安科瑞养老机构智慧安全用电监测事业部
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银行网点安全用电管理平台技术方案

1.概述
1.1.概述
      今年以来,重大火灾事故时有发生,上半年发生了浙江台州“2·5”和江西南昌“2·25”两起重大火灾事故。进入11月份以来,北京市大兴区11月18日发生一起重大火灾事故,造成19人死亡;12月1日,天津市河西区又发生一起重大火灾事故,目前已造成10人死亡;此外,广东佛山、山东东营、贵州贞丰等地的仓储、食品加工、商品批发场所先后发生3起较大火灾事故。

      公安部消防局近期出台了公消【2017】297号红头文件,《关于全面推进“智慧消防”建设的指导意见》,意见要求,2018年底,地级以上城市建成消防物联网远程监控系统,目前已经建成消防物联网系统的城市,在2017年底,70%以上的火灾高危单位和设有自动消防设施的高层建筑接入系统,2018年底全部接入。

      华东建筑设计研究总院和上海市消防局也于2017年9月推出上海市工程建设规范《消防设置物联网系统技术规范》,用于指导上海市消防物联网和安全用电物联网的建设。

      安科瑞凭借多年在电气火灾监控领域的丰富经验和技术力量,前瞻性的推出了安全用电管理云平台,该平台采用自主研发的漏电电流互感器、温度传感器和电气火灾探测器,对引发电气火灾的主要因素(导线温度、电流和漏电电流)进行不间断的数据跟踪与统计分析,并将发现的各种隐患信息及时推送给企业管理人员,指导企业实现第一时间的排查和治理,达到消除潜在电气火灾安全隐患,实现“防患于未然”的目的。

      本方案针对银行网点的电气安全监测,银行网点一般两路电源供电,其中一路8小时供电,另外一路24小时供电。安全用电平台在每个网点设置两个监测点,监测回路电流、电压、功率、功率因数、漏电电流和三相线缆温度。

1.2.参考标准
      本平台遵循以下标准开发:
            GB14287.2    《剩余电流式电气火灾监控探测器》
            GB14287.3    《测温式电气火灾监控探测器》
            GB14048.1    《低压开关设备和控制设备总则》
            GB14287-2014 《电气火灾监控系统》
            GB13955-2005 《剩余电流动作保护装置安装和运行》
            GB50016-2014 《建筑设计防火规范》
            GB50116-2013 《火灾自动报警系统设计规范》 
            GB50054-2011 《低压配电设计规范》

2.系统方案
2.1.探测器点位设置
      银行网点采用两路电源供电,方案在每个网点设置两个监测点,监测回路电流、电压、功率、功率因数、漏电电流和三相线缆温度。配置的设备包含漏电电流互感器、电流互感器、温度传感器、漏电探测器和无线传输模块。

      由于现场改造无法停电,本方案配置的漏电电流探测器和电流互感器均采用开口式互感器,可在不停电的情况下完成施工改造。

2.2.系统结构
      安全用电管理云平台采用分层分布式结构进行设计,即现场设备层、网络通讯层和站控管理层,详细拓扑结构如下:

      现场可通过移动网络和智慧用电安全监管服务系统平台通讯,平台侧需要具备固定IP地址的宽带接入,可架设服务器,或者租用阿里云服务器。
      现场安装的设备采集用电回路漏电电流、线缆温度、电流/电压/功率,通过无线方式上传到智慧用电安全监管服务系统平台,当现场发生线缆漏电电流或者温度超出标准值或者设定值以及功率超限时,通过智慧用电安全监管服务系统平台或者手机APP推送报警信号,并发送短信通知运维人员处理隐患。

2.3.电气火灾隐患治理模式
      依托线上“隐患预警平台”对电气线路运行数据采集,通过大数据分析技术识别电气隐患类型,最终消除电气隐患;“隐患管理平台”为监管部门提供隐患监管、隐患治理、信息管理分析报告,实现区域电气火灾隐患的风险评估。

      通过项目设计、安装施工、管理、调试、运行等步骤,实现生产经营单位电气线路的实时监测,实现相关监测数据的采集、上传、监控、报警等功能。在目标配电柜安装用电安全智能传感终端、剩余电流互感器、电流互感器、温度传感器等实时监测设备。将采集电气线路的剩余电流、电流、线路温度和环境温度等多路参数通过无线方式上传平台服务器。

      系统具备远程实时监测,异常数据报警,历史信息查询及统计,动态数据变化实时显示,电气线路安全隐患排查分析,及隐患分析处理等功能;同时系统支持移动终端登陆功能(APP)、第三方远程服务托管、远程程序升级、设备远程维护等服务。

3.设备选型及介绍
3.1.现场设备
      根据现场监测功能需要,每个网点安装设备如下:

序号
名称
型号及规格
单位
数量
备注
1
漏电火灾探测器
ARCM200L-UI
2
安科瑞
2
漏电电流互感器
AKH-0.66K-L-140*60
2
安科瑞
3
电流互感器
AKH-0.66 K-30*20 100-150
6
安科瑞
4
无线传输模块
AF-GSM400,需加SIM卡,SIM卡甲供
2
安科瑞
5
线缆温度传感器
ARCM-NTC
6
安科瑞

3.2.漏电探测器ARCM200L-UI
测量:三相电流、三相电压、频率、功率因数、有功/无功功率、1路漏电电流,4路温度监测
遥信:4路开关量输入
遥控:2路继电器输出
通讯:RS485/MODBUS-RTU
显示:液晶

技术参数

3.3.漏电互感器和电流互感器
      漏电电流互感器选用开口式安装,不需要停电操作,保证供电连续性。

3.4.无线传输模块AF-GSM400
      AF-GSM400采用嵌入式设计,内嵌TCP/IP协议栈,同时采用了功能强大的微处理芯片,配合内置看门狗,性能可靠稳定。

      模块2频段GSM/GPRS模块,工作频段为EGSM 900MHZ和DCS 1800MHZ。 提供标准RS232/485数据接口,可以方便的连接RTU、PLC、工控机等设备,仅需一次性完成初始化配置,用户设备就可以与云端服务器通过GPRS无线网络建立连接,实现数据的全透明传输。

特点:
      工业级设计:9~24V供电,端子接电方式,工业级温度,可配备导轨安装配件
      支持用户数据透明传输
      支持固定IP和动态域名解析方式连接数据中心
      支持TCP/UDP/SMS三种数据链路通讯方式
      支持实时在线和数据触发上线两种工作方式
      支持TCP/UDP链路上线发送自定义注册包功能
      支持TCP/UDP链路发送自定义心跳包功能
      支持TCP/UDP链路下线发送 自定义注销包功能
      支持远程短信SMS指令查询、设置设备配置参数功能
      支持115200的串口波特率

规格:
      串口类型:RS232/RS485
      波特率:1200~115200bps

GPRS参数:

      工作频段  900MHZ/1800MHZ,GPRS mulit-slot class 10/8,GPRS mobile station class B
      传输速率下行:85.6kbps;上行:42.8kbps;支持PBCCH,Coding schemes CS 1,2,3,4,CSD达14.4kbps,USSD,PPP-stack
      SIM卡电压  3V,1.8V
      天线接口  50Ω/SMA(母头)

电器特性
      接口类型:2线端子或5.5mm,内正外负,标准电源插座(二者选一种)
      电压输入 9~24V DC
      电流以9V电压供电为例,其它电压按功率相同计算电流。启动电流100mA,无卡或者待机状态77mA,正常GPRS通信状态为170mA。

机械特性
      尺寸:长×宽×高=9.4cm×6.5cm×2.5cm

工作环境
      工作温度,湿度    -40~85℃,5~95% RH
      储存温度,湿度    -45~165℃,5~95% RH

3.5.温度传感器
      温度传感器为—热敏电阻NTC,它提供0℃~120℃的温度监控基准,可以用来监测线缆或配电箱体的温度,提供温度保护。

4. 平台配置

      安全用电服务平台需要配置三台服务器用于日常运维,其中:

      数据库服务器用于采集安装在现场漏电探测器的漏电电流、线缆温度、电流、功率等信号并实时存储,用于曲线、柱状图等显示;

      应用服务器用于数据展示和分析,并处理各种报警信号,发出报警信息;

      WEB服务器用于WEB端数据访问以及数据加密。

      服务器配置如下:

序号
名称
型号、规格
单位
数量
备注
1
应用服务器
Dell R730 CPU:E5-2603 内存:16G 硬盘容量:3*300G(SAS 1万转 2.5英寸小盘) RAID5
套 
1 
DELL
2
WEB服务器
Dell R730 CPU:E5-2603 内存:16G 硬盘容量:3*300G(SAS 1万转 2.5英寸小盘)
套 
1 
DELL
3
数据库服务器
Dell R730 CPU:E5-2620 内存:32G 硬盘容量:4*1.2T(SAS 1万转 2.5英寸小盘) RAID5
套 
1 
DELL

5. 系统功能

      1)安全用电监管服务系统包含安全用电管理云平台、电脑终端显示系统、手机APP、漏电探测器、漏电互感器、电流互感器等。

      2)安全用电监管服务系统平台能展示剩余电流、温度、电流等电气安全参数的实时监测数据及变化曲线、历史数据与变化曲线、实时报警数据等,能实时显示现场服务次数、排除隐患数、未排除隐患数、报警未处理数、常规巡检及产品维护等数据,监管数据能保存十年以上。

    3)手机APP软件同时具有IOS版本和安卓版本,能通过手机APP对每条报警记录进行呼叫,便于紧急情况下能尽快通知用电单位。

    4)能对各个单位及设备的电气安全运行情况进行自动统计和分析评估,并随时展示电气安全运行分析报告。

    5)监控探测终端产品满足国家法律法规和有关技术标准(GB14287.2《剩余电流式电气火灾监控探测器》和GB14287.3《测温式电气火灾监控探测器》)的要求,并通过国家消防产品质量监测检验中心提供的消防3C认证。

    6)漏电探测器能同时探测剩余电流、四路温度、三相电流等参数值,并能通过无线以移动通讯网络接入安全用电监管系统平台。

      7)ARCM漏电探测器和Acrel-6000Cloud安全用电监管系统平台购买中国人保提供的保险,累计赔偿金额1000万,单次事故赔偿500万(产品质量责任险、电气火灾险、第三者责任险等)。

      8)Acrel-6000Cloud安全用电监管系统平台具有国家计算机著作权。

 

 

5.1. 综合界面
      安全用电管理平台提供综合监控界面,针对漏电、超温、断线、短路、过压、欠压等信息综合显示,且对这些信息进行统一分析,便于维护人员直观的了解现有的系统安全状况。系统可按不同角色和账户登录。

5.2. 系统采用B/S结构网站方式设计和建设,配合移动客户端,使用方便
      系统完全按照web技术设计,任何用户和任何管理部门的相关人员在任何地点都可以通过Internet访问系统网页查看和操作相应权限的内容信息,用户也可通过在智能手机上安装APP客户端(应同时具有IOS版本和安卓版本)实现系统登陆访问。

手机APP


      点击快速工作台区域的两个“查看”按钮可以分别跳转到隐患巡查界面或隐患处理界面,其中隐患和任务的具体解释如下:

      隐患:指产生了隐患之后还未下发工单,需要指派相关人员去处理;

      任务:是指下发给当前登录人的工单,需要去完成,形成隐患处理的闭环。

5.3. 基于监测数据的隐患分析及监管系统

      系统通过对用电线路的各种关键电气特征数据,比如线缆温度、电流、剩余电流等等,通过多维度建模分析,更准的反映用电线路的状态,不仅发现隐患而且能够识别隐患类型;不仅能够识别隐患类型,还能洞悉隐患发生的规律,预测隐患发展的趋势。系统应根据责任主体与管理主体的区别,分别提供不同的软件平台给不同的用户,在责任主体的软件平台侧重于实际隐患的实时提醒,主动控制。在管理主体的软件平台侧重区域安全状态评估,隐患处置跟踪,分别为监管部门、属地街道、社区、生产经营单位业主、承租户等提供线上服务。

      隐患统计以曲线图的方式展示,显示与历史上各月的隐患统计的对比;下面的本月统计则分别显示了当月的故障总数和报警总数。所有这些统计指的都是和当前登录用户关联的所有项目的隐患总和(包括故障和报警)。

地图查询
      根据与当前登录用户关联的所有项目的地理位置动态展示地图范围,支持放大和缩小查询。

5.4. 数据展示方式
      系统对采集的原始数据和应用数据进行分类存储和管理,对数据的完整性、正确性进行检查和分析,提供数据异常事件记录和告警功能,保证原始数据的唯一性和真实性,提供完备的数据备份和恢复机制。

      项目列表中显示与当前登录用户关联的所有项目,点击不同的项目之后左侧显示对应项目的信息。可根据项目名称筛选项目,支持模糊查询,不用输入完整的项目名称。不想使用项目列表功能的话,可以点击右上角的收放按钮将项目列表收起。

(一)地图查询
      地图查询项目信息

(二)设备监控
      可以按监控设备识别号、省、市、区县筛选,显示设备图片、设备识别号、设备详情、报警记录
      1、点击“设备详情”后在弹出界面显示项目识别号、监控设备号、省、市、区县、详细地址
      2、点击“报警记录”后在弹出界面显示设备相关报警记录,包括报警时间、报警描述、处理进度。

(三)探测器监控
      可以按监控设备识别号、探测器ID、探测器型号、区域筛选,显示设备图片、设备识别号、探测器ID、DI、DO实时状态
      1、点击“设备详情”后在弹出界面显示项目识别号、监控设备号、探测器ID、区域、位置、实时信息、历史信息
      2、点击“报警记录”后在弹出界面显示设备相关报警记录,包括报警时间、报警描述、处理进度

(四)事件查看
      可以按时间、监控设备识别号、探测器ID、探测器型号、区域筛选,显示事件记录

(五)探测器控制

      可以对监控单元的分闸、合闸、复位进行遥控操作,并远程设置漏电、温度、电压、开关量等参数。

(六)探测器参数设置

      1、客户端可以对某个监控设备下的某个探测器发送参数设置命令
      2、手机端或者PC端可以对指定的监控主机发送参数设置命令,远程设置监控设备下的某个探测器的漏电、温度、电压、开关量等参数值。

5.5. 数据采集
      系统可实时监控剩余电流、电流、温度等数据,同时也可以查看历史数据;系统对超过报警阈值的数据进行即时报警,并通过短信、移动APP客户端等方式通知相关人员。

      “实时监控”页面包括左侧的树状导航栏和中间的项目信息显示区,如上图所示,显示区除了显示项目所属客户、地址、建筑面积、消防设施、安全责任人、联系电话、设备数量、探测器数量等信息,还以更醒目的方式显示了未处理报警和未处理故障信息,下属设备和探测器,其中探测器可以继续单击打开查看详细信息。

探测器详细信息
      探测器详细信息包括探测器基本信息、开关操作、数据监控、实时数据、参数设置、历史信息和报警信息,如下图所示:

5.6. 基于大数据的电气火灾隐患管理平台

      为监管部门建设大数据的电气火灾隐患管理平台,平台提供设备覆盖情况、隐患分布情况、隐患类型占比情况、隐患治理情况等信息,并生成月报、季报、年报。有助于相关人员及时掌握电气火灾隐患的发展趋势和风险等级,把握工作重心,消除隐患,防范电气火灾的发生。同时通过大数据分析,向职能部门提供用电回路状态。

      隐患管理包括隐患巡查、隐患处理、和隐患记录,点击菜单栏的“隐患管理”,直接进入“隐患巡查”界面:
隐患巡查

      隐患巡查的目的是为了隐患产生之后下发工单,所以页面中只显示未下发工单的隐患记录,包括隐患类型、创建时间、项目名称、设备ID、位置、故障原因等记录,点击最右侧的“派发”按钮,可以派发工作任务,如下图:

隐患处理
      点击“隐患管理”下的隐患处理,进入如图页面:


      隐患处理即工单处理,表示工单需要当前登录用户确认,形成隐患处理的闭环,页面中只显示发给当前登录用户且未处理的工单记录。

隐患记录
      点击“隐患管理”下的隐患记录,进入如图页面:


      隐患记录显示所有的隐患记录,可以按照隐患类型(报警、故障)、状态(未派发、已派发未处理、已派发已处理)分类显示,支持按照创建时间、项目名称、所在区域等条件来对隐患记录信息进行针对性的查询操作。
      在对于系统产生的隐患记录,相关人员能够对相应记录对应的设备进行操作。

功能说明:
      1.能提对相关的报警信息进行批量处理
      2.不同权限人员所查看的信息不同,从权限上保障信息的安全性
      (一)隐患查询
            可以按报警时间、区域、状态、监控设备识别号、探测器ID、探测器型号筛选,显示报警记录
      (二)下发工单
            点击“派发”后在弹出界面选择执行人员和整改期限,在生成工单的同时,后台向执行人员发送工单信息
      (三)工单处理
            点击“详情”查看工单相关信息,对工单上的信息进行相关的处理与操作,同时还能够处理之前未被处理的工单
      (四)工单历史记录查询
            可以按报警时间、区域、状态、监控设备识别号、探测器ID、探测器型号筛选,显示工单记录。

5.7. 数据汇总
功能说明:
      1.对系统所收集的所有监测记录进行汇总处理,包括汇总信息表格的生成,汇总信息曲线图的展示,控制日志的展示模块等。
      2.通过云端储存的大量数据进行数据分析,形成多种图形及报表。
      3.探测器与电气火灾监控设备使用MODBUS-RTU协议,电气火灾设备与云服务器使用Socket。

5.8. 基于数据交互的安全用电分析报告
      安全用电管理平台可对每个回路出具分析报告,具体分析内容如下:
1、总体概况
      项目名称:南塘御宿
      日期范围:2017-12-18 至 2017-12-20
      总体概况:南塘御宿在2017-12-18 至 2017-12-20期间,所检测的1台设备中,目前1台在线,0台报警,0台故障,0台通讯中断。
      在统计时间段中,报警总数合计0次,其中漏电报警0次,过压报警0次,欠压报警0次,过流报警0次,超温报警0次,烟感报警0次,故障电弧报警0次,短路报警0次,断线报警0次,详情如下表。


      注:设备颜色是红色表示当前该设备正处于报警状态。
2、设备体检报告
      点击设备体检功能,可以方便的进行隐患管理,包括隐患巡查、隐患处理、隐患记录、隐患提醒、工单处理和隐患批量处理等功能。如下图所示,100分,非常健康。


3、设备回路特征分析
      安全用电管理平台针对采集的数据进行各种模型分析,为客户消除安全隐患。


4、报警原因分析及未来24小时曲线预测
      平台能对特定的报警原因进行分析,漏电产生的具体原因为哪些,可协助线下人员更好的维保。
      平台在报警原因产生后还能对每个回路的未来24小时曲线预测,让管理人员可预防性的进行管理并处理漏电产生原因。

5.9. 系统设置
功能说明:
      提供操作权限查询与用户信息查询界面。

5.10. 项目基础信息维护
功能说明:
      1.系统对所记录的项目信息进行汇总展示。
      2.能够对具体的项目信息进行查询,修改和更新项目信息。

5.11. 监测及隐患处理模型
功能说明:
      设备上传隐患信息到云端,云端接收到隐患信息之后触发消息提醒,用户接收到提醒之后进行工单下发、工单处理。

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