CN107545694A - 一种用于电缆沟内部火灾预警及自动化灭火栓 - Google Patents

Abstract

一种用于电缆沟内部火灾预警及自动化灭火栓，其特征在于，包括数据显示采集模块、报警模块、传感器组、气溶胶灭火模块、通信模块及灭火栓本体。本发明提供的灭火栓本体具有防雨、防尘、防雷等功能；灭火栓壳体上部为显示及报警装置，灭火栓侧面有检修门，以方便灭火栓的维修维护；灭火栓的正面具有切换按钮，用来控制显示装置的显示参数在气体浓度和温度之间切换，检修门在合缝处进行了特殊的处理，以保证合缝处防水、防尘；考虑到夏天温度高、冬天温度低，本发明对温度与混合气体浓度设定了不同的报警与灭火数据组合，有效的防止误报、漏报的产生；通过系统电源的设置，确保了灭火栓的供电系统的高可靠性与高稳定性。

Description

一种用于电缆沟内部火灾预警及自动化灭火栓

技术领域

本发明涉及灭火控制技术领域，具体涉及一种用于电缆沟内部火灾预警及自动化报警的控制装置。

背景技术

在变电站建设中，不可避免的会出现用电系统的低压动力电缆、控制电缆、通信电缆和继电保护、自动化系统使用的光缆同沟敷设。动力电缆运行中会产生一定的热量，加上其它各种原因，万一其中一根电缆起火，就会迅速延燃。电缆着火不仅能烧毁电缆自身，而且连带烧毁控缆、光缆，造成电网事故。因此，电缆沟的综合防火措施是否可靠，对电网的安全运行具有非常重要的意义。

目前的变电站电缆沟防火措施比较单一，阻火墙仍然是最主要的手段；另外也有一些针对电缆沟的实时监测，但是主要集中在温度监测，且没有本地显示或者本地显示不够直观；运用气体监测和温度监测的组合诊断算法进行火情预判的装置目前没有；将显示装置、传感器组、灭火装置及电缆沟盖板组合成一个完整的立式灭火栓的装置，目前没有。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于电缆沟内部火灾预警及自动化灭火栓，其包括数据显示采集模块、报警模块、传感器组、气溶胶灭火模块、通信模块及灭火栓本体；

所述报警模块、传感器组、气溶胶灭火模块、通信模块分别与所述数据显示采集模块连接，所述数据显示采集模块、报警模块分别设于所述火栓本体的顶部，所述传感器组、气溶胶灭火模块设于所述灭火栓本体的底部；

传感器组包括温度传感器、气体传感器，所述温度传感器、气体传感器深入至电缆沟内检测电缆沟内的温度与混合气体含量数据并发送至所述数据显示采集模块；

所述数据显示采集模块接收到的温度与混合气体含量数据并通过显示器进行显示，当所述温度与混合气体含量数据超过报警阈值时，所述数据显示采集模块发送报警信号至所述报警模块，所述报警模块执行报警；当所述温度与混合气体含量数据超过灭火阈值时，同时所述数据显示采集模块发送指令至所述气溶胶灭火模块，所述气溶胶灭火模块向电缆沟内释放阻燃气体；

所述通信模块接收所述数据显示采集模块将温度与混合气体含量数据并发送至远程监控端。

较佳地，所述气体传感器采用MP503等空气质量气体传感器，该气体传感器用来采集发生火灾时电缆沟内的混合气体浓度，混合气体包括烟雾、甲醛、乙烯，温度传感器采用18B20数字温度传感器。

较佳地，所述温度数据与混合气体浓度数据从高至低分别设定有第一等级阈值、第二等级阈值、第三等级阈值，

所述灭火阈值包括以下情形：

所述温度数据或混合气体浓度数据达到第一等级阈值时；

所述温度数据与混合气体浓度数据其中一项数据超过第二等级阈值，另一项数据超过第三等级阈值；

所述报警阈值包括以下情形：

所述温度数据与混合气体浓度数据中的一项数据为第二等级阈值，另一项数据为第四等级阈值；

所述温度数据与混合气体浓度数据种的一项数据为第三等级阈值，另一项数据为第四等级阈值或第三等级阈值。

较佳地，所述数据显示采集模块包括MCU、数码管显示器与系统电源，所述系统电源为所述报警模块、传感器组、气溶胶灭火模块、通信模块供电，所述系统电源输出电压包括24V、5V及3.3V，其中5V和3.3V是经过24V转换而来，同时系统电源中的24V为气溶胶灭火模块供电，5V为通信模块、气体传感器、报警模块、数码管显示模块供电，3.3V为MCU和温度传感器供电。

较佳地，所述系统电源包括芯片LM2576、TVS管、整流桥D4、压敏电阻RV、第一高频磁珠FB1、第二高频磁珠FB2、共模电感L1、保险丝R64；

所述系统电源通过芯片LM2576可将外部24V直流电源变换成系统所需的+5V及+3.3V，其中TVS管(D4)用于保护系统电路受到的瞬间高压的冲击，当外部瞬间高压时，该TVS管瞬间相当于短路，同时能够维持TVS管两端的电压为36V左右，从而保护了系统的高压冲击；整流桥D4用于保障外部电压正反接都能可靠工作，无论是正接，还是反接，后面获得的都是正向电压，其中RV为压敏电阻，其作用与TVS类似，但是压敏电阻的功率较大，响应速度比TVS稍慢，用于电源入端的吸收浪涌高压，FB1与FB2是高频磁珠，用于抑制高频信号，并将高频信号以热能的形式消耗掉，同时FB1与FB2还可平衡RV与TVS的相应速度差，L1为共模电感，主要抑制电路中的共模干扰，起到EMI滤波的作用，R64为保险丝，最高电流不超过200mA，保险丝后面的电路为芯片LM2576的推荐电路。

较佳地，所述灭火栓本体设有切换开关和检修门，所述切换开关与所述数据显示采集模块连接，用于切换所述数据显示采集模块显示的参数。

较佳地，所述灭火栓本体底部连接有电缆沟盖板，所述电缆沟盖板为不锈钢材质，所述电缆沟盖板中间开孔，为传感器组、气溶胶灭火模块的出口；电缆沟盖板为凸型结构，所述凸型结构部分与灭火栓通过螺栓可靠连接，将灭火栓与盖板密合成一体。

本发明具有以下有益效果：

灭火栓本体部分由不锈钢铸造，电缆沟盖板为凸型结构，凸型结构部分与灭火栓通过螺栓可靠连接，将灭火栓与盖板密合成一体，这样可以保障灭火栓的防水功能，灭火栓本体部分也由不锈钢铸造。灭火栓本体具有防雨、防尘、防雷等功能。灭火栓壳体上部为显示及报警装置，灭火栓侧面有检修门，以方便灭火栓的维修维护；灭火栓的正面具有切换按钮，用来控制显示装置的显示参数在气体浓度和温度之间切换，检修门在合缝处进行了特殊的处理，以保证合缝处防水、防尘；

考虑到夏天温度高、冬天温度低，本发明对温度与混合气体浓度设定了不同的报警与灭火数据组合，有效的防止误报、漏报的产生；

通过系统电源的设置，确保了灭火栓的供电系统的高可靠性与高稳定性。当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的灭火栓外观结构示意图；

图2为本发明提供的灭火栓透视结构图；

图3为本发明提供的灭火栓主视图；

图4为本发明提供的灭火栓装置底部结构图；

图5为本发明提供的灭火栓装置底座俯视图；

图6为本发明提供的系统电源电路图；

图7为本发明提供的灭火栓原理框图；

图8为本发明提供的系统电源原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、2、3、4所示，本发明实施例提供了一种用于电缆沟内部火灾预警及自动化灭火栓，其包括数据显示采集模块1、报警模块2、传感器组、气溶胶灭火模块8、通信模块6及灭火栓本体3；

所述报警模块2、传感器组、气溶胶灭火模块8、通信模块6分别与所述数据显示采集模块1连接，所述数据显示采集模块1、报警模块2分别设于所述火栓本体3的顶部，所述传感器组、气溶胶灭火模块8设于所述灭火栓本体3的底部；本实施例中所述灭火栓本体3设有切换开关5和检修门4，所述切换开关5与所述数据显示采集模块1连接，用于切换所述数据显示采集模块1显示的参数；所述灭火栓本体3底部连接有电缆沟盖板7，所述电缆沟盖板7为不锈钢材质，所述电缆沟盖板7中间开孔，为传感器组、气溶胶灭火模块的出口；电缆沟盖板7为凸型结构，所述凸型结构部分与灭火栓本体3通过螺栓可靠连接，将灭火栓本体3与电缆沟盖板7密合成一体。

传感器组包括温度传感器9、气体传感器10，所述温度传感器9、气体传感器10深入至电缆沟内检测电缆沟内的温度与混合气体含量数据并发送至所述数据显示采集模块1；

所述数据显示采集模块1接收到的温度与混合气体含量数据并通过显示器进行显示，当所述温度与混合气体含量数据超过报警阈值时，所述数据显示采集模块1发送报警信号至所述报警模块2，所述报警模块2执行报警；当所述温度与混合气体含量数据超过灭火阈值时，同时所述数据显示采集模块1发送指令至所述气溶胶灭火模块8，所述气溶胶灭火模块8向电缆沟内释放阻燃气体；所述通信模块6接收所述数据显示采集模块1将温度与混合气体含量数据并发送至远程监控端。

本实施例中所述气体传感器10采用MP503等空气质量气体传感器，该气体传感器10用来采集发生火灾时电缆沟内的混合气体浓度，混合气体包括烟雾、甲醛、乙烯，温度传感器9采用18B20数字温度传感器。

本实施例中，所述温度数据与混合气体浓度数据从高至低分别设定有第一等级阈值、第二等级阈值、第三等级阈值，

所述灭火阈值包括以下情形：

所述温度数据或混合气体浓度数据达到第一等级阈值时；

所述温度数据与混合气体浓度数据其中一项数据超过第二等级阈值，另一项数据超过第三等级阈值；

所述报警阈值包括以下情形：

所述温度数据与混合气体浓度数据中的一项数据为第二等级阈值，另一项数据为第四等级阈值；

所述温度数据与混合气体浓度数据种的一项数据为第三等级阈值，另一项数据为第四等级阈值或第三等级阈值。

将温度根据高低分为三个等级阈值，温度越高等级越高，如温度达到60，则为最高的第一等级阈值，第二等级阈值、第三等级阈值为50、40，浓度也分为四个等级，浓度越高等级越高，如浓度达到700ppm，则为最高的第一等级阈值，第二等级阈值、第三等级阈值分别为500ppm、300ppm，故温度与浓度共有16种组合，不同组合代表了不同的执行结果。当温度低于40度，且气体浓度小于300ppm，则属于正常工作；当温度达到40度且浓度达到300ppm时，则执行报警动作；当温度达到40度且浓度达到700ppm时，则执行灭火动作。本实施例不对每种情况进行具体举例说明。

如图6、图7、图8所示，所述数据显示采集模块1包括MCU、数码管显示器与系统电源，所述系统电源为所述报警模块2、传感器组、气溶胶灭火模块8、通信模块6供电，所述系统电源输出电压包括24V、5V及3.3V，其中5V和3.3V是经过24V转换而来，同时系统电源中的24V为气溶胶灭火模块8供电，5V为通信模块6、气体传感器10、报警模块2、数码管显示模块供电，3.3V为MCU和温度传感器9供电。

其中所述系统电源包括芯片LM2576、TVS管、整流桥D4、压敏电阻RV、第一高频磁珠FB1、第二高频磁珠FB2、共模电感L1、保险丝R64；

所述系统电源通过芯片LM2576可将外部24V直流电源变换成系统所需的+5V及+3.3V，其中TVS管(D4)用于保护系统电路受到的瞬间高压的冲击，当外部瞬间高压时，该TVS管瞬间相当于短路，同时能够维持TVS管两端的电压为36V左右，从而保护了系统的高压冲击；整流桥D4用于保障外部电压正反接都能可靠工作，无论是正接，还是反接，后面获得的都是正向电压，其中RV为压敏电阻，其作用与TVS类似，但是压敏电阻的功率较大，响应速度比TVS稍慢，用于电源入端的吸收浪涌高压，FB1与FB2是高频磁珠，用于抑制高频信号，并将高频信号以热能的形式消耗掉，同时FB1与FB2还可平衡RV与TVS的相应速度差，L1为共模电感，主要抑制电路中的共模干扰，起到EMI滤波的作用，R64为保险丝，最高电流不超过200mA，保险丝后面的电路为芯片LM2576的推荐电路。

本发明具有以下有益效果：

灭火栓本体部分由不锈钢铸造，电缆沟盖板为凸型结构，凸型结构部分与灭火栓通过螺栓可靠连接，将灭火栓与盖板密合成一体，这样可以保障灭火栓的防水功能，灭火栓本体部分也由不锈钢铸造。灭火栓本体具有防雨、防尘、防雷等功能。灭火栓壳体上部为显示及报警装置，灭火栓侧面有检修门，以方便灭火栓的维修维护；灭火栓的正面具有切换按钮，用来控制显示装置的显示参数在气体浓度和温度之间切换，检修门在合缝处进行了特殊的处理，以保证合缝处防水、防尘；

考虑到夏天温度高、冬天温度低，本发明对温度与混合气体浓度设定了不同的报警与灭火数据组合，有效的防止误报、漏报的产生；

通过系统电源的设置，确保了灭火栓的供电系统的高可靠性与高稳定性。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种用于电缆沟内部火灾预警及自动化灭火栓，其特征在于，包括数据显示采集模块、报警模块、传感器组、气溶胶灭火模块、通信模块及灭火栓本体；

所述报警模块、传感器组、气溶胶灭火模块、通信模块分别与所述数据显示采集模块连接，所述数据显示采集模块、报警模块分别设于所述火栓本体的顶部，所述传感器组、气溶胶灭火模块设于所述灭火栓本体的底部；

传感器组包括温度传感器、气体传感器，所述温度传感器、气体传感器深入至电缆沟内检测电缆沟内的温度与混合气体含量数据并发送至所述数据显示采集模块；

所述数据显示采集模块接收到的温度与混合气体含量数据并通过显示器进行显示，当所述温度与混合气体含量数据超过报警阈值时，所述数据显示采集模块发送报警信号至所述报警模块，所述报警模块执行报警；当所述温度与混合气体含量数据超过灭火阈值时，同时所述数据显示采集模块发送指令至所述气溶胶灭火模块，所述气溶胶灭火模块向电缆沟内释放阻燃气体；

所述通信模块接收所述数据显示采集模块将温度与混合气体含量数据并发送至远程监控端。

2.如权利要求1所述的用于电缆沟内部火灾预警及自动化灭火栓，其特征在于，所述气体传感器采用MP503等空气质量气体传感器，该气体传感器用来采集发生火灾时电缆沟内的混合气体浓度，混合气体包括烟雾、甲醛、乙烯，温度传感器采用18B20数字温度传感器。

3.如权利要求1所述的用于电缆沟内部火灾预警及自动化灭火栓，其特征在于，所述温度数据与混合气体浓度数据从高至低分别设定有第一等级阈值、第二等级阈值、第三等级阈值，

所述灭火阈值包括以下情形：

所述温度数据或混合气体浓度数据达到第一等级阈值时；

所述温度数据与混合气体浓度数据其中一项数据超过第二等级阈值，另一项数据超过第三等级阈值；

所述报警阈值包括以下情形：

所述温度数据与混合气体浓度数据中的一项数据为第二等级阈值，另一项数据为第四等级阈值；

所述温度数据与混合气体浓度数据种的一项数据为第三等级阈值，另一项数据为第四等级阈值或第三等级阈值。

4.如权利要求1所述的用于电缆沟内部火灾预警及自动化灭火栓，其特征在于，所述数据显示采集模块包括MCU、数码管显示器与系统电源，所述系统电源为所述报警模块、传感器组、气溶胶灭火模块、通信模块供电，所述系统电源输出电压包括24V、5V及3.3V，其中5V和3.3V是经过24V转换而来，同时系统电源中的24V为气溶胶灭火模块供电，5V为通信模块、气体传感器、报警模块、数码管显示模块供电，3.3V为MCU和温度传感器供电。

5.如权利要求4所述的用于电缆沟内部火灾预警及自动化灭火栓，其特征在于，所述系统电源包括芯片LM2576、TVS管、整流桥D4、压敏电阻RV、第一高频磁珠FB1、第二高频磁珠FB2、共模电感L1、保险丝R64；

所述系统电源通过芯片LM2576可将外部24V直流电源变换成系统所需的+5V及+3.3V，其中TVS管(D4)用于保护系统电路受到的瞬间高压的冲击，当外部瞬间高压时，该TVS管瞬间相当于短路，同时能够维持TVS管两端的电压为36V左右，从而保护了系统的高压冲击；整流桥D4用于保障外部电压正反接都能可靠工作，无论是正接，还是反接，后面获得的都是正向电压，其中RV为压敏电阻，其作用与TVS类似，但是压敏电阻的功率较大，响应速度比TVS稍慢，用于电源入端的吸收浪涌高压，FB1与FB2是高频磁珠，用于抑制高频信号，并将高频信号以热能的形式消耗掉，同时FB1与FB2还可平衡RV与TVS的相应速度差，L1为共模电感，主要抑制电路中的共模干扰，起到EMI滤波的作用，R64为保险丝，最高电流不超过200mA，保险丝后面的电路为芯片LM2576的推荐电路。

6.如权利要求1所述的用于电缆沟内部火灾预警及自动化灭火栓，其特征在于，所述灭火栓本体设有切换开关和检修门，所述切换开关与所述数据显示采集模块连接，用于切换所述数据显示采集模块显示的参数。

7.如权利要求1所述的用于电缆沟内部火灾预警及自动化灭火栓，其特征在于，所述灭火栓本体底部连接有电缆沟盖板，所述电缆沟盖板为不锈钢材质，所述电缆沟盖板中间开孔，为传感器组、气溶胶灭火模块的出口；电缆沟盖板为凸型结构，所述凸型结构部分与灭火栓通过螺栓可靠连接，将灭火栓与盖板密合成一体。