时间的待机将耗去大量的电能。

(4)缺乏技术手段进行常态化的安全用电检查、管理。

4.2.2 解决方案

(1)人机结合管理。针对各办公大楼用电存在时段性和不确定性因素，采用人机结合的远程用电监测方式。对办公大楼低层的营业网点(营业室)，按照前述网点用电管理方式进行规划和部署。对办公楼层，采用早上定时监测是否开启、晚上定时监测是否关闭方式进行用电管理。

(2)远程监测回路。通过网络实现对大量开关的监测，能够方便地查询当前开关状态、方便集中管理。

(3)用电线路实时监测预警。实现过载监测、异常监测、温度监测、剩余电流监测和用电量统计功能。

(4)回路电火花和电弧监测预警断电。通过实时监测电流变化，根据电流强度和高频率波动,判断是否存在快速连续性电火花和电弧现象,再根据设定预警自动触发，防止插座插排及用电设备出现高强度高频率电弧，避免引发火灾,减少火灾隐患。

(5)配电线路断电预警。判断前端用电回路状态，从而减轻现场复核警情的压力，通过视频监控查看前端情况，对预警进行辅助性判断，减少现场出警复核的次数，降低人员应急处置次数。

4.2.3办公大楼用电管理拓扑结构

办公大楼用电管理拓扑结构如图4所示。

图4办公大楼用电管理拓扑结构

4.3自助银行用电管理

4.3.1用电管理难点

在离行式自助银行中，过流保护与负载不匹配\随意添加负载、分路引线不规范、长期过载、鼠患等是安全隐患的主要因素。此外,机房空调故障、UPS故障引发火灾的情况偶有发生，市电断电预警信息无法及时上传，容易掩盖潜在案件风险。

4.3.2解决方案

(1)用电分路监测。自助银行用电可分为照明、空调、室外灯箱、ATM用电及UPS电源。管理措施如下:一是定时回路监测，包括自助大厅照明，室外灯箱用电等;二是24h监测回路，包括ATM用电、空调、UPS电源等;三是工作联动回路监测，主要是机房（加钞间）照明。

(2)智能用电监测。包括过载监测、异常监测、温度监测、剩余电流监测、用电量统计功能。

(3)智能空调运行监控。空调根据环境温度变化进行起停工作，着重监控该线路状态。

(4)市电断电监测。对市电线路状态进行实时监测，一旦发生市电断电，及时发送预警信息。

4.3.3 自助银行用电管理拓扑结构

自助银行用电管理拓扑结构如图5所示。

图5自助银行用电管理拓扑结构

5.安科瑞智慧用电产品

5.1概述

安科瑞智慧用电产品包含了智慧用电在线监测装置、故障电弧探测器、智能微型断路器、防火限流式保护器、智能安全配电装置和中线安防保护器等多个产品，可以实时监测电气安全数据，为用户提供不间断的数据跟踪、统计分析和安全监管。设备可以上传到智慧用电管理平台，将电力物联网技术与云平台的大数据分析功能相结合，实现用电信息的可视化管理，可帮助用户实现安全用电，节约用电，可靠用电。平台支持web,app，微信小程序等多种访问方式，方便用户随时随地感知用电情况。

5.2应用场合

九小场所

三合一场所（生产、住宿、仓储一体场所）

商场、超市等购物场所

养老院、福利院、孤儿院等社会福利机构

图书馆、博物馆、科技馆、文化馆等文化活动中心

车站、轨道交通等交通枢纽

易燃易爆仓库、木材加工、纺织、喷涂、制药等企业

酒吧，网吧等娱乐场所

幼儿园、小学、大学等学校场所

运营商及铁塔基站

文物建筑、古建筑

银行办公楼、营业网点、金库、自助银行等。

5.3系统结构

5.4系统功能

实时监测

可查看设备的状态、实时数据、历史数据，巡检记录和报警信息。

报警推送

可提供短信、邮件、APP推送、语音外呼、语音播报、微信小程序推送、微信公众号推送、钉钉推送通知等多种方式进行异常通知。

隐患管理

隐患查询→隐患派发→隐患处理，通过隐患的完整流程，形成闭环，跟踪每一个隐患的工单状态。

远程控制

管理人员可以远程设定探测器的各种参数值，或者对监控设备进行分闸、合闸、复位、消音、自检和远程设置等操作，方便管理，同时提高工作效率。

用户报告

针对项目一个周期内的用电数据进行汇总，生成安全用电分析报告。

5.5配置方案

6.结语

基于人工智能、物联网、云计算、大数据等新ICT技术的智慧用电安全管理服务平台，可以加速金融业电气火灾安全管理的数字化转型，通过云计算、人工智能对电气监测数据进行分析,给出安全运营指导，为决策者提供真实准确的决策依据。实现电气火灾在线综合治理.管理人员和维护人员可以实时查询各个监测点相关数据:一方面管理人员可以直接准确地掌握电气安全信息，避免电气安全隐患被深埋;另一方面维护人员能够随时掌握各个配电箱的电气参数，可提高维护效率，给相关人员的巡检工作带来较大的便利,实现金融业用电管理从“粗放传统低效"向“精细、智能、高能"转变。