CN106504459A - 一种无人通信机房火灾预警系统 - Google Patents

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彭淦榕
孙金华
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Abstract

本发明公开了一种无人通信机房火灾预警系统，包括与工频供电网络连接的交流电异常检测电路，与工频供电网络连接的断路器模块，为机柜内部电路供电的备用电源模块，与工频供电模块和备用电源模块连接的电源转换电路模块，主控模块，对机房内部防静电地板下电缆温度进行监控的线型感温探测器模块，对机房内部平行设置的机列燃烧烟雾进行监控的红外光束感烟火灾探测器模块，对空调用电进行监控的空调用电异常报警模块；能够及时发现不同原因造成的机房火灾初期阶段且自动采取保护措施并进行报警。

Description

一种无人通信机房火灾预警系统
技术领域
本发明涉及一种无人通信机房火灾预警系统。
背景技术
近年来，电信系统电器、电缆火灾事故频发，常因一台设备故障或电缆引发火灾波及全网，通信设备价格昂贵，造成的直接经济损失巨大，目前在信息时代，由于通信楼或通信机房火灾造成的通信中断，造成的间接损失更是不可忽视，通信系统机构庞大，在通信机房的装修过程中大量使用各种木材、胶合板、塑料等可燃性材料，其诸多的电气设备常伴有静电、火花、电弧和表面高温，传输电缆密布于各个角落，因此，引发火灾的几率极高，在火灾产生初期及时发现着火点并对火灾进行扑救，能最大程度降低损失。
目前多传感器、多信息的火灾判断是针对火灾发生时的烟、光、温的不同特点作出的综合判断，该技术对明火阶段做出的判断，然而在火灾初期的阴燃阶段，最明显的特点是大量烟雾产生，并不伴随有明显的环境温度攀升。根据机房火灾发生原因，工频电入侵，工频电入侵大部分是由动力供电电流入侵，如线路老化加上两线交越产生火灾事故，电力线过载发热融化了绝缘外皮，造成工频电入侵；当工频电接触上前伏外电入侵时，耐压等级不够，瞬间短路，绝缘外皮被高电压击穿，通信设备产生火灾；供电系统各种尖峰脉冲干扰，畸变电压可能造成通信设备元器件损坏，甚至引发火灾。机房内部防静电地板下铺设有大量电缆，包括数据电缆、交流供电电缆、低压直流供电电缆等，各种电缆铺设陈列在一起，造成火灾隐患，供电电缆发热会造成电缆的绝缘性能下降，如发生短路，电缆瞬间增大的电流会产生大量的热，造成绝缘层烧毁，引发火灾。机柜内部含有大量的电路板，电路板上的电子元器件散发大量热量，这些热量加热了机柜内空气，经机柜上方排出，机柜内因为电子元器件老化发生短路等故障时，会产生大量的热，引发机柜内部火灾，机柜内部火灾初期，并不会造成机房内部环境温度的明显升高，常规设置的探测环境温度的温度传感器并不能直接探测出火灾隐患。此外，为保证机房内恒温，机房配备大功率空调进行降温，不间断运行会造成空调元器件的老化，进而燃烧引发火灾。以上仅仅列举了引发机房火灾的几种常见安全隐患类型，机房火灾具有其特点，常规的技术手段并不能很好的探测火灾初期阶段，而此时对于扑救而言，难度小，产生损失小，火灾具有明显的声光热阶段，火灾扑救难度大，造成损失往往巨大。因此，对于火灾初期阶段的探测具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种无人通信机房火灾预警系统，能够及时发现不同原因造成的机房火灾初期阶段且自动采取保护措施并进行报警。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种无人通信机房火灾预警系统，包括与工频供电网络连接的交流电异常检测电路，与工频供电网络连接的断路器模块，为机柜内部电路供电的备用电源模块，与工频供电模块和备用电源模块连接的电源转换电路模块，主控模块，对机房内部防静电地板下电缆温度进行监控的线型感温探测器模块，对机房内部平行设置的机列燃烧烟雾进行监控的红外光束感烟火灾探测器模块，对空调用电进行监控的空调用电异常报警模块；
交流电异常检测模块的输出端与主控模块的交流电源输入端连接，主控模块的输出控制端分别与断路器模块的控制端和电源转换模块的输入端连接；
线型感温探测器模块敷设于电缆上方，线型感温探测器的感温电缆检测电缆温度，电缆线型感温探测器模块的输出端与主控模块的地下电缆报警输入端连接；
红外光束感烟探测器模块的红外光束发射模块和红外光束接收模块分别对应设置于与机柜垂直的两侧墙壁处，红外光束感烟探测器模块的输出端与主控模块的机柜报警输入端连接；
主控模块的输出端经通信模块与上位机连接。
进一步地，交流电异常检测电路采用三相多功能计量芯片RN8302，三相多功能计量芯片RN8302的三路采样通道用于相/线电流采样，一路用于零线电流采样，三路用于相/线电压采样，三相多功能计量芯片RN8302的输出端与主控模块的电网采样输入端连接；
备用电源模块包括蓄电池充电采样电路、蓄电池，蓄电池采样电路的输入端与蓄电池的接线端子连接，蓄电池采样电路的输出端与主控模块的备用电源采样输入端连接；
电源转换电路模块的输入端与主控模块的供电选择输出端连接，电源转换电路模块的输出端分别与工频供电模块的控制端和备用电源模块的控制端连接。
进一步地，机房内部包含若干排平行设置的机列，每排机列分别对应一组红外光束感烟探测器，每一组红外光束感烟探测器设置在与对应机列垂直的两侧墙壁，且，红外探测器的红外光束发射模块与红外光束接收模块的安装位置高于对应机列的顶部。
进一步地，空调用电异常报警模块包括电压采样电路、电压比较器、空调控制单元、电机驱动单元、无风断电温控器，电源电压采样电路采集空调内部供电电压，电源电压采样电路的输出端与电压比较器的输入端连接，电压比较器的输出端与空调控制单元的输入端连接，无风断电温控器的输出端与空调控制单元的输入端连接，空调控制单元的输出端与电机驱动单元的控制端连接。
本发明的有益效果是，
1、本发明提供一种机房安全监控系统，能够及时发现不同原因造成的机房火灾初期阶段且自动采取保护措施并进行报警动作，针对机房自身特点，对工频供电网络高压入侵等电流电压异常状况进行监控，在供电异常情况下，及时切断工频供电网络，转为备用电源进行供电。
2、机房内部机柜内部电路元器件老化发生短路等故障引发的火灾常伴随较长时间的阴燃阶段，会有大量烟雾产生，机房内部配备有大功率空调，火灾初期阶段，机房内部温度浮动不大，根据机柜内部火灾产生特点，设计有对机列内部火灾监控的红外光束感烟探测器模块，红外光束感烟探测器的安装位置要使光束射过与其对应的机列的顶部，尽早发现机柜里面冒出的引燃烟雾。对防静电地板下方的铺设电缆进行温度为主的监控，采用接触式敷设或悬挂敷设线型感温探测器，线型感温探测器的感温电缆检测电缆温度，电缆线型感温探测器模块的输出端与主控模块的地下电缆报警输入端连接。实时检测地下电缆的温度，电缆温度超过设置的温度报警阈值，线型感温探测器发送报警信号到主控模块。
3、空调用电异常报警模块实现对空调供电电压进行采样，电压比较单元进行比较，空调控制单元根据比较结果对空调电机进行控制，实现空调供电异常时停机操作，此外，在空调制热模式下，在出风口因为故障无法正常送热情形下，热量积聚情况下，无风断电温控器动作使空调处于停机状态，避免热量积聚引发火灾。主控模块将报警信号发送至上位机，方便监控人员及时发现险情，在火灾初期进行扑救，减少损失。
附图说明
图1是无人通信机房火灾预警系统结构图。
具体实施方式
如图1所示，一种无人通信机房火灾预警系统，包括与工频供电网络连接的交流电异常检测电路，与工频供电网络连接的断路器模块，为机柜内部电路供电的备用电源模块，与工频供电模块和备用电源模块连接的电源转换电路模块，主控模块，对机房内部防静电地板下电缆温度进行监控的线型感温探测器模块，对机房内部平行设置的机列燃烧烟雾进行监控的红外光束感烟火灾探测器模块，对空调用电进行监控的空调用电异常报警模块；主控模块的输出端经通信模块与上位机连接。
交流电异常检测电路采用三相多功能计量芯片RN8302，三相多功能计量芯片RN8302的三路采样通道用于相/线电流采样，一路用于零线电流采样，三路用于相/线电压采样，三相多功能计量芯片RN8302的输出端与主控模块的电网采样输入端连接；备用电源模块包括蓄电池充电采样电路、蓄电池，蓄电池采样电路的输入端与蓄电池的接线端子连接，蓄电池采样电路的输出端与主控模块的备用电源采样输入端连接；电源转换电路模块的输入端与主控模块的供电选择输出端连接，电源转换电路模块的输出端分别与工频供电模块的控制端和备用电源模块的控制端连接。交流电异常检测模块的输出端与主控模块的交流电源输入端连接，主控模块的输出控制端与电源转换模块的输入端连接。
线型感温探测器模块敷设于电缆上方，线型感温探测器包括模拟量缆式感温器和电缆微控制器，模拟量缆式感温探测器电缆结构为四根外层采用特殊的负温度系数热敏材料绝缘的导体两两短接成两个回路；电缆微机控制器用来监控其前端探测电缆工作状态。两者工作原理均是当感温电缆所保护场所的现场温度发生变化时,监测回路的电阻值会发生明显的变化,当微机控制器检测到前端感温电缆探测回路的电阻值变化达到预定的报警值时,就会产生一个报警信号，感温电缆微机控制器前端的输入信号是由感温电缆产生的连续变化的电阻值(模拟量/类比量)，后端的输出信号是开关量(数字)信号。其敷设方式采用接触式敷设或悬挂敷设。线型感温探测器的感温电缆检测电缆温度，电缆线型感温探测器模块的输出端与主控模块的地下电缆报警输入端连接。
机房内部包含若干排平行设置的机列，每排机列包含若干只机柜，每排机列分别对应一组红外光束感烟探测器，每一组红外光束感烟探测器设置在与对应机列垂直的两侧墙壁，且，红外探测器的红外光束发射模块与红外光束接收模块的安装位置高于对应机列的顶部，红外光束感烟探测器的安装位置要使光束射过与其对应的机列的顶部，尽早发现机柜里面冒出的引燃烟雾。红外光束感烟探测器模块的输出端与主控模块的机柜报警输入端连接。
空调用电异常报警模块包括电压采样电路、电压比较器、空调控制单元、电机驱动单元、无风断电温控器，电源电压采样电路采集空调内部供电电压，电源电压采样电路的输出端与电压比较器的输入端连接，电压比较器的输出端与空调控制单元的输入端连接，无风断电温控器的输出端与空调控制单元的输入端连接，空调控制单元的输出端与电机驱动单元的控制端连接。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种无人通信机房火灾预警系统，其特征在于，包括与工频供电网络连接的交流电异常检测电路，与工频供电网络连接的断路器模块，为机柜内部电路供电的备用电源模块，与工频供电模块和备用电源模块连接的电源转换电路模块，主控模块，对机房内部防静电地板下电缆温度进行监控的线型感温探测器模块，对机房内部平行设置的机列燃烧烟雾进行监控的红外光束感烟火灾探测器模块，对空调用电进行监控的空调用电异常报警模块；
交流电异常检测模块的输出端与主控模块的交流电源输入端连接，主控模块的输出控制端分别与断路器模块的控制端和电源转换模块的输入端连接；
线型感温探测器模块敷设于电缆上方，线型感温探测器的感温电缆检测电缆温度，电缆线型感温探测器模块的输出端与主控模块的地下电缆报警输入端连接；
红外光束感烟探测器模块的红外光束发射模块和红外光束接收模块分别对应设置于与机柜垂直的两侧墙壁处，红外光束感烟探测器模块的输出端与主控模块的机柜报警输入端连接；
主控模块的输出端经通信模块与上位机连接。
2.如权利要求1所述的一种无人通信机房火灾预警系统，其特征在于，交流电异常检测电路采用三相多功能计量芯片RN8302，三相多功能计量芯片RN8302的三路采样通道用于相/线电流采样，一路用于零线电流采样，三路用于相/线电压采样，三相多功能计量芯片RN8302的输出端与主控模块的电网采样输入端连接；
备用电源模块包括蓄电池充电采样电路、蓄电池，蓄电池采样电路的输入端与蓄电池的接线端子连接，蓄电池采样电路的输出端与主控模块的备用电源采样输入端连接；
电源转换电路模块的输入端与主控模块的供电选择输出端连接，电源转换电路模块的输出端分别与工频供电模块的控制端和备用电源模块的控制端连接。
3.如权利要求1所述的一种无人通信机房火灾预警系统，其特征在于，机房内部包含若干排平行设置的机列，每排机列分别对应一组红外光束感烟探测器，每一组红外光束感烟探测器设置在与对应机列垂直的两侧墙壁，且，红外探测器的红外光束发射模块与红外光束接收模块的安装位置高于对应机列的顶部。
4.如权利要求1所述的一种无人通信机房火灾预警系统，其特征在于，空调用电异常报警模块包括电压采样电路、电压比较器、空调控制单元、电机驱动单元、无风断电温控器，电源电压采样电路采集空调内部供电电压，电源电压采样电路的输出端与电压比较器的输入端连接，电压比较器的输出端与空调控制单元的输入端连接，无风断电温控器的输出端与空调控制单元的输入端连接，空调控制单元的输出端与电机驱动单元的控制端连接。
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