CN106504461B - 一种电气火灾监控装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电气火灾监控装置，包括：设于主干路导线的第一温度计、设于支路导线的第二温度计、报警装置和控制单元，所述控制单元与第一温度计和第二温度计通讯连接用于获取主干路导线的第一温度和支路导线的第二温度，所述控制单元经设置在第一温度与第二温度的差值高于第一温度阈值时控制报警装置发出支路导线过热的报警信号。本发明结构新颖、功能完善、安全可靠，能够方便地检测出漏电，有效预防火灾的发生，安装使用便利。
Description
技术领域
本发明涉及一种火灾监控技术领域，具体为一种电气火灾监控装置和方法。
背景技术
随着社会的进步，生活中建筑物内部各种电气线路和电气设备越来越多，尤其是在一些电气机房内，电气设备多而且经常持续不间断的工作使得电气线路过载、短路、绝缘材料老化等情况普遍存在，从而致使导线或电缆的绝缘材料损坏，易诱发电气火灾事故的隐患；由于电气火灾隐患具有一定的隐蔽性和潜伏期，肉眼检查往往难以发现，经常发生在无人情况下。
因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足，具体涉及一种电气火灾监控装置和方法。
发明内容：
为解决上述问题，本发明提供了以下技术方案：
1、一种电气火灾监控装置，包括：设于主干路导线的第一温度计、设于支路导线的第二温度计、报警装置和控制单元，所述控制单元与第一温度计和第二温度计通讯连接用于获取主干路导线的第一温度和支路导线的第二温度，所述控制单元经设置在第一温度与第二温度的差值高于第一温度阈值时控制报警装置发出支路导线过热的报警信号。所述第一温度阈值可根据具体情况任意设定，例如5-150℃，10-100℃，15-80℃，20-60℃，30-40℃。
2、根据技术方案1所述的电气火灾监控装置，其中所述第二温度计有多个并且分别设于多个支路导线处，所述控制单元经设置在第一温度与任何一个支路导线的第二温度的差值高于第一温度阈值时控制报警装置发出所述任何一个支路导线过热的报警信号。
3、根据技术方案1或2所述的电气火灾监控装置，其中所述电气火灾监控装置还包括测量环境温度的第三温度计，所述控制单元与第三温度计通讯连接用于获取环境温度，所述控制单元经设置在第一温度与环境温度的差值高于第二温度阈值时控制报警装置发出主干路导线过热的报警信号。所述第二温度阈值可根据具体情况任意设定，例如5-150℃，10-100℃，15-80℃，20-60℃，30-40℃。
4、根据技术方案2或3所述的电气火灾监控装置，其中所述电气火灾监控装置还包括数据库用于存储有主干路导线和支路导线的空间位置数据，所述控制单元经设置在存在多个支路导线过热的报警信号时，根据所述数据库确定在距离所述存在报警信号的多个支路导线的第一距离范围内的处于过热危险中的支路导线，并且为处于过热危险中的支路导线发出过热危险报警信号。
5、根据前述技术方案中任一项的电气火灾监控装置，其中所述控制单元经设置当发现第一温度与第二温度的差值高于第一温度阈值，在等待第一延迟时间后第一温度与第二温度的差值仍然高于第一温度阈值时控制报警装置发出支路导线过热的报警信号，其中所述第一延迟时间根据下式确定：
其中，tr为第一延迟时间；t0为预设延迟时间，选自1-120秒，例如2-100秒，5-90秒，10-60秒等；Tc为第一温度阈值，T主为第一温度，T支为第二温度。
6、一种利用根据技术方案1-5中任一项的电气火灾监控装置进行电气火灾监控方法，包括：
步骤1000，所述控制单元获取主干路导线的第一温度和支路导线的第二温度；
步骤2000，所述控制单元在第一温度与第二温度的差值高于第一温度阈值时控制报警装置发出支路导线过热的报警信号。
7、根据技术方案6所述的电气火灾监控方法，其中所述控制单元在第一温度与环境温度的差值高于第二温度阈值时控制报警装置发出主干路导线过热的报警信号。
8、根据技术方案6所述的电气火灾监控装置，其中所述控制单元在存在多个支路导线过热的报警信号时，根据所述数据库确定在距离所述存在报警信号的多个支路导线的第一距离范围内的处于过热危险中的支路导线，并且为处于过热危险中的支路导线发出过热危险报警信号。
9、根据技术方案8所述的电气火灾监控装置，其中当所述控制单元发现第一温度与第二温度的差值高于第一温度阈值时，在等待第一延迟时间后第一温度与第二温度的差值仍然高于第一温度阈值时控制报警装置发出支路导线过热的报警信号。
在另一些情形中提供一种电气火灾监控装置，包括：人机交互装置、监控装置、执行装置，所述的人机交互装置与所述的监控装置通讯连接，所述的监控装置与执行装置电连接。
所述的监控装置包括：第一热电偶温度计，所述的第一热电偶温度计设置在被测支路导线与主干路导线电连接处的主干路导线外部，检测得所述的主干路导线温度为T0，所述的监控装置还包括：第二热电偶温度计，所述的第二热电偶温度计设置在被测支路导线与主干路导线电连接处的被测支路外部，检测得被测支路导线温度为Ti，其中支路数i＝1～n；所述的监控装置还包括：热释电红外线传感器，所述的热释电红外线传感器设置于工作人员工作范围内的墙体上部，通过CPU模块控制用于检测工作范围内是否有人，所述的热释电红外线传感器外部还设有一个锥形圆套筒，用于限制所述的热释电红外线传感器检测范围；电路故障时，所述的CPU模块控制所述的热释电红外线传感器检测室内是否有人，并通过CPU模块控制无线模块将所述的报警信号传输至人机交互装置，通过报警信号控制设置在绝缘外壳上的蜂鸣器发出报警提示音。
所述的执行装置包括：绝缘外壳、信号检测模块、CPU模块、模数转换模块、温度处理模块；所述的绝缘外壳内部设有CPU模块，所述的CPU模块与所述的信号检测模块电连接并控制信号检测模块检测所述的热释电红外传感器、第一热电偶温度计、第二热电偶温度计发出的电信号；所述的信号检测模块与所述的模数转换模块电连接，将接收到的模拟信号转换成数字信号并传输至所述的CPU模块；所述的绝缘外壳内部还设有温度处理模块，所述的温度处理模块与所述的CPU模块电连接，所述的温度处理模块还分别与第一热电偶温度计、第二热电偶温度计电连接。
所述的温度处理模块与CPU模块电连接，设定导线所能承受的最大温度值为T阈值，当第二热电偶检测到支路导线温度超出设定T阈值时，所述的温度处理模块向CPU模块发出报警信号并控制报警器报警。
在再另一些情形中，提供一种电气火灾监控方法，包括：
S000，提供根据技术方案1-4中任一项的一种电气火灾监控装置；
S100，所述的CPU模块控制所述的第一热电偶温度计检测出主干路导线温度为T0，检测出时所述的主干路导线温度异常，控制所述的第二热电偶温度计检测出被测支路导线温度为Ti，检测出时所述的被测支路导线温度异常，其中支路数i＝1～n；
S200，确定导线材料，通过温度处理模块设定导线所能承受的最大温度值为T阈值，当时，被测支路导线温度超过T阈值时，电路故障；当时，主干路导线温度超过T阈值时，电路故障；当CPU模块检测出被测支路导线温度发生异常但未短路时，所述的CPU模块控制所述的第一热电偶温度计测得主干路导线温度为控制所述的第二热电偶温度计测得所述的被测支路导线温度为Ti，被测支路导线温度异常，则令所述的CPU模块控制所述的第一热电偶温度计、第二热电偶温度计通过温度处理模块分别对所述主干路导线、被测支路导线的温度进行监测，并将监测所得数据进行存储；在监测期间，主干路导线温度保持正常，当被测支路导线温度升高后又恢复到时，则说明被测支路导线温度发生的异常属正常电路温度波动；检查故障电路时发现，当电路故障发生前检测到被测支路导线的温度在时温度仍继续上升，且上升的最大值小于T阈值，即同时测得所述的主干路导线温度为时，温度同样也继续上升，且上升的最大值小于T阈值，即则说明当被测支路导线温度与主干路导线温度在高于正常温度时仍保持持续上升的状态且小于T阈值时，即有可能发生电路故障，则通过CPU模块控制所述的漏电保护装置切断电源防止电路烧毁。
所述的电气火灾监控方法，还包括：
S300，电路中产生故障时发出报警信号，检测模块检测到所述的报警信号通过模数转化模块将模拟信号转换成数字信号并传输至所述的CPU模块，所述的CPU模块控制无线模块将报警信号传输至人机交互装置，然后通过人机交互装置回馈报警信号至CPU模块，CPU模块控制所述的漏电保护装置切断主干路电源防止电路烧毁。
所述的电气火灾监控方法，还包括：
S400，CPU模块控制所述的热释电红外线传感器检测室内是否有人，若检测出室内有人，则通过CPU模块控制无线模块终止将所述的报警信号传输至人机交互装置，通过报警信号控制蜂鸣器发出报警提示音；若检测出室内无人，则通过CPU模块控制无线模块将所述的报警信号传输至人机交互装置，并通过报警信号控制人机交互装置上的蜂鸣器发出报警提示音。
所述的电气火灾监控方法，还包括：
S500，当室内无人时，所述的CPU模块控制所述第二热电偶温度计检测到所述的被测支路导线温度达到温度处理模块的设定值T阈值时通过无线模块将所述的报警信号传输至人机交互装置，并通过报警信号控制人机交互装置上的蜂鸣器发出报警提示音，同时通过所述的CPU模块控制所述继电器断开支路电源防止电路烧毁。
在一些实施方式中，电气火灾监控装置，包括：所述的CPU模块通过所述的无线模块与人机交互装置通讯连接，并将所述的报警信号传输至人机交互装置。
在一些实施方式中，电气火灾监控装置，包括：所述的热释电红外线传感器根据主干路导线的温度与支路导线的温度变化差异产生报警电信号。
在一些实施方式中，电气火灾监控装置，包括：当室内无人时，所述的CPU模块控制所述温度传感器检测到所述的支路导线温度达到温度处理模块设定的固定值时通过无线模块将所述的报警信号传输至人机交互装置，并通过报警信号控制人机交互装置上的蜂鸣器发出报警提示音；与此同时，所述的CPU模块控制所述继电器断开支路电源防止电路烧毁。
在一些实施方式中，电气火灾监控装置，包括：所述的主干路导线温度与所述的支路导线温度均超过所述温度处理模块设定的固定值时通过无线模块将所述的报警信号传输至人机交互装置，并通过报警信号控制人机交互装置上的蜂鸣器发出报警提示音；与此同时，所述的CPU模块控制所述漏电保护装置自动切断室内干路电源防止电路烧毁。
本发明结构新颖、功能完善、安全可靠，能够方便地检测出漏电，有效预防火灾的发生，安装使用便利。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的描述：
一种电气火灾监控装置，包括：人机交互装置、监控装置、执行装置，所述的人机交互装置与所述的监控装置通讯连接，所述的监控装置与执行装置电连接；所述的监控装置包括：第一热电偶温度计，所述的第一热电偶温度计设置在被测支路导线与主干路导线电连接处的主干路导线外部，检测得所述的主干路导线温度为T0，所述的监控装置还包括：第二热电偶温度计，所述的第二热电偶温度计设置在被测支路导线与主干路导线电连接处的被测支路外部，检测得被测支路导线温度为Ti，其中支路数i＝1～n；
所述的监控装置还包括：热释电红外线传感器，所述的热释电红外线传感器设置于工作人员工作范围内的墙体上部，通过CPU模块控制用于检测工作范围内是否有人，所述的热释电红外线传感器外部还设有一个锥形圆套筒，用于限制所述的热释电红外线传感器检测范围；电路故障时，所述的CPU模块控制所述的热释电红外线传感器检测室内是否有人，并通过CPU模块控制无线模块将所述的报警信号传输至人机交互装置，通过报警信号控制设置在绝缘外壳上的蜂鸣器发出报警提示音；
所述的执行装置包括：绝缘外壳、信号检测模块、CPU模块、模数转换模块、温度处理模块；所述的绝缘外壳内部设有CPU模块，所述的CPU模块与所述的信号检测模块电连接并控制信号检测模块检测所述的热释电红外传感器、第一热电偶温度计、第二热电偶温度计发出的电信号；所述的信号检测模块与所述的模数转换模块电连接，将接收到的模拟信号转换成数字信号并传输至所述的CPU模块；所述的绝缘外壳内部还设有温度处理模块，所述的温度处理模块与所述的CPU模块电连接，所述的温度处理模块还分别与第一热电偶温度计、第二热电偶温度计电连接；所述的温度处理模块与CPU模块电连接，设定导线所能承受的最大温度值为T阈值，当第二热电偶检测到支路导线温度超出设定T阈值时，所述的温度处理模块向CPU模块发出报警信号并控制报警器报警。
在一些实施方式中，电气火灾监控装置，包括：所述的热释电红外线传感器根据主干路导线的温度与支路导线的温度变化差异产生报警电信号。
在一些实施方式中，电气火灾监控装置，包括：当室内无人时，所述的CPU模块控制所述温度传感器检测到所述的支路导线温度达到温度处理模块设定的固定值时通过无线模块将所述的报警信号传输至人机交互装置，并通过报警信号控制人机交互装置上的蜂鸣器发出报警提示音；与此同时，所述的CPU模块控制所述继电器断开支路电源防止电路烧毁。
在一些实施方式中，电气火灾监控装置，包括：所述的主干路导线温度与所述的支路导线温度均超过所述温度处理模块设定的固定值时通过无线模块将所述的报警信号传输至人机交互装置，并通过报警信号控制人机交互装置上的蜂鸣器发出报警提示音；与此同时，所述的CPU模块控制所述漏电保护装置自动切断室内干路电源防止电路烧毁。
在一些实施方式中，被测支路导线温度与所述主干路导线温度同时以30-40℃/分钟的增长速度持续上升时，则说明被测支路发生故障，所述第一热释电红外线传感器根据监测到持续变化的热辐射能量产生电荷变化生成报警电信号，并通过CPU模块控制无线模块将所述的报警信号传输至人机交互装置；
在一些实施方式中，所述的干路导线温度与所述的支路导线温度均超过所述温度处理模块设定的报警温度70℃时通过无线模块将所述的报警信号传输至人机交互装置，并通过报警信号控制人机交互装置上的蜂鸣器发出报警提示音。
在另一些实施方式中，一种电气火灾监控方法，包括：
S000，提供根据技术方案1-4中任一项的一种电气火灾监控装置；
S100，所述的CPU模块控制所述的第一热电偶温度计检测出主干路导线温度为T0，检测出时，说明所述的主干路导线温度异常；控制所述的第二热电偶温度计检测出被测支路导线温度为Ti，检测出时，说明所述的被测支路导线温度异常，其中支路数i＝1～n；
S200，确定电路采用的导线材料，设定导线所能承受的最大温度值为T阈值，当说明被测支路导线温度超过所能承受的最大阈值T阈值，电路发生故障；当说明主干路导线温度超过最大阈值T阈值发生故障；当CPU模块检测出被测支路导线温度发生异常但未短路时，所述的CPU模块控制所述的第一热电偶温度计检测出主干路导线温度为时，所述的CPU模块控制所述的第二热电偶温度计测得所述的被测支路导线温度为Ti时，被测支路导线温度异常，则令所述的CPU模块控制所述的第一热电偶温度计、第二热电偶温度计通过温度处理模块分别对所述主干路导线、被测支路导线的温度进行监测，并将监测所得数据进行存储；在监测期间，主干路导线温度保持正常，当被测支路导线温度升高后又恢复到时，则说明被测支路导线温度发生的异常属正常电路温度波动；检查故障电路时发现，当电路故障发生前检测到被测支路导线的温度在时温度仍继续上升，且上升的最大值小于T阈值，即同时测得所述的主干路导线温度为时，温度同样也继续上升，且上升的最大值小于T阈值，即则说明当被测支路导线温度与主干路导线温度在高于正常温度时仍保持持续上升的状态且小于T阈值时，即有可能发生电路故障，则通过CPU模块控制所述的漏电保护装置切断电源防止电路烧毁，将监测所得数据进行备份存储，根据主干路导线温度和支路导线温度的变化趋势来确定电路是否发生故障。
S300，当确定电路中发生故障时发出报警电信号，报警电信号通过CPU模块控制无线模块将报警信号传输至人机交互装置，然后通过人机交互装置回馈电信号至CPU模块，CPU模块控制所述的漏电保护装置切断主干路电源防止电路烧毁。
S400，CPU模块控制所述的热释电红外线传感器检测室内是否有人，若检测出室内有人，则通过CPU模块控制无线模块终止将所述的报警信号传输至人机交互装置，通过报警信号控制蜂鸣器发出报警提示音；若检测出室内无人，则通过CPU模块控制无线模块将所述的报警信号传输至人机交互装置，并通过报警信号控制人机交互装置上的蜂鸣器发出报警提示音。
S500，当室内无人时，所述的CPU模块控制所述第二热电偶温度计检测到所述的被测支路导线温度达到温度处理模块的设定值时通过无线模块将所述的报警信号传输至人机交互装置，并通过报警信号控制人机交互装置上的蜂鸣器发出报警提示音，同时通过所述的CPU模块控制所述继电器断开支路电源防止电路烧毁。
S600，当室内无人时，所述的主干路导线与所述的支路导线温度同时超过所述温度处理模块设定的温度值时发出一个报警信号，所述的报警信号通过无线模块传输至人机交互装置，并控制人机交互装置上的蜂鸣器发出报警提示音，同时控制所述漏电保护装置自动切断室内干路电源防止电路烧毁。
在一些实施方式中，所述的电气火灾监控方法，还包括：当电路采用设定导线时，设定导线所能承受的最大阈值为T阈值，其中设定导线可以选用铜、铝、镍、铬等材料的导线。
在一些实施方式中，所述的电气火灾监控方法，还包括：电路中温度处理模块与CPU模块电气连接，设定导线所能承受的最大阈值T阈值为75℃，用于当支路导线温度达到设定值为75℃时发出报警信号，还可能会发生故障或发生火灾。
本发明结构新颖、功能完善、安全可靠，能够方便地检测出漏电，有效预防火灾的发生，安装使用便利。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，不能以此限定本发明实施范围；凡依本发明申请专利范围及创作说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (8)
1.一种电气火灾监控装置，包括：设于主干路导线的第一温度计、设于支路导线的第二温度计、测量环境温度的第三温度计、报警装置和控制单元，所述控制单元与第一温度计和第二温度计通讯连接用于获取主干路导线的第一温度和支路导线的第二温度，所述控制单元经设置在第一温度与第二温度的差值高于第一温度阈值时控制报警装置发出支路导线过热的报警信号；所述控制单元与第三温度计通讯连接用于获取环境温度，所述控制单元经设置在第一温度与环境温度的差值高于第二温度阈值时控制报警装置发出主干路导线过热的报警信号。
2.根据权利要求1所述的电气火灾监控装置，其中所述第二温度计有多个并且分别设于多个支路导线处，所述控制单元经设置在第一温度与任何一个支路导线的第二温度的差值高于第一温度阈值时控制报警装置发出所述任何一个支路导线过热的报警信号。
3.根据权利要求1或2所述的电气火灾监控装置，其中所述电气火灾监控装置还包括数据库用于存储有主干路导线和支路导线的空间位置数据，所述控制单元经设置在存在多个支路导线过热的报警信号时，根据所述数据库确定在距离所述存在报警信号的多个支路导线的第一距离范围内的处于过热危险中的支路导线，并且为处于过热危险中的支路导线发出过热危险报警信号。
4.根据权利要求1或2所述的电气火灾监控装置，其中所述控制单元经设置当发现第一温度与第二温度的差值高于第一温度阈值，在等待第一延迟时间后第一温度与第二温度的差值仍然高于第一温度阈值时控制报警装置发出支路导线过热的报警信号，其中所述第一延迟时间根据下式确定：
其中，tr为第一延迟时间；t0为预设延迟时间，选自1-120秒；Tc为第一温度阈值，T主为第一温度，T支为第二温度。
5.一种利用根据权利要求1-4中任一项的电气火灾监控装置进行电气火灾监控方法，包括：
步骤1000，所述控制单元获取主干路导线的第一温度和支路导线的第二温度；
步骤2000，所述控制单元在第一温度与第二温度的差值高于第一温度阈值时控制报警装置发出支路导线过热的报警信号。
6.根据权利要求5所述的电气火灾监控方法，其中所述控制单元在第一温度与环境温度的差值高于第二温度阈值时控制报警装置发出主干路导线过热的报警信号。
7.根据权利要求5所述的电气火灾监控方法，其中所述控制单元在存在多个支路导线过热的报警信号时，根据所述数据库确定在距离所述存在报警信号的多个支路导线的第一距离范围内的处于过热危险中的支路导线，并且为处于过热危险中的支路导线发出过热危险报警信号。
8.根据权利要求7所述的电气火灾监控方法，其中当所述控制单元发现第一温度与第二温度的差值高于第一温度阈值时，在等待第一延迟时间后第一温度与第二温度的差值仍然高于第一温度阈值时控制报警装置发出支路导线过热的报警信号。
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