CN104282110A - 配电板电气火灾监视装置 - Google Patents

配电板电气火灾监视装置 Download PDF

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Abstract

配电板电气火灾监视装置。本发明提供一种用于高压面板、低压面板、电动机控制板、配电盘或配电板的早期电气火灾感测系统。该早期电气火灾感测系统包括：第一激光器，第一激光器发射被苯甲醇气体吸收的频率的光束，第一检测装置检测第一光束强度；第二激光器，第二激光器发射被BHT气体吸收的频率的光束，第二检测装置检测第二激光束强度；以及包含微处理器的主控单元。当第一检测装置检测的第一激光束强度低于参考值时，主控单元给出火灾警报事件，而当第二检测装置检测的第二激光束强度低于参考值时，主控单元给出火灾紧急警报事件。

Description

配电板电气火灾监视装置
技术领域
本发明涉及一种用于高压面板、低压面板、电动机控制板、配电盘或配电板的早期电气火灾感测系统。该早期电气火灾感测系统监视被苯甲醇气体或BHT(丁基羟基甲苯)气体吸收的特定频率的激光束强度，这些气体通常来源于板中过热的电绝缘材料。
背景技术
配电板安装于工厂和建筑中，用于给设备分配电源。主要使用有机绝缘材料来保护电源线、电路和电路板。然而，由于对结构缺陷、建造缺陷、设备老化或接触不良等因素的忽视，会引起该有机绝缘材料过热从而导致火灾的风险。
最近，在面板发生的火灾中，电气火灾的比率正在上升，这是由于电气设备的漏电、短路和绝缘老化导致的。
传统的电气火灾感测方法使用热传感器来检测温度上升或面板上的点火源，或是用烟雾检测器来感测烟雾并启动灭火系统。然而，检测到点火源或烟雾意味着火灾已经发生。
因此，有必要在火灾发生之前预先感测并立即警报电气火灾的发生。
韩国专利第10-0981232号公布了一种火灾感测方法，该方法提供了一种电气火灾预先警报系统，将监视配电板内的电气火灾及设备故障的内部传感器的测量值和标准传感器的值相比较。此外，国际公开专利WO200506705公开了一种采用垂直腔面发射激光二极管的气体检测器。
发明内容
本发明提供了一种用于高压面板、低压面板、电动机控制板、配电盘或配电板的早期电气火灾感测系统。
早期电气火灾感测系统包括：第一激光器，第一激光器发射被苯甲醇气体吸收的第一频率的光束，并且第一检测装置检测第一激光束强度；第二激光器，第二激光器发射被BHT气体吸收的第二频率光束，并且第二检测装置检测第二激光束强度；以及包括微处理器的主控单元，其中，激光束之一被引导通过一个或多个光导纤维并且监视空气环境，而另一激光束被引导通过标准空气环境。
当第一检测装置的激光束强度低于参考值时，主控单元给出警报事件，当第二检测装置的第二激光束强度低于参考值时，主控单元给出紧急事件。
附图说明
图1例示了本发明的原理图。
图2例示了本发明的框图。
图3例示了本发明的原理图。
图4例示了本发明的原理图
图5示出了80℃下的老化了的绝缘电线的总离子色谱图(TIC)。
图6示出了100℃下的老化了的绝缘电线的总离子色谱图(TIC)。
具体实施方式
激光气体吸收光谱学是一种气体组分分析方法，该方法测量被特定气体吸收的激光束强度的变化。激光气相色谱分析是一种气体组分分析方法，该方法在不同频率的激光束进入特定的物质或气体的空间之后测量被吸收的频率。
本发明采用激光气相色谱分析的原理。由于激光束选择性地与被苯甲醇吸收的第一特定频率和被丁基羟基甲苯气体吸收的第二特定频率相互作用，因而早期火灾报警是逐步给出的。此外，通过采用反射镜将一束激光束分离为两个激光束可以提高早期火灾警报器的可靠性，其中，一束激光束经过标准空气环境，而另一束激光束经过监视空气环境。
通过采用光导纤维及全反射或半反射镜，本发明能够对特定区域进行远程监视。而利用气体检测器的传统的火灾感测系统只能监视封闭配电板的内部区域。本发明可以通过远程监视空间上分开的配电屏或火灾风险高的特定空间的电气火灾，对早期火灾发生进行警报。
图1和图2例示了早期电气火灾警报系统的原理图和框图，该系统包括激光器1、检测装置2、频率振荡器、45°半反射镜3、光导纤维5、X轴偏振透镜8、Y轴偏振透镜9、标准空气环境、包含上述全部项的密封管7、全反射镜4和光导纤维5。
经过45°半反射镜的激光束被引导通过X轴偏振透镜和密封管内的标准空气环境，并被检测装置检测并储存为标准的激光束强度。
被45°半反射镜反射的激光束被引导通过Y轴偏光透镜和一个或多个全反射镜以及光导纤维，并被检测装置检测并储存为测量的激光束强度。
主控单元比较两个激光束强度，当这两个激光束强度的差超过参考值的时侯，启动警告警报或紧急警报。
在一种实施方式中，早期电气火灾警报系统可以包括第一激光器，第一激光器发射被苯甲醇气体吸收的第一频率的光束；第二激光器，第二激光器发射被BHT气体吸收的第二频率的光束；用于驱动第一激光和第二激光的频率振荡器；密封管，密封管包括激光器、检测装置、频率振荡器、45°半反射镜、X轴偏振透镜和作为标准空气环境的大气。
两个激光束经过不同的空气环境，其中一种空气环境是密封管外的苯甲醇或BHT气体，另一种是密封的标准空气环境，当经过不同的空气环境的两个激光束强度差异呈现异常时，给出早期火灾警报步骤。
密封管内的45°半反射镜可以将激光束分离为50％反射激光束和50％透射激光束。
由45°半反射镜形成的半透射激光束经过偏振透镜和封闭的标准空气环境两者，并被检测装置检测作为标准激光束强度。
当标准激光束强度和在密封管外的空气环境下测量的激光束强度之间的差超过参考值时，给出早期火灾警报事件。
主控单元包括微处理器，该微处理器给出早期火灾警报事件。当标准激光束强度和第一激光束频率及第二激光束频率的激光束强度的差超过参考值时，给出早期火灾警报事件。
被45°半反射镜半反射的激光束被引导经过一个或多个光导纤维和监视空气环境以及Y轴偏振透镜，并且被检测装置检测作为标准激光束强度。
图3例示了经过一个或多个光导纤维以及监视空气环境的激光束路径。激光束经过三个光导纤维以及在两个激光束与一检测装置之间的两个监视空气环境。
在本发明中，激光束监视是通过应用激光器和检测装置实现的。密封管包括第一激光器和第二激光器、第一检测装置和第二检测装置、45°半反射镜以及标准空气环境。
第一激光器发射被苯甲醇气体吸收的第一频率的激光束，并被第一检测装置检测。第二激光器发射被BHT气体吸收的第二频率的激光束，并被第二检测装置检测。
45°半反射镜在密封管内将第一激光器和第二激光器发出的激光束分离成50％反射激光束和50％透射激光束。
第一激光器与第二激光器的激光束被45°半反射镜半透射，并经过密封管内的标准空气环境，并且被第一检测装置和第二检测装置检测，并被作为标准激光束强度发送给主控单元。
第一激光器与第二激光器的激光束被45°半反射镜半反射，并且激光束经过一个或多个光导纤维和一个或多个监视空气环境，并且被第一检测装置和第二检测装置检测，并且作为监视的激光束强度发送给主控单元。
当标准空气环境的第一激光束强度和第一检测装置的第一检测激光束强度之间的激光束强度差超过参考值时，主控单元给出火灾警告警报事件。而当标准空气环境的第二激光束强度和第二检测装置的第二检测激光束强度之间的激光束强度差超过参考值时，主控单元给出火灾紧急警报事件。
在本发明中，早期电气火灾警报系统包含：第一激光器，第一激光器发射被苯甲醇气体吸收的第一频率的激光束，并且第一检测装置检测第一激光束强度；第二激光器，第二激光器发射被BHT气体吸收的第二频率的激光束，并且第二检测装置检测第二激光束强度；以及包含微处理器的主控单元，其中可以利用参考值来监视激光束，而不是测量密封管内的标准空气环境来监视激光束。
监视处理如下。第一激光束和第二激光束经过一个或多个光导纤维并且监视空气环境，并且分别被第一检测装置和第二检测装置检测。当检测到的第一激光器的第一激光束强度低于参考值时，给出火灾警告事件，而当检测到的第二激光器的第二激光束强度低于参考值时，给出火灾紧急警报事件。
图4例示了根据本发明的早期电气火灾警报系统，该系统利用密封管12、通风管13、反射管14和连接器11来代替光导纤维。
第一激光器发射被苯甲醇气体吸收的第一频率的激光束，并被第一检测装置检测，并且第二激光器发射被BHT气体吸收的第二频率的激光束，并被第二检测装置检测。
当检测激光束强度低于参考值时，包括微处理器的主控单元给出火灾警报事件。
电气火灾感测系统包括：第一激光束和第二激光束，第一激光束和第二激光束经过密封管和密封管内的监视空气环境，并且激光束被反射管内的反射镜反射，并被第一检测装置和第二检测装置检测；以及主控单元，当所测量的第一频率的激光束强度低于参考值时，主控单元给出火灾警告事件，而当测量的第二频率的激光束强度低于参考值时，主控单元则给出火灾紧急警报事件。
真空的密封管或有标准空气环境的密封管不减弱第一激光束强度和第二激光束强度。
通风管安装在检测部，苯甲醇气体和BHT气体流进通风管。因而，可以通过检测经过通风管的激光束的强度来检测在特定地点的早期电气火灾的发生。
检测装置检测被反射管内的反射镜反射的激光束。这使得可以通过检测释放苯甲醇和BHT气体的通风管附近的激光束强度变化来检测某一特定地点的早期电气火灾发生。
图5和图6是在80℃和100℃下的老化的绝缘电线的总离子色谱图(TIC)，其示出了根据时间的BHT气体的丰度。
在本发明中，发光二极管和检测二极管装置可被用于激光器和检测装置。
在本发明中，光导纤维可被用于半反射镜、反射镜或密封管。
在本发明中，密封管可被用于光缆。
在本发明中，检测装置包括分别检测被透射的和被反射的激光束的两个装置，或包括由两个检测部分组成的单个装置。

Claims (9)

1.一种用于高压面板、低压面板、电动机控制板、配电盘或配电板的早期电气火灾感测系统，该早期电气火灾感测系统包括：
频率振荡器，所述频率振荡器生成被苯甲醇气体吸收的第一频率的光束和被BHT气体吸收的第二频率的光束；
密封管，所述密封管包括激光器、检测装置、频率振荡器、45°半反射镜、X轴偏光器和标准空气环境；
主控单元，所述主控单元包括给出警报事件的微处理器，
其中，所述频率振荡器交替地生成所述第一频率和所述第二频率以驱动所述激光器；
被所述45°半反射镜半透射的激光束经过所述密封管内的标准空气环境和所述X轴偏光器，并被所述检测装置检测；
被所述45°半反射镜半反射的激光束经过一个或多个光导纤维和一个或多个监视空气环境，并被所述检测装置检测；
当经过监视空气环境的第一反射激光束和经过所述标准空气环境的第一透射激光束之间的激光束强度差异大于参考值时，所述主控单元给出火灾警报事件，而当经过监视空气环境的第二反射激光束和经过所述标准空气环境的第二透射激光束之间的激光束强度差异大于参考值时，所述主控单元给出火灾紧急警报事件。
2.一种早期电气火灾感测系统，所述早期电气火灾感测系统包括：
密封管，所述密封管包括激光器、检测装置、频率振荡器、45°半反射镜、X轴偏光器和标准空气环境；以及
包括微处理器的主控单元，
其中，所述频率振荡器交替地生成第一频率和第二频率以驱动所述激光器；
在所述密封管内的所述45°半反射镜将第一激光束和第二激光束分离为50％反射光束和50％透射光束；
被所述45°半反射镜半透射的激光束经过所述密封管内的标准空气环境和所述X轴偏光器，并被所述检测装置检测；
被所述45°半反射镜半反射的激光束经过一个或多个光导纤维和一个或多个监视空气环境，并被所述检测装置检测；以及
当经过监视空气环境的第一反射激光束和经过所述标准空气环境的第一透射激光束之间的激光束强度差异大于参考值时，所述主控单元给出火灾警报事件，而当经过监视空气环境的第二反射激光束和经过所述标准空气环境的第二透射激光束之间的激光束强度差异大于参考值时，所述主控单元给出火灾紧急警报事件。
3.一种早期电气火灾感测系统，所述早期电气火灾感测系统包括：
密封管，所述密封管包括第一激光器、第二激光器、第一检测装置、第二检测装置、45°半反射镜和标准空气环境；以及
包括微处理器的主控单元，
其中，所述第一激光器发射被苯甲醇气体吸收的第一频率的光束，所述第一检测装置感测第一激光束强度；
所述第二激光器发射被BHT气体吸收的第二频率的光束，所述第二检测装置感测第二激光束强度；
所述密封管内的所述45°半反射镜将第一激光束和第二激光束分离为50％反射光束和50％透射光束；
其中，被45°半反射镜半透射的所述第一激光器的激光束和所述第二激光器的激光束经过所述密封管的所述标准空气环境，并被所述第一检测装置和所述第二检测装置检测作为标准激光束强度并传送给所述主控单元；
被所述45°半反射镜半反射的所述第一激光器的激光束和所述第二激光器的激光束经过一个或多个光导纤维和一个或多个监视空气环境，并被所述第一检测装置和所述第二检测装置检测作为外部监视的激光束强度，并被传送至所述主控单元；
当经过监视空气环境的第一反射激光束和经过所述标准空气环境的第一透射激光束之间的激光束强度差异大于参考值时，所述主控单元给出火灾警报事件，而当经过监视空气环境的第二反射激光束和经过所述标准空气环境的第二透射激光束之间的激光束强度差异大于参考值时，所述主控单元给出火灾紧急警报事件。
4.一种早期电气火灾感测系统，所述早期电气火灾感测系统包括：
第一激光器，所述第一激光器发射被苯甲醇气体吸收的第一频率的光束；
第一检测装置，所述第一检测装置感测第一激光束强度；
第二激光器，所述第二激光器发射被BHT吸收的第二频率的光束；
第二检测装置，所述第二检测装置感测第二激光束强度；以及
包括微处理器的主控单元，
其中，所述第一激光器和所述第二激光器的激光束经过一个或多个光导纤维和监视空气环境，并且被所述第一检测装置和所述第二检测装置检测；以及
当经过监视空气环境的第一反射激光束和经过所述标准空气环境的第一透射激光束之间的激光束强度差异大于参考值时，所述主控单元给出火灾警报事件，而当经过监视空气环境的第二反射激光束和经过所述标准空气环境的第二透射激光束之间的激光束强度差异大于参考值时，所述主控单元给出火灾紧急警报事件。
5.一种早期电气火灾感测系统，所述早期电气火灾感测系统包括：
第一激光器，所述第一激光器发射被苯甲醇气体吸收的第一频率的光束；
第一检测装置，所述第一检测装置感测第一激光束强度；
第二激光器，所述第二激光器发射被BHT吸收的第二频率的光束；
第二检测装置，所述第二检测装置感测第二激光束强度；
密封管，所述密封管中充满标准空气环境或是真空的；
通风管；
包括反射器的反射管；
连接器，所述连接器将所述密封管、所述通风管和所述反射管组装在一起；以及
主控单元，
其中，第一激光束和第二激光束经过所述密封管的标准空气环境或真空，以及所述通风管的监视空气环境；
在所述反射管内被反射镜反射的激光束分别被所述第一检测装置和所述第二检测装置检测；
当监视的第一激光束强度低于参考值时，所述主控单元给出火灾警报事件，而当测量的第二激光束强度低于参考值时，所述主控单元给出火灾紧急警报事件。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述激光器被发光二极管代替，所述检测装置被二极管装置代替。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光导纤维被反射镜或反射器代替。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光导纤维被密封管或光缆代替。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述检测装置包括分别检测被透射的和被反射的激光束的两个装置，或包括由两个检测部件组成的单个装置。
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