CN105701955A - 一种电气火灾监控探测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种电气火灾监控探测系统及方法，属于电气火灾防护设备技术领域；该系统包括多个电气火灾监控探测器和一个主机，其中，所述的电气火灾监控探测器中包括：红外温度传感器、热解粒子传感器、信号采集器和数据处理器；本发明不需要接触被监控对象即可对监控对象的电气火灾隐患进行监控，并且可以同时监控多个监控对象，采用被监控电气设备或电线电缆的温度变化和温度上升时电气设备或电线电缆分解出的热解粒子气体共同进行监控，通过对监控对象的温度变化、热解粒子变化及工作环境间对比关系进行综合判断，从而发出电气火灾预警信号，大幅度提高了准确率，降低了误报，实现了可靠监控，对于有高可靠报警需求的场所是最佳选择。

Description

一种电气火灾监控探测系统及方法

技术领域

本发明属于电气火灾防护设备技术领域，具体涉及一种电气火灾监控探测系统及方法。

背景技术

测温式电气火灾监控探测器是电气火灾监控中不可缺少的设备，它可以监测电缆、接头、电气设备开关等等容易发热部位的温度变化，并在达到一定温度时，释放出热解粒子，并在达到预定的报警条件时，发出报警信号；同时根据对配电线路故障引发电气火灾原因的分析和统计，配电线路故障引发的火灾主要集中在短路、过负荷、接触电阻过大、电弧性放电等几个方面，这些起火原因均会反映为导体发热，使周围物质达到着火点后起火，这类由发热导致的电气火灾占到全部电气火灾的50％以上；配电柜在供配电系统中负责电能的控制、保护、测量、转化和分配，凡是使用电气设备的地方大部分都需要配备；由于配电柜内部元器件及接头相对较多，内部发生短路、过负荷、接触电阻过大、电弧性放电等电气故障的几率较大，因此，配电柜是供配电系统中需重点保护的部位，对配电柜内部进行电气火灾防控，可明显减少电气火灾事故的发生。

现有的测温式电气火灾监控探测系统基本上都是将传感器采用接触式布置在被监控对象的表面，然后将信号进行判断和后期处理，且每个传感器只能监测一个保护对象；同时仅监测单一对象的测温式电气火灾监控探测系统由于传感器及其后续电路部分故障、传感器与被测对象接触不良、不会引发火灾的局部温度偶然瞬间升高等，可能引起误报警或不报警，一般适用于低压配电柜，但在一些场合温度传感器由于各种原因无法与被监测对象直接接触，譬如：风力发电的转子线圈，高压开关，高、中压配电柜等等，需要间隔一定的空间监测其温度；同时还有些情况需要非常可靠地报警，如风力发电仓、无人值守基站等很多场所在确认火灾后需要联动灭火，冶金、石化等中断供电会产生重大生产责任事故和重大经济损失等，都需要非常准确、非常可靠的报警；这些情况下，就需要同时监测相关的几个对象及其参考背景，以综合判断是否存在火灾隐患。

目前配电柜、电线电缆桥架或电线电缆隧道使用的电气火灾监控探测系统有测温式电气火灾监控探测器、剩余电流式电气火灾监控探测器和感烟火灾探测器；其中测温式电气火灾监控探测器是通过接触式热传导器件监控配电柜内头处的温度变化，当接头过多时，测温式电气火灾监控探测器因设置复杂而不适用；剩余电流式电气火灾监控探测器只能检测剩余电流；感烟探测器包括离子感烟火灾探测器、光电感烟火灾探测器、红外光束火灾探测器以及高灵敏度的吸气式火灾探测器，这些感烟探测器探测的均是烟雾粒子，容易受到灰尘的干扰，而配电柜电线电缆桥架或电线电缆隧道恰是一个容易堆积灰尘的场所，利用这些感烟探测器进行电气火灾监控时最大的问题是易引起误报。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种电气火灾监控探测系统及方法，以达到提高准确率、实现可靠监控、降低误报的目的。

一种电气火灾监控探测系统及方法，该系统包括多个电气火灾监控探测器和一个主机，其中，所述的电气火灾监控探测器中包括：红外温度传感器、热解粒子传感器、信号采集器和数据处理器，其中，

红外温度传感器：采用非接触的方式，实时采集探测区域内被测电气设备或电线电缆的温度值，并将信号发送至信号采集器中；

热解粒子传感器：采用非接触的方式，实时采集探测区域内被测电气设备或电线电缆由于升温所释放的气体中的热解粒子个数，并将信号发送至信号采集器中；

信号采集器：用于将红外温度传感器和热解粒子传感器发送的信号进行模数转换，并发送至数据处理器中；

数据处理器：用于根据所采集的温度值和时间获得升温速率，判断升温速率是否超过设定阈值，同时判断所采集的热解粒子个数是否超过设定阈值，若两者均超过设定阈值，则发送报警信号至主机中；

主机：用于实时显示所采集的温度值和热解粒子个数，并通过声光报警的方式提醒工作人员。

所述的红外温度传感器，其探测区域为整个视角覆盖的全部区域；所述的热解粒子传感器，其探测区域为以安装部位为中心的检测范围。

所述的红外温度传感器的输出端和热解粒子传感器的输出端连接信号采集器的输入端，信号采集器的输出端连接数据处理器的输入端，数据处理器的输出端连接主机的输入端。

电气火灾监控探测器还包括电源模块和地址编码模块。

采用所述的电气火灾监控探测系统进行的监控探测方法，包括以下步骤：

步骤1、采用红外温度传感器，通过非接触的方式实时采集探测区域内被测电气设备或电线电缆的温度值，同时采用热解粒子传感器，通过非接触的方式实时采集探测区域内被测电气设备或电线电缆由于升温所释放的气体中的热解粒子个数，并将信号发送至信号采集器中；

步骤2、采用信号采集器将红外温度传感器和热解粒子传感器发送的信号进行模数转换，并发送至数据处理器中；

步骤3、采用数据处理器根据所采集的温度值和时间获得升温速率；

步骤4、判断升温速率是否超过设定阈值，并判断所采集的热解粒子个数是否超过设定阈值，若两者均超过设定阈值，则生成报警信号，并对报警信号进行编码发送至主机中，否则返回执行步骤1；

步骤5、采用主机实时显示所采集的温度值和热解粒子个数，并通过声光报警的方式提醒工作人员。

本发明优点：

本发明提供一种电气火灾监控探测系统及方法，不需要接触被监控对象即可对监控对象的电气火灾隐患进行监控，并且可以同时监控多个监控对象，采用被监控电气设备或电线电缆的温度变化和温度上升时电气设备或电线电缆分解出的热解粒子气体共同进行监控，通过对监控对象的温度变化、热解粒子变化及工作环境间对比关系进行综合判断，从而发出电气火灾预警信号，大幅度提高了准确率，降低了误报，实现了可靠监控，对于有高可靠报警需求的场所是最佳选择。

附图说明

图1为本发明一种实施例的电气火灾监控探测系统的结构框图；

图2为本发明一种实施例的电气火灾监控探测系统的工作原理图；

图3为本发明一种实施例的监控探测方法流程图；

图中：1为主机，2为电气火灾监控探测器，3为被测电气设备或电线电缆；

图4为本发明一种实施例的温度-时间微粒子监控示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种实施例做进一步说明。

本发明实施例中，一种电气火灾监控探测系统，结构框图如图1所示，该系统包括多个电气火灾监控探测器和一个主机，其中，所述的电气火灾监控探测器中包括：红外温度传感器、热解粒子传感器、信号采集器、数据处理器、地址编码模块和电源模块，其中，

红外温度传感器：采用非接触的方式，实时采集探测区域内被测电气设备或电线电缆的温度值，并将信号发送至信号采集器中；

热解粒子传感器：采用非接触的方式，实时采集探测区域内被测电气设备或电线电缆由于升温所释放的气体中的热解粒子个数，并将信号发送至信号采集器中；

信号采集器：用于将红外温度传感器和热解粒子传感器发送的信号进行模数转换，并发送至数据处理器中；

数据处理器：用于根据所采集的温度值和时间获得升温速率，判断升温速率是否超过设定阈值，同时判断所采集的热解粒子个数是否超过设定阈值，若两者均超过设定阈值，则发送报警信号至主机中；

地址编码模块：用于将当前电气火灾探测器进行地址编码，便于工作人员知晓电气火灾发生的地点；

电源模块：用于对红外温度传感器、热解粒子传感器、信号采集器、数据处理器和地址编码模块供电；

主机：用于实时显示所采集的温度值和热解粒子个数，并通过声光报警的方式提醒工作人员；

本发明实施例中，所述的红外温度传感器，其探测区域为整个视角覆盖的全部区域；所述的热解粒子传感器，其探测区域为以安装部位为中心的检测范围；

本发明实施例中，所述红外温度传感器和热解粒子传感器均为非接触式传感器，可以放置在被监控设备周围的任何方向，不需与被监控设备进行接触，保持安全距离，并且上述两个传感器均可以进行区域监控，相对于传统的接触式监控更方便，监控范围更大，在配电柜中，所述红外温度传感器和热解粒子传感器共同监控整个配电柜；

本发明实施例中，所述的红外温度传感器的输出端和热解粒子传感器的输出端共同连接信号采集器的输入端，信号采集器的输出端和地址编码模块的输出端共同连接数据处理器的输入端，数据处理器的输出端连接主机的输入端；

本发明实施例中，电气火灾监控探测系统的工作原理图如图2所示，所述主机放置在监控室中，若干个电气火灾监控探测器根据实际监控需求分别放置在配电柜中、电线电缆桥架上和电线电缆隧道中；

本发明实施例中，信号处理器与主机之间既可以通过电缆连接，也可以在电气火灾监控探测器中安装无线模块，通过无线进行数据传输；

本发明实施例中，红外温度传感器采用红外线空间立体测温技术对监控对象的电气火灾进行监控探测，热解粒子传感器采用特殊气体敏感技术对监控对象的电气火灾进行监控探测；

本发明实施例中，热解粒子传感器只对电气设备或电线电缆异常升温时所释放的特殊气体进行监控，并过滤掉灰尘、水蒸汽等干扰粒子，提高了监控的准确率；

本发明实施例中，主机采用CTJK128型号，红外温度传感器采用EFire5001红外温度传感器，热解粒子传感器采用EFire5002热解粒子传感器，地址编码模块采用CTCW8型号，信号采集器采用CTCW8-1型号，信号处理器采用CTCW8-2型号；

本发明实施例中，采用所述的电气火灾监控探测系统进行的监控探测方法，方法流程图如图3所示，包括以下步骤：

步骤1、采用红外温度传感器，通过非接触的方式实时采集探测区域内被测电气设备或电线电缆的温度值，同时采用热解粒子传感器，通过非接触的方式实时采集探测区域内被测电气设备或电线电缆由于升温所释放的气体中的热解粒子个数，并将信号发送至信号采集器中；

步骤2、采用信号采集器将红外温度传感器和热解粒子传感器发送的信号进行模数转换，并发送至数据处理器中；

步骤3、采用数据处理器根据所采集的温度值和时间获得升温速率；

步骤4、判断升温速率是否超过设定阈值，并判断所采集的热解粒子个数是否超过设定阈值，若两者均超过设定阈值，则生成报警信号，并对报警信号进行编码发送至主机中，否则返回执行步骤1；

本发明实施例中，升温速率的设定阈值是10度每分钟；热解粒子个数设定阈值是500ppm；

步骤5、采用主机实时显示所采集的温度值和热解粒子个数，并通过声光报警的方式提醒工作人员。

本发明实施例中，如图4所示，要达到预防保全的目的需要在100℃以上②区域开始检测，需要检测气体有无异味以及微粒子的变化。

Claims (5)

1.一种电气火灾监控探测系统，其特征在于，该系统包括多个电气火灾监控探测器和一个主机，其中，所述的电气火灾监控探测器中包括：红外温度传感器、热解粒子传感器、信号采集器和数据处理器，其中，

红外温度传感器：采用非接触的方式，实时采集探测区域内被测电气设备或电线电缆的温度值，并将信号发送至信号采集器中；

热解粒子传感器：采用非接触的方式，实时采集探测区域内被测电气设备或电线电缆由于升温所释放的气体中的热解粒子个数，并将信号发送至信号采集器中；

信号采集器：用于将红外温度传感器和热解粒子传感器发送的信号进行模数转换，并发送至数据处理器中；

数据处理器：用于根据所采集的温度值和时间获得升温速率，判断升温速率是否超过设定阈值，同时判断所采集的热解粒子个数是否超过设定阈值，若两者均超过设定阈值，则发送报警信号至主机中；

主机：用于实时显示所采集的温度值和热解粒子个数，并通过声光报警的方式提醒工作人员。

2.根据权利要求1所述的电气火灾监控探测系统，其特征在于：所述的红外温度传感器，其探测区域为整个视角覆盖的全部区域；所述的热解粒子传感器，其探测区域为以安装部位为中心的检测范围。

3.根据权利要求1所述的电气火灾监控探测系统，其特征在于：所述的红外温度传感器的输出端和热解粒子传感器的输出端连接信号采集器的输入端，信号采集器的输出端连接数据处理器的输入端，数据处理器的输出端连接主机的输入端。

4.根据权利要求1所述的电气火灾监控探测系统，其特征在于：所述电气火灾监控探测器还包括电源模块和地址编码模块。

5.采用权利要求1所述的电气火灾监控探测系统进行的监控探测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、采用红外温度传感器，通过非接触的方式实时采集探测区域内被测电气设备或电线电缆的温度值，同时采用热解粒子传感器，通过非接触的方式实时采集探测区域内被测电气设备或电线电缆由于升温所释放的气体中的热解粒子个数，并将信号发送至信号采集器中；

步骤2、采用信号采集器将红外温度传感器和热解粒子传感器发送的信号进行模数转换，并发送至数据处理器中；

步骤3、采用数据处理器根据所采集的温度值和时间获得升温速率；

步骤4、判断升温速率是否超过设定阈值，并判断所采集的热解粒子个数是否超过设定阈值，若两者均超过设定阈值，则生成报警信号，并对报警信号进行编码发送至主机中，否则返回执行步骤1；

步骤5、采用主机实时显示所采集的温度值和热解粒子个数，并通过声光报警的方式提醒工作人员。