CN107596592A - 一种换流阀灭火终端及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种换流阀灭火终端及其控制系统，该灭火终端包括旋转云台和与旋转云台连接的主体部分，所述主体部分包括灭火喷头和用于控制灭火介质管路导通关断的控制阀，所述主体部分还包括视频采集单元和红外采集单元。本发明将视频采集单元和红外采集单元也设计在该灭火终端上，同灭火喷头一样能够以最近的距离感知火情现场。能够第一时间准确地监视火情，在换流阀阀塔火情发生后，使得火情还在萌芽状态时便对其进行消防灭火措施，大大提高了灭火效率，避免了火情的蔓延，也使得灭火投入的成本得到最大程度的降低，减少了灭火介质对换流阀设备造成的大面积表面污损、绝缘性能下降等影响，缩短直流系统停运时间。

Description

一种换流阀灭火终端及其控制系统

技术领域

本发明属于直流输电技术领域，具体涉及一种换流阀灭火终端及其控制系统。

背景技术

换流阀是直流输电工程的核心设备，主要功能是将交流电整流成直流电或把直流电逆变成交流电。换流阀的安全可靠运行直接关系到整个直流输电系统的可靠运行。随着直流输电工程输送容量的不断提升，对其可靠性和可用率的要求也不断提高。而且，其造价约占换流站成套设备总价的22～25％。

工程中换流阀失火的主要原因包括：不牢固连接/高阻连接，阀元件故障，晶闸管级连接故障，非阻燃或者阻燃特性不好的非金属材料。对于运行在高压、大电流复杂多物理场条件下的换流阀设备，其防火主要是通过采取针对性设计来避免出现火情以及火情的扩大。

有效的灭火措施也是换流阀防火的延伸，作为一种补充手段针对高压直流输电换流阀的整体防火设计，也是保障换流阀长期可靠运行的一项重要举措。由于换流阀的运行特性，换流阀设备一旦起火，传统的处理措施是等阀厅设备停电后人员进入阀厅，通过升降平台等设备到达阀塔起火位置，采用灭火器扑灭火情。这种灭火方式存在火情持续时间长，容易蔓延，有毒气体影响阀厅内作业人员人身安全等隐患。另一种处理措施是在阀厅巡视走道内使用大容量灭火器对阀塔进行灭火，由于巡视走道距离阀塔一定的安全绝缘距离，灭火剂从巡视走道喷出后四处飘散，不仅导致灭火效率低下，还对其它未起火的阀塔造成了二次污染，人为扩大了火情影响，增加了火情的处理时间，延长了直流系统停运时间。

变电站的发展趋势不断完善自动化功能，减少人力投入。而上述方式仍需要工作人员进行现场巡视和现场灭火，不仅自动化程度低，还对人身安全有一定威胁。因此，当前亟需一种人力投入少、自动化程度高的换流阀灭火方案。

为了实现自动化，有两方面的问题需要克服，第一，就是能够自动移动和定位的灭火设备，例如机器人。第二，如何实现近距离的监测，进一步的与自动移动的灭火设备进行配合，使操作人员能够如臂使指的进行操作，以实现精确的灭火。

发明内容

本发明的目的在于提供一种换流阀灭火终端及其控制系统，用以解决如何实现近距离监测与操作人员配合操作的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明的一种换流阀灭火终端，包括旋转云台和与旋转云台连接的主体部分，所述主体部分包括灭火喷头和用于控制灭火介质管路导通关断的控制阀，所述主体部分还包括视频采集单元和红外采集单元。

进一步地，所述主体部分还包括用于测量灭火终端和阀塔距离的距离传感器。

进一步地，所述主体部分还包括用于测量灭火终端温度的温度传感器。

进一步地，所述温度传感器为非接触式红外温度传感器。

进一步地，所述视频采集单元和红外采集单元均为CCD摄像头。

进一步地，所述控制阀为电磁阀。

本发明的一种换流阀灭火终端控制系统，包括灭火终端和远离灭火终端设置的控制器；所述灭火终端包括旋转云台和与旋转云台连接的主体部分，所述主体部分包括灭火喷头和用于控制灭火介质管路导通关断的控制阀，所述主体部分还包括视频采集单元和红外采集单元；所述视频采集单元和红外采集单元通过有线或者无线的方式将采集的信息传递给所述控制器；所述控制器通过有线或者无线的方式控制连接所述控制阀。

进一步地，所述主体部分还包括用于测量灭火终端和阀塔距离的距离传感器，所述距离传感器通过有线或者无线的方式将采集的距离信息传递给所述控制器。

进一步地，所述主体部分还包括用于测量灭火终端温度的温度传感器，所述温度传感器通过有线或者无线的方式将采集的温度信息传递给所述控制器。

进一步地，所述温度传感器为非接触式红外温度传感器。

本发明的有益效果：

本发明的换流阀灭火终端，包括灭火喷头，同时，针对身处的特殊环境，将视频采集单元和红外采集单元也设计在该灭火终端上，同灭火喷头一样能够以最近的距离感知火情现场。相对于将视频采集单元、红外采集单元设置在其他地方的情况，本发明能够第一时间准确地监视火情，在换流阀阀塔火情发生后，准确定位火情、隐患位置，使得火情还在萌芽状态时便对其进行消防灭火措施，使得灭火范围控制在较小的范围内，为准确灭火操作、实施有效的扑救做好基础，从而大大提高了灭火效率，避免了火情的蔓延，也使得灭火投入的成本得到最大程度的降低，减少了灭火介质对换流阀设备造成的大面积表面污损、绝缘性能下降等影响，缩短直流系统停运时间。而且，该灭火终端设计简单，具有较强的实用性。

进一步地，该灭火终端还配置有温度传感器和距离传感器，避免该灭火终端被高温损坏，或发生与换流阀阀塔碰撞的情形，同时也避免了灭火装置对阀塔造成损坏，整体来说，提高了该灭火终端的安全性，使其设计具有较强的实用性。

附图说明

图1是换流阀灭火装置结构示意图；

图2是本发明的灭火终端结构示意图；

图3是本发明的灭火终端的控制系统框图；

图4是灭火操作流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合附图及实施例，对本发明作进一步的详细说明。

如图2、3所示，灭火终端包括灭火喷头25以及用于控制灭火介质管路导通关断的控制阀，还包括视频采集单元24和红外采集单元26，可以实时采集阀塔的情况供运行人员在灭火远程操作平台上实时观测阀塔近景情况。灭火终端的视频采集单元24和红外采集单元26使用嵌入式技术，采用POE供电方式，通过CCD摄像头光电转换器件将视频信号转化为模拟信号，在控制电路中，通过A/D转换电路SAA7113将模拟视频信号转化为数字信号，采用DSP作为在ARM芯片前端的数字采集处理器件，实现视频图像采集和处理。其中，控制阀可选择电磁阀。

在该灭火终端还配置有非接触式红外温度传感器22，实时测量终端表面温度；同时，在灭火射终端上配置有超声波距离传感器21，通过超声波测距原理实时测量灭火终端距离换流阀等设备的距离。通过传感器与变送器的组合，输出模拟量信号，模拟量信号均经过A/D处理后传送给处理器进行处理，并将处理的结果传送给后台。两者均设定有保护限值，在超过限值后在灭火远程操作平台进行报警，避免灭火终端被高温损坏和与换流阀等设备发生碰撞。其中，在该灭火终端上可以设置多个距离传感器，以与不同方位的换流阀之间的距离进行感应。

另外，该灭火终端还包括旋转云台23，以使该灭火终端可以调整不同角度喷射灭火剂，有效提高灭火效率，减少灭火剂的盲目使用。

为了适应特殊环境，该灭火终端表面可覆盖防火耐高温隔热材料层，避免终端上的电子设备因高温影响而工作异常。

现将该灭火终端运用在换流阀灭火装置上，如图1所示。该灭火装置安装在换流阀阀厅内，在发现阀塔15的火情后能够迅速启动灭火系统。该装置包括固定在换流阀阀厅墙壁上的灭火装置导轨13，液压机械伸缩机构12可沿灭火装置导轨13移动，在液压机械伸缩机构12的端部安装有灭火终端11(即为本发明的灭火终端)，液压机械伸缩机构12伸展或收缩，从而带动灭火终端11移动。灭火装置的灭火罐14安装在灭火装置导轨13的顶部，为了避免灭火罐内灭火剂对换流阀设备造成二次污染，灭火剂可选择Nevoc1230或二氧化碳等气体灭火剂，灭火效率高，也缩短了阀组停运时间。

远程控制后台包括处理单元，处理单元远离灭火终端设置，处理单元将灭火终端采集到的视频、温度和距离信息汇集分析处理，然后下发正确的操作指令，控制导轨驱动机构和液压机械伸缩机构12将灭火终端送达起火点，并调整云台角度，使灭火喷头正对起火点，然后打开连接灭活罐14的管路上的电磁阀门，喷射灭火剂，最后实现灭火功能。

从该例子可以看出，将视频采集单元和红外采集单元设计在灭火终端上，可同灭火喷头一样能够以最近的距离感知火情现场。相对于将视频采集单元、红外采集单元设置在其他地方的情况(例如同灭火罐14一样，固定在灭火装置导轨13上)，本发明能够第一时间准确地监视火情，在换流阀阀塔火情发生后，使得火情还在萌芽状态时便其进行消防灭火措施。该灭火装置安装在阀厅内，在发现阀塔火情后能够迅速启动，准确针对起火位置实施有效扑救，在提高灭火效率避免火情迅速蔓延的同时减少灭火介质对换流阀设备造成的大面积表面污损，绝缘性能下降等影响，缩短直流系统停运时间。同时该灭火装置的操作和运行状态监视都在主控室内完成，人员无需进入阀厅，保障了人身安全。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种换流阀灭火终端，其特征在于，包括旋转云台和与旋转云台连接的主体部分，所述主体部分包括灭火喷头和用于控制灭火介质管路导通关断的控制阀，所述主体部分还包括视频采集单元和红外采集单元。

2.根据权利要求1所述的换流阀灭火终端，其特征在于，所述主体部分还包括用于测量灭火终端和阀塔距离的距离传感器。

3.根据权利要求1所述的换流阀灭火终端，其特征在于，所述主体部分还包括用于测量灭火终端温度的温度传感器。

4.根据权利要求3所述的换流阀灭火终端，其特征在于，所述温度传感器为非接触式红外温度传感器。

5.根据权利要求1所述的换流阀灭火终端，其特征在于，所述视频采集单元和红外采集单元均为CCD摄像头。

6.根据权利要求1所述的换流阀灭火终端，其特征在于，所述控制阀为电磁阀。

7.一种换流阀灭火终端控制系统，其特征在于，包括灭火终端和远离灭火终端设置的控制器；所述灭火终端包括旋转云台和与旋转云台连接的主体部分，所述主体部分包括灭火喷头和用于控制灭火介质管路导通关断的控制阀，所述主体部分还包括视频采集单元和红外采集单元；所述视频采集单元和红外采集单元通过有线或者无线的方式将采集的信息传递给所述控制器；所述控制器通过有线或者无线的方式控制连接所述控制阀和旋转云台。

8.根据权利要求7所述的换流阀灭火终端控制系统，其特征在于，所述主体部分还包括用于测量灭火终端和阀塔距离的距离传感器，所述距离传感器通过有线或者无线的方式将采集的距离信息传递给所述控制器。

9.根据权利要求7所述的换流阀灭火终端控制系统，其特征在于，所述主体部分还包括用于测量灭火终端温度的温度传感器，所述温度传感器通过有线或者无线的方式将采集的温度信息传递给所述控制器。

10.根据权利要求9所述的换流阀灭火终端控制系统，其特征在于，所述温度传感器为非接触式红外温度传感器。