CN108257346A - 电抗器爆炸报警装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于响应爆炸的报警器领域，具体涉及电抗器爆炸报警装置，解决了现有技术中地埋式变电站中电抗器爆炸时，报警设备无法及时向地面服务器报警的问题，提出了以下方案：将电抗器安装在电抗柜的腔体内，在电抗柜顶部开设与腔体导通的通孔，通孔与地面之间导通有竖向的通道，卡合在通孔中的报警设备能够沿着通道冲出地面；报警设备包括控制机构、告警机构和用于供电的独立电源；控制机构包括控制器和位于报警设备底部的压敏传感器；压敏传感器用于采集报警设备底部的受力信息并向控制器发送压力信号；控制器接收到压力信号后控制器控制告警机构向地面服务器发送告警信息。本发明适用于地埋式变电站中电抗器爆炸的报警。

Description

电抗器爆炸报警装置

技术领域

本发明属于响应爆炸的报警器领域，具体涉及电抗器爆炸报警装置。

背景技术

变电站中的变压器在工作时，由于变压器中非正弦的励磁电流和电子整流器均会产生大量谐波。而谐波容易引起损耗和电气设备绝缘寿命缩短，干扰继电保护装置、测量设备、控制和通信电路以及用户电子设备等。因此，为消除谐波变电站通常设置电抗器。电抗器，又称电抗，是一种大电流的器件，通常流过电抗器的电源是100-300V的交流电，电流可以达到20A以上，如果由于某种原因导致漏电、短路等故障(如油浸变压器高温热油泄露遇氧自燃)出现火花，同时出现冷媒泄漏的情况，就可能发生起火、爆炸的危险。

随着土地资源越来越紧张，现今的变电站逐渐往地下发展。现有的地埋式变电站为保证防潮防坍塌，密封相对严紧，并且，地下的通信损耗大，当发生紧急情况变压器油枕爆炸或电抗器爆炸，不能及时向地面服务器报警，造成救援和后续处理不及时。

发明内容

本发明的电抗器爆炸报警装置，解决了现有技术中，地埋式变电站中电抗器爆炸时，报警设备无法及时向地面服务器报警的问题。

本发明的基础方案：电抗器爆炸报警装置，包括腔体内设有电抗器的电抗柜，所述电抗柜顶部开设有与腔体导通的通孔，所述通孔与地面之间导通有竖向的通道，通孔中设有与通孔内壁贴合且在爆炸时可与通孔分离并沿通道冲出地面的报警设备；

所述报警设备包括控制机构、告警机构和用于供电的独立电源，所述控制机构包括控制器和位于报警设备底部的压敏传感器；所述压敏传感器用于采集报警设备底部的受力信息，所述压敏传感器向控制器发送压力信号；所述控制器接收到压敏传感器发送的压力信号，控制器控制告警机构启动；所述告警机构用于向地面服务器发送告警信息。

基础方案的基础原理：电抗柜顶端通孔中的报警设备外壁与通孔内壁贴合，使得报警设备被夹持在通孔之间，不会掉落；

由于电抗柜是一个相对封闭的空间，当电抗柜里面的电抗器发生爆炸时，爆炸产生气流会对电抗柜的腔体内壁进行冲击，由于电抗柜的顶部具有通孔，爆炸产生的气流涌向通孔，使得报警设备的受力平衡被打破，报警设备在气流的推动下与通孔分离，而后沿着与通孔连通的通道从地面下方冲出地面，逐渐远离爆炸源，使得报警设备在爆炸的情况下得以保全避免损坏；

随着爆炸产生的气流涌向通孔，在独立电源的电力供应下，报警设备底部的压敏传感器检测到来自下方的气流的推力，压敏传感器向控制器发送压力信号，使得控制器控制告警机构启动，从而使得告警机构发送告警信息，完成当发生电抗器发生爆炸时告警机构向地面服务器告警的过程；

随着报警设备从地下到地上，告警信息的传递过程中所受到的损耗，由地下的大损耗变为地上的小损耗，告警信息传递所受到的阻碍越来越小，提高了告警机构的告警效率。

基础方案的有益效果：1)本方案中的报警装置使用了独立电源，使得报警设备内部的电力系统自成一体，在报警设备离开电抗柜时，报警设备依然能够正常工作；2)本方案中，利用爆炸产生的大量气流对报警设备的推力，作为报警设备从地下通孔中到地面的动力，充分利用爆炸所产生的能量，使得报警设备逐渐远离爆炸源，避免爆炸时将报警设备损坏，且本方案中竖向的通孔也对报警设备的运动起着一定的导向作用；3)相比现有技术中在地下报警，信号损耗大的情况，本方案中，爆炸时报警设备从地下冲击到地上，提高了报警时的信号传输效果。

进一步，所述独立电源为蓄电池；所述报警设备包括定位机构，所述定位机构用来对报警设备进行定位，并向地面服务器发送定位信息。

定位机构对报警装置进行定位，一方面便于接收到告警信息的地面服务器指派的救援人员确定发生爆炸的地埋式变电站的位置，另一方面也便于报警设备的回收与二次利用；此外，相比于使用一次性电池而言，使用蓄电池，能够多次充放电，使用时间长。

进一步，所述报警设备包括第一飞行机构，所述第一飞行机构包括液态气体储藏罐，所述液态气体储藏罐连通有液压管，所述液压管的一端伸出报警设备外且连通有气球，所述液压管上设有电磁阀；所述控制器接收到压力信号的同时控制电磁阀开启。

当爆炸没有发生时，电磁阀处于关闭状态，液态气体储藏罐与气球并不连通；当爆炸发生时，压敏传感器检测到下方的空气对报警设备的推力，控制器控制电磁阀开启；开启的电磁阀使得液态气体储藏罐与气球连通，从而使得液态气体储藏罐内的高压状态解除，液态气体储藏罐内的物质沸点下降，使得外界的热空气很容易使得液态气体储藏罐内的液体气化，进而使得气球膨胀；气球的浮力和报警设备底部下方的气体的推力，使得报警设备快速通过通道到达地面，减少了告警机构在地下通信受到大量阻碍的时间，报警设备能够及时与地面服务器通信，提高救援速度；并且当爆炸产生的气流微弱的时，气球的浮力也能够带动报警设备沿着通道到达地面之上，进行与地面服务器之间的通信；

到达地面后，报警设备在气球浮力的作用下，上升到半空，避免被灌木丛遮挡，有利于救援人员到达附近后确定发生爆炸的地埋式变电站的位置。

进一步，所述控制机构还包括内置预设时间的倒计时器；所述控制器接收到压敏传感器发送的压力信号时，控制器控制倒计时器启动；所述倒计时器倒计时结束，倒计时器向控制器发送关闭信号，所述控制器接收到关闭信号后，控制器控制关闭电磁阀。

本方案中，通过倒计时器进行计时，控制气球的充气时间，当充气时间到达倒计时器的预设时间时，电磁阀关闭，使得液态气体储藏罐与气球之间不再导通，停止向气球内充气，避免气球充气过度导致爆裂，相比持续不间断地给气球充气而言，本方案中的气球能够带动报警设备在天上漂浮的时间更久，便于救援人员发现报警设备，将报警设备回收，并根据报警设备所在区域推算出报警的地埋式变电站的具体位置。

进一步，所述报警设备还包括第二飞行机构和位于报警设备顶部的水平仪，所述第二飞行机构包括分布于报警设备顶部四周的无人机；

所述控制器接收到压敏传感器发送的压力信号时，控制器还控制水平仪启动；水平仪用于检测报警设备的顶面为水平，水平仪向控制器发送水平信号；

控制器接收到水平仪发送的水平信号，控制器控制无人机启动。

随着报警设备在下方气体的推动和上方气球浮力的打动下从通孔中推到地面上，水平仪在压敏传感器检测到压力时就已经被控制器启动，启动的水平仪在报警设备上升的过程中发现所在的平面为水平的平面时，通过控制器，控制了无人机的开启；由于无人机均匀安装在水平仪的四周，无人机在工作时使得报警设备悬浮或上升平稳，报警设备不会摇晃，避免报警设备中的零件在摇晃时脱落；其中气球也保证了报警设备不会翻滚，从而使得无人机能够在相对平稳的情况下启动后工作。

进一步，所述通道靠近地面一端盖设有可将通道的口部遮挡的盖体。

盖体将通道挡住，避免灰尘等杂物进入通道中将通道堵塞，以及外界的雨水或积水进入通道，沿着通道进入电抗柜给电抗器的工作带来不良影响；盖体盖设在地面上，便于报警设备顶开盖体，到达地面上方。

进一步，所述报警设备顶部中间设有伞状件，所述伞状件可收拢和打开，所述散装件的尖部指向报警设备的上部。

由于伞状件固定在报警设备的顶部，使得顶部的形状为中间高两边低，在报警设备上升的过程中，伞状件处于收拢状态，上方的空气沿着伞面劈开，降低了空气阻力，使得报警设备的上升更加轻易；并且在下降时，伞状件下方的空气，沿着伞面的内壁汇聚到一起，使得伞状件打开，增大了伞状件与空气水平面的接触面积，使得报警设备缓缓下降，避免报警设备装下降时，报警设备的零件损坏或报警设备砸伤他人。

附图说明

图1为本发明电抗器爆炸报警装置实施例一的结构示意图；

图2为图1中飞行器的位置示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

实施例一

本实施例中的附图标记包括：电抗柜1、腔体2、通孔3、通道4、压敏传感器5、独立电源6、天线7、电磁阀8、录像设备9、告警灯10、控制器11、液态气体储藏罐12、液压管13、气球14、盖板15、无人机19。

如图1所示，电抗器爆炸报警装置，包括电抗柜1，电抗柜1的中间开有用于放置电抗器的腔体2；电抗柜1的顶部开设有一个与腔体2导通的通孔3，通孔3中设有外壁与通孔3内壁贴合的报警设备，通孔3与地面之间导通有竖直的通道4，报警设备能够沿着通道4冲出地面；设置在通道4顶端的盖体将通道4完全遮挡；

报警设备包括控制机构、第一飞行机构、第二飞行机构、用于向地面服务器发送告警信息的告警机构、用于对报警设备进行定位的定位机构、用于对事故现场进行录像的录像机构和用于供电的独立电源6，其中，独立电源6为蓄电池，能够多次充放电，使用时间长；报警机构包括告警灯10和天线7；

控制机构包括控制器11、倒计时器(图中未示出)和位于报警设备底部的压敏传感器5；压敏传感器5用于采集报警设备底部的受力信息，压敏传感器5向控制器11发送压力信号；控制器11接收到压敏传感器5发送的压力信号，控制器11控制告警机构和录像机构启动；告警机构启动时，告警灯10点亮，天线7向地面服务器发送代表爆炸的告警信息；

第一飞行机构包括液态气体储藏罐12，液态气体储藏罐12连通有液压管13，液压管13的顶端伸出报警设备外且连通有气球14，液压管13上设有电磁阀8；控制器11接收到压力信号的同时控制电磁阀8开启和控制倒计时器启动；倒计时器倒计时结束，倒计时器向控制器11发送关闭信号，控制器11接收到关闭信号后，控制器11控制关闭电磁阀8；

如图2所示，第二飞行机构包括位于报警设备顶部的水平仪(图中未示出)和均匀分布于报警设备顶部四周的四个相同型号的无人机19；控制器11接收到压敏传感器5发送的压力信号时，控制器11还控制水平仪启动；水平仪用于检测报警设备的顶面为水平，水平仪向控制器11发送水平信号；控制器11接收到水平仪发送的水平信号，控制器11控制无人机19启动；

录像机构包括摄像头和存储器，录像机构启动时，安置在报警设备底部的摄像头对事故现场进行视频采集，而后将采集到的视频存储到存储器中，便于后续人员调用该视频推断爆炸产生的原因或作为变电站安全教育的材料。

如图1所示，使用本电抗器爆炸报警装置，在没有发生爆炸时，电抗柜1顶端通孔3中的报警设备外壁与通孔3内壁贴合，报警设备通过与通孔3内壁之间的摩擦力与报警设备自身的重力相平衡，使得报警设备被夹持在通孔3之间，不会掉落；盖体将通道4挡住，避免灰尘等杂物进入通道4中将通道4堵塞，以及外界的雨水或积水进入通道4，沿着通道4进入电抗柜1给电抗器的工作带来不良影响；并且在电抗柜1温度较高时，膨胀的气体穿过通道4顶开盖体，从而使得盖体将通道4打开进行散热，而后温度下降，气体顶开盖体的力量不足，盖体在扭簧16的作用下复位，保持重新将外界的雨水、灰尘等杂物隔开。

当电抗柜1里面的电抗器发生爆炸时，由于电抗柜1是一个相对封闭的空间，爆炸产生气流会对电抗柜1的腔体2内壁进行冲击并涌向通孔3，使得通孔3中的报警设备的受力平衡被打破，报警设备在气流的推动下沿着与通孔3连通的通道4从地面下方冲出地面；

随着爆炸产生的气流涌向通孔3，在独立电源6的电力供应下，报警设备底部的压敏传感器5检测到来自下方的气流的推力，压敏传感器5向控制器11发送压力信号；控制器11接收到压敏传感器5发送的压力信号，控制告警机构启动，即告警灯10点亮，天线7向发送地面服务器告警信息；随着报警设备从地下到地上，告警信息的传递过程中所受到的损耗，由地下的大损耗变为地上的小损耗，告警信息传递所受到的阻碍越来越小，提高了告警机构的告警效率；

控制器11接收到压力信号的同时，控制器11控制电磁阀8、倒计时器、定位机构、水平仪和录像机构启动；

电磁阀8的开启使得液态气体储藏罐12与气球14连通，利用爆炸产生的热能使得液态气体储藏罐12内的液体气化，从而气球14膨胀；膨胀的气球14受到的浮力和底部下方的气体的推力，使得报警设备快速沿着通道4到达地面，减少了告警机构在地下通信受到大量阻碍的时间，报警设备能够及时与地面服务器通信，提高救援速度；并且，到达地面后，报警设备在气球14浮力的作用下上升到半空，避免被灌木丛遮挡，有利于救援人员到达附近后确定发生爆炸的地埋式变电站的位置；

倒计时器控制气球14的充气时间，当充气时间到达倒计时器的预设时间时，电磁阀8关闭，使得液态气体储藏罐12与气球14之间不再导通，气球14不会继续膨胀，避免气球14过度充气之后会爆裂开，便于救援人员发现报警设备，将报警设备回收，并根据报警设备所在区域推算出报警的地埋式变电站的具体位置；

定位机构采用GPS定位追踪器，对报警装置进行定位，而后将定位信息发送给地面服务器，一方面便于接收到告警信息的地面服务器指派的救援人员确定发生爆炸的地埋式变电站的位置，另一方面也便于报警设备的回收与二次利用；

水平仪在压敏传感器5检测到压力时就已经被控制器11启动，启动的水平仪检测到报警设备的顶面水平时，向控制器11发送水平信号，控制器11接收到水平信号，控制均匀安装在报警设备顶面的四周的四个相同型号的无人机19启动(无人机的位置如投入2所示)；气球14的浮力提供给报警装置向上的拉力，保证无人机启动时相对平稳，同时水平仪也进一步保证无人机平稳启动；无人机19启动后，为报警装置提供向上的力，若报警装置位于通道内，则加快报警装置沿着通道4上升顶开盖板15后到达地面上方，然后悬浮在空中；若报警装置已经在地面上行，则使得报警装置在空中悬浮更为稳定；本方案中报警设备冲出地面后处于相对平稳状态，避免报警设备中的零件在摇晃时脱落。

实施例二：

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中没有第一飞行机构，报警设备顶部中间设有伞状件，伞状件可收拢和打开，散装件的尖部指向报警设备的上部。

在爆炸产生的气流推动报警设备上升的过程中，伞状件处于收拢状态，报警设备的顶部中间高两边低，报警设备上方的空气沿着伞面劈开，降低了空气阻力，使得报警设备的上升更加轻易；

在报警设备由于失去爆炸产生的气流的推力而下降时，伞状件下方的空气，沿着伞面的内壁汇聚到一起，使得伞状件打开，增大了伞状件与空气水平面的接触面积，增大了空气对伞状件的浮力，报警设备缓缓下降，避免报警设备自身坠坏或报警设备砸伤他人。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.电抗器爆炸报警装置，包括腔体内设有电抗器的电抗柜，其特征在于：所述电抗柜顶部开设有与腔体导通的通孔，所述通孔与地面之间导通有竖向的通道，通孔中设有可在爆炸时与通孔分离并沿通道冲出地面的报警设备；

所述报警设备包括控制机构、告警机构和用于供电的独立电源，所述控制机构包括控制器和位于报警设备底部的压敏传感器；所述压敏传感器用于采集报警设备底部的受力信息，所述压敏传感器向控制器发送压力信号；所述控制器接收到压敏传感器发送的压力信号，控制器控制告警机构启动；所述告警机构用于向地面服务器发送告警信息。

2.根据权利要求1所述的电抗器爆炸报警装置，其特征在于：所述独立电源为蓄电池；所述报警设备包括定位机构，所述定位机构用来对报警设备进行定位，并向地面服务器发送定位信息。

3.根据权利要求1所述的电抗器爆炸报警装置，其特征在于：所述报警设备包括第一飞行机构，所述第一飞行机构包括液态气体储藏罐，所述液态气体储藏罐连通有液压管，所述液压管的一端伸出报警设备外且连通有气球，所述液压管上设有电磁阀；所述控制器接收到压力信号的同时控制电磁阀开启。

4.根据权利要求3所述的电抗器爆炸报警装置，其特征在于：所述控制机构还包括内置预设时间的倒计时器；所述控制器接收到压敏传感器发送的压力信号时，控制器控制倒计时器启动；所述倒计时器倒计时结束，倒计时器向控制器发送关闭信号，所述控制器接收到关闭信号后，控制器控制关闭电磁阀。

5.根据权利要求3所述的电抗器爆炸报警装置，其特征在于：所述报警设备还包括第二飞行机构和位于报警设备顶部的水平仪，所述第二飞行机构包括分布于报警设备顶部四周的无人机；

所述控制器接收到压敏传感器发送的压力信号时，控制器还控制水平仪启动；水平仪用于检测报警设备的顶面为水平，水平仪向控制器发送水平信号；

控制器接收到水平仪发送的水平信号，控制器控制无人机启动。

6.根据权利要求1所述的电抗器爆炸报警装置，其特征在于：所述通道靠近地面一端盖设有可将通道的口部遮挡的盖体。

7.根据权利要求1所述的电抗器爆炸报警装置，其特征在于：所述报警设备顶部中间设有伞状件，所述伞状件可收拢和打开，所述散装件的尖部指向报警设备的上部。