CN103007465B - 高压电缆接头综合监控及消防装置和其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消防监控装置及系统，具体的说是一种特别适用于对高压电缆接头进行监控，并对其故障提供有效预警的高压电缆接头综合监控及消防装置及其应用，包括灭火器、检测器以及监控主机，其中监控主机与灭火器分别和检测器相连接，其特征在于检测器内设有电流互感器、温度传感器、采集控制模块，其中电流互感器、温度传感器分别与采集控制模块相连接，采集控制模块经485/光纤转换模块与监控主机相连接，采集控制模块与灭火器相连接，本发明与现有技术相比，很好的解决了高压电缆接头的综合监测及消防联动问题，具有工作可靠、预警准确、误报率低等优点。

Description

高压电缆接头综合监控及消防装置和其应用

技术领域

本发明涉及一种消防监控装置及系统，具体的说是一种特别适用于对高压电缆接头进行监控，并对其故障提供有效预警的高压电缆接头综合监控及消防装置和其应用。

背景技术

众所周知，电缆接头是电缆线路中不可缺少的部件，在电力的配送、输送过程中，需要用它来实现两段电缆的连接，同时改善两根电缆末端电场。电缆接头按照适用场合和结构的不同分为多种，施工时由于长电路必须将两段或多段电缆通过连接起来，这就需要直通接头，直通接头是连接两根电缆形成连续电路的附件，特指接头的金属外壳与被连接电缆的金属屏蔽和绝缘屏蔽在电气上连续的接头。而当高压线路为了减少金属护套的感应电动势时，需要绝缘接头来实现交叉换位连接，以消除感应电势产生的环流电流。绝缘接头是将电缆的金属套、金属屏蔽和绝缘屏蔽在电气上断开的接头。按其在线路中的作用，除了绝缘接头和直通接头，可有分支接头和过度接头。目前，输电和配电电缆上使用的高压电缆接头大多是根据实际使用需要，在施工现场临时制作完成的，其制作安装依靠施工者的经验和熟练程度。当高压电缆出线过载的情况，两端电缆的接头处往往是事故高发位置，容易引起火灾。目前的监控手段主要依赖于人力巡逻监控，监控效率差，且对于位于井道、隧道内等环境下的线路无法实现有效的监控，导致电网输电过程中存在安全隐患。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种结构合理、监控效率高、报警准确，能够有效提高电网工作安全性和事故处理时间的高压电缆接头综合监控及消防装置和其应用。

本发明可以通过以下措施达到：

一种高压电缆接头综合监控及消防装置，包括灭火器、检测器以及监控主机，其中监控主机与灭火器分别和检测器相连接，其特征在于检测器内设有电流互感器、温度传感器、采集控制模块，其中电流互感器、温度传感器分别与采集控制模块相连接，采集控制模块经485/光纤转换模块与监控主机相连接，采集控制模块与灭火器经控制线和馈线相连接。

本发明中检测器内设有两个以上温度传感器，两个以上温度传感器分别与采集控制模块相连接，其中温度传感器可以为荧光光纤温度传感器，其由多模光纤和在多模光纤顶部安装的荧光光纤探头组成，使用时将荧光光纤探头贴住电缆接头表面，优选是荧光光纤温度传感器温度测量范围-45℃——125℃，其具有优点如下：光纤探头本质安全，高压绝缘，抗电磁干扰，使用寿命长。适用于高压电缆接头对安全性和抗电磁干扰的要求。

本发明中的电流互感器为高精度低压电流互感器，互感器采用开合式结构，可在电缆运行时进行安装，优选精度0.2，测量范围0A——150A，互感器具备防水功能，适用于高压电缆接头对安全性和抗电磁干扰的要求。

本发明中的检测器内的采集控制模块采用485接口，并通过MODBUS通信协议，经485/光纤转换模块与监控主机进行通信，485/光纤转换模块包括相连接的第一485/光纤转换模块和第二485/光纤转换模块，其中第一485/光纤转换模块的输入端与监控主机相连接，输出端与第二485/光纤转换模块相连接，第二485/光纤转换模块的输出端与检测器内的采集控制模块相连接，其光纤传输使用单模光纤为1550nm的G.655光纤，监控主机为工业控制计算机，软件界面显示温度及电流互感器数据，监控主机通过485/光纤转换模块与检测器通信，并通过检测器间接控制灭火器的工作状态。

本发明中的灭火器为超细干粉灭火器，在施工过程中安装在电缆接头附近四立方米空间内，包括装有灭火剂的罐体、头阀和喷头，头阀和喷头固定在罐体上，头阀包含电动阀、压力指示仪、控制线和馈线，电动阀经控制线和馈线连接检测器，控制线用于控制灭火器内电动阀的启动，馈线用于监测灭火器开关状态，此外压力指示仪用于显示罐体内干粉的压力，灭火器采用不锈钢材质的罐体，灭火剂使用颗粒粒径90%以上小于20μm干粉，避免对人体、物品和大气造成危害。

一种如上所述高压电缆接头综合监控及消防装置的应用方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：将检测器与待检测高压电缆接头相连接，其中使检测器内的温度传感器按每两个一组的分组方式，分别紧贴设置在待检测高压电缆接头的表面，同时使待检测高压电缆穿过电流互感器，

步骤2:检测器在采集控制模块的控制下，分别通过温度传感器和电流互感器实时采集待检测高压电缆的温度信息和电流信息，

步骤3：检测器将所采集信息经485/光纤转换模块送入监控主机，监控主机接收该信息，并对其进行分析，根据分析结果向采集控制模块发送控制指令，

步骤4：采集控制模块根据监控主机的控制指令，控制灭火器进行相应的动作。

本发明中步骤3所述监控主机接受该信息并对其进行分析，是指监控主机根据温度传感器采集的温度信息，以及电流互感器采集的电流信息，换算出待测电缆的实时温度以及电流数据，并将该数据与待测电缆的额定工作数据进行比对，当所测数据大于额定工作数据时，监控主机通过显示屏显示输出报警信号，并向采集控制模块发送灭火指令，当所测数据小于等于额定工作数据时，监控主机通过显示屏显示输出待测高压电缆的实时工作参数。

本发明中监控主机向检测器内的采集控制模块发送灭火指令时，当与待测高压电缆接头相贴的两组温度传感器中仅有一路温度传感器所采集的温度高于额定工作数据时，报警信号以及灭火指令延迟30s发送；当温度传感器所采集的数据每分钟上升值超过10℃，电流互感器采集电流值变化幅度不超过电缆接头所属电缆的额定载流量的10%时，报警信号及灭火指令延迟30s发送；当电流互感器采集的电流数据超出额定工作数据，但温度传感器所采集的温度信息未超出额定工作数据时，延迟30s发送灭火指令以及报警信号。

本发明中灭火器的头阀内采用电动阀，电动阀经控制线、馈线与检测器内的采集控制模块相连接，在本发明使用时，采集控制模块通过馈线实时获取电动阀的继电信号，判断电动阀状态，并将所采集信息送入检测器内，由检测器将接收的数据送入监控主机，用于监控电动阀的工作状态，当灭火器发生故障，监控主机可以发出报警信号。

本发明与现有技术相比，很好的解决了高压电缆接头的综合监测及消防联动问题，一方面，本发明可以通过光纤通道传递消防信号，另一方面，本发明继承了先进的温度探测器，电流互感器和灭火器，并具有识别高压电缆接头复杂状态变化的能力，具有系统复位及报警延时功能，解决了误报警及系统可靠性问题，485/光纤转换模块可将远控信号和报警信号通过单模光纤进行传输，并在监控系统主界面中显示出来。另外，该系统还可以对火灾探测系统灭火器进行远程的自动或者手动控制。

附图说明：

附图1是本发明的结构框图。

附图标记：灭火器1、检测器2、监控主机3、电流互感器4、温度传感器5、采集控制模块6、485/光纤转换模块7。

具体实施方式：

如附图1所示，本发明提出了一种高压电缆接头综合监控及消防装置，包括灭火器1、检测器2以及监控主机3，其中监控主机3与灭火器1分别和检测器2相连接，其特征在于检测器2内设有电流互感器4、温度传感器5、采集控制模块6，其中电流互感器4、温度传感器5分别与采集控制模块6相连接，采集控制模块6经485/光纤转换模块7与监控主机3相连接，采集控制模块6与灭火器1经控制线和馈线相连接，其中采集控制模块6与监控主机3均支持485总线传输，485/光纤转换模块7为成对出现。

本发明在施工时，检测器2内设有两个以上温度传感器5，两个以上温度传感器5分别与采集控制模块6相连接，其中温度传感器5可以为荧光光纤温度传感器，其由多模光纤和在多模光纤顶部安装的荧光光纤探头组成，使用时将荧光光纤探头贴住电缆接头表面，优选是荧光光纤温度传感器温度测量范围-45℃——125℃，其具有优点如下：光纤探头本质安全，高压绝缘，抗电磁干扰，使用寿命长。适用于高压电缆接头对安全性和抗电磁干扰的要求。

本发明中的电流互感器4为高精度低压电流互感器，互感器采用开合式结构，可在电缆运行时进行安装。优选精度0.2，测量范围0A——150A。互感器具备防水功能。适用于高压电缆接头对安全性和抗电磁干扰的要求。

本发明中的成对的485/光纤转换模块7之间，光纤传输使用单模光纤为1550nm的G.655光纤进行信号传输。

本发明中的监控主机3为工业控制计算机，软件界面显示温度及电流互感器数据，监控主机3通过485/光纤转换模块7与检测器2进行连接，由检测器2控制灭火器。

本发明中检测器2内的采集控制模块6上设有485接口，并通过MODBUS通信协议，经485/光纤转换模块与监控主机3进行通信。

本发明中灭火器为超细干粉灭火器，安装在电缆接头附近四立方米空间内，包括装有灭火剂的罐体、头阀和喷头。灭火剂使用颗粒粒径90%以上小于20μm干粉，不会对人体、物品和大气造成危害。罐体使用不锈钢材质。头阀包含阀体、压力指示仪、控制线和馈线。其中阀体控制灭火器的启动操作、压力指示仪显示罐体内干粉的压力。控制线和馈线连接检测器，控制线用于控制灭火器启动，馈线用于监测灭火器开关状态。

本发明提出的一种如上所述高压电缆接头综合监控及消防装置的应用方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：将检测器与待检测高压电缆接头相连接，其中使检测器内的温度传感器按每两个一组的分组方式，分别紧贴设置在待检测高压电缆接头的表面，同时使待检测高压电缆穿过电流互感器，

步骤2:检测器在采集控制模块的控制下，分别通过温度传感器和电流互感器实时采集待检测高压电缆的温度信息和电流信息，

步骤3：检测器将所采集信息经485/光纤转换模块送入监控主机，监控主机接收该信息，并对其进行分析，根据分析结果向采集控制模块发送控制指令，

步骤4：采集控制模块根据监控主机的控制指令，控制灭火器进行相应的动作。

本发明中步骤3所述监控主机接受该信息并对其进行分析，是指监控主机根据温度传感器采集的温度信息，以及电流互感器采集的电流信息，换算出待测电缆的实时温度以及电流数据，并将该数据与待测电缆的额定工作数据进行比对，当所测数据大于额定工作数据时，监控主机通过显示屏显示输出报警信号，并向采集控制模块发送灭火指令，当所测数据小于等于额定工作数据时，监控主机通过显示屏显示输出待测高压电缆的实时工作参数。

此外，本发明通过针对不同情况，采用延时报警的手段，能够有效降低误报率，防止由于误报造成经济损失，具体方案如下：本发明中监控主机向检测器内的采集控制模块发送灭火指令时，当与待测高压电缆接头相贴的两组温度传感器中仅有一路温度传感器所采集的温度高于额定工作数据时，报警信号以及灭火指令延迟30s发送；当温度传感器所采集的数据每分钟上升值超过10℃，电流互感器采集电流值变化幅度不超过电缆接头所在电缆额定载流量的10%时，报警信号及灭火指令延迟30s发送；当电流互感器采集的电流数据超出额定工作数据，但温度传感器所采集的温度信息未超出额定工作数据时，延迟30s发送灭火指令以及报警信号。

本发明与现有技术相比，很好的解决了高压电缆接头的综合监测及消防联动问题，一方面，本发明可以通过光纤通道传递消防信号，另一方面，本发明继承了先进的温度探测器，电流互感器和灭火器，并具有识别高压电缆接头复杂状态变化的能力，具有系统复位及报警延时功能，解决了误报警及系统可靠性问题，485/光纤转换模块可将远控信号和报警信号通过单模光纤进行传输，并在监控系统主界面中显示出来。另外，该系统还可以对火灾探测系统灭火器进行远程的自动或者手动控制。

Claims (1)

1.一种高压电缆接头综合监控及消防装置的应用方法，所述高压电缆接头综合监控及消防装置包括灭火器、检测器以及监控主机，其中监控主机与灭火器分别和检测器相连接，其特征在于检测器内设有电流互感器、温度传感器、采集控制模块，其中电流互感器、温度传感器分别与采集控制模块相连接，采集控制模块经485/光纤转换模块与监控主机相连接，采集控制模块与灭火器经控制线和馈线相连接；

所述检测器内设有两个以上温度传感器，两个以上温度传感器分别与采集控制模块相连接；

所述检测器内的采集控制模块采用485接口，并通过MODBUS通信协议，经485/光纤转换模块与监控主机进行通信；

所述高压电缆接头综合监控及消防装置的应用方法包括以下步骤：

步骤1：将检测器与待检测高压电缆接头相连接，其中使检测器内的温度传感器按每两个一组的分组方式，分别紧贴设置在待检测高压电缆接头的表面，同时使待检测高压电缆穿过电流互感器，

步骤2：检测器在采集控制模块的控制下，分别通过温度传感器和电流互感器实时采集待检测高压电缆的温度信息和电流信息，

步骤3：检测器将所采集信息经485/光纤转换模块送入监控主机，监控主机接收该信息，并对其进行分析，根据分析结果向采集控制模块发送控制指令，

步骤4：采集控制模块根据监控主机的控制指令，控制灭火器进行相应的动作；

步骤3所述监控主机接受该信息并对其进行分析，是指监控主机根据温度传感器采集的温度信息，以及电流互感器采集的电流信息，换算出待测电缆的实时温度以及电流数据，并将该数据与待测电缆的额定工作数据进行比对，当所测数据大于额定工作数据时，监控主机通过显示屏显示输出报警信号，并向采集控制模块发送灭火指令，当所测数据小于等于额定工作数据时，监控主机通过显示屏显示输出待测高压电缆的实时工作参数；

监控主机向检测器内的采集控制模块发送灭火指令时，当与待测高压电缆接头相贴的两组温度传感器中仅有一路温度传感器所采集的温度高于额定工作数据时，报警信号以及灭火指令延迟30s发送；当温度传感器所采集的数据每分钟上升值超过10℃，电流互感器采集电流值变化幅度不超过电缆接头所在电缆额定载流量的10%时，报警信号及灭火指令延迟30s发送；当电流互感器采集的电流数据超出额定工作数据，但温度传感器所采集的温度信息未超出额定工作数据时，延迟30s发送灭火指令以及报警信号。