CN109813956B - 一种根据设备数据评估安全的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及设备安全的技术领域，尤其是涉及一种根据设备数据评估安全的系统和方法。一种根据设备数据评估安全的方法，包括：步骤一、建立数据库，形成正常电流曲线；步骤二、监测工作电流曲线；步骤三、将工作电流曲线和正常工作电流对比，基于两条曲线的相似度判断发送是否有火灾危险的低危信号。通过建立数据库来形成正常电流曲线的样式，监测设备的工作电流后形成工作电流曲线，将工作电流曲线与正常电流曲线对比。基于两条曲线的相似度判断去计算两者的差异程度，当两者的差异较小时判断设备处于正常工作状态，当两者的差异较大时判断设备处于非正常工作状态，发出低危信号。当日工作结束后应对设备进行检修。

Description

一种根据设备数据评估安全的系统和方法

技术领域

本发明涉及设备安全的技术领域，尤其是涉及一种根据设备数据评估安全的系统和方法。

背景技术

当用开关电器断开电流时，如果电路电压不低于10—20伏，电流不小于80~100mA，电器的触头间便会产生电弧。电弧的形成是触头间距离很小，电场强度E很高（E=U/d）。当电场强度超过3*10⁶V/m时，阴极表面的电子就会被电场力拉出而形成触头空间的自由电子。这种游离方式称为：强电场发射。从阴极表面发射出来的自由电子和触头间原有的少数电子，在电场力的作用力向阳极加速运动，途中不断地和中性质点相碰撞。只要电子的运动速度v足够高，电子的动能

足够大，就可能从中性质子中打出电子，形成自由电子和正离子。这种现象称为碰撞游离，新形成的自由电子也向阳极作加速运动，同样地会与中性质子碰撞而发生游离。碰撞游离连续进行的结果是触头间充满了电子和正离子，在外加电压下，介质被击穿而产生电弧，电路再次被导通。电弧形成后，弧隙间的高温使阴极表面的电子获得足够的能量而向外发射，形成热电场发射(电弧中心部分维持的温度可达10000℃以上)。

现有的设备安全措施是通过加保险丝的方式，在设备短路时，通过保险丝的电流大幅度增加，这时候保险丝熔断，起到保护设备电路的作用。但是在开关启闭产生电弧的时候，由于电路内等于串联了电弧电阻，因此电路内通过的电流是减小的，在电流减小的情况下保险丝无法起到保护设备的作用。而电弧会产生大量的热能，导致设备内部燃烧起火。

申请公布号为CN105741474A的发明专利公开了一种基于多传感器的火灾预警方法。该方法中是通过监测环境温度和环境中的CO浓度来评估危险发生的概率并进行预警。

申请公布号为CN108230602A的发明专利公开了一种基于传感器的火灾预警方法。该发明专利通过霍尔传感器、温度传感器、气敏传感器等来监测空气温度、气体变化等数据，当线路中出现异常情况时，可以迅速评估危险发生的概率并判断是否切断断路器，从而有效预防电气火灾的发生。

但是上述方案中存在以下问题：通过温度、气体变化等数据为依据来监测判断有无电气发生火灾的风险，在判断有危险时通常是已经或即将发生危险，这时候必须即刻停机检修，当工作时间段不得不检修时，会影响产品的生产进度。

发明内容

本发明的其中一个目的是提供一种根据设备数据评估安全的方法，其优势在于能够预先评估设备是否安全。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种根据设备数据评估安全的方法，包括：

步骤一、建立数据库，形成正常电流曲线；

步骤二、监测工作电流曲线；

步骤三、将工作电流曲线和正常工作电流对比，基于两条曲线的相似度判断发送是否有火灾危险的低危信号。

通过采用上述技术方案，通过建立数据库来形成正常电流曲线的样式，监测设备的工作电流后形成工作电流曲线，将工作电流曲线与正常电流曲线对比。基于两条曲线的相似度判断去计算两者的差异程度，当两者的差异较小时判断设备处于正常工作状态，当两者的差异较大时判断设备处于非正常工作状态，发出低危信号。当日工作结束后应对设备进行检修。

本发明进一步设置为：在数据库内建立危险电流曲线，发送低危信号时，将低危信号对应的工作电流曲线和危险电流曲线做对比，基于两条曲线的相似度判断是否有火灾危险的高危信号并紧急停机检修。

通过采用上述技术方案，将数据库中记载的设备发生危险时的危险电流曲线与工作电流曲线对比，判断两者的差异程度。当两者的差异较小时，表面目前的工作电流曲线与历史上发生过火灾的设备电流曲线相接近，有较大的发生危险的可能性，需要紧急停机检修。

本发明进一步设置为：监测温度数据，基于工作温度与预设值对比判断是否采取紧急措施。

通过采用上述技术方案，通过监测温度，将工作温度与预设的正常工作时的温度值做对比，但工作温度远远高于正常值时判断发生危险并作出紧急措施。

本发明进一步设置为：采取紧急措施后判断设备故障运行的原因，由于产生电弧等电路故障引起的设备不正常工作时，则将当时的工作电流曲线添加到危险电流曲线内。

通过采用上述技术方案，当设备危险是由于电路故障原因引起时，记录当时的工作电流曲线添加到危险电流曲线，以便于下一次及时判断出危险即将发生。

本发明进一步设置为：将同类设备正常运行时具有最多相近曲线的电流曲线作为正常电流曲线

，通过电流传感器实时监测设备的电流信号，在时间-电流坐标系内生成工作电流曲线

。

通过采用上述技术方案，将同类设备正常运行时的工作电流曲线进行对比，具有最多相近电流曲线的电流曲线作为正常电流曲线。

本发明进一步设置为：在工作电流曲线上截取时间t内的电流曲线，计算时间t内

和

的累积差D；当D大于等于设定值d时，发送低危信号；当D小于设定值d时，发送安全信号。

通过采用上述技术方案，当D大于等于设定值d时，表明该工作电流曲线和正常电流曲线差异较大，发送低危信号。当D小于设定值d时，表明该工作电流曲线和正常电流曲线较为接近，判断设备安全，发送安全信号。

本发明进一步设置为：将与正常电流曲线不同且最终造成危险的电流曲线归为危险电流曲线

。

通过采用上述技术方案，统计所有发生危险时的工作电流曲线作为危险电流曲线。

本发明进一步设置为：计算时间t内

和

的累积差C；当C小于等于设定值c时，应当发送高危信号，并紧急停机检修；当C大于设定值c时，不发送高危信号。

通过采用上述技术方案，由于正常电流曲线只有一条，工作电流曲线和其对比时计算量较小。而危险电流具有很多条，因此只将有低危信号的工作电流曲线代入，减少运算量。

本发明进一步设置为：通过温度传感器实时监测设备内部多点的温度A；当A大于危险温度

时，发出高温警报并紧急停机检修；当A大于起火温度

时，发出高温警报、紧急停机并启用灭火降温设施。

通过采用上述技术方案，当A大于危险温度

时，表明设备不正常工作、具有较的起火风险，发出高温警报并紧急停机检修。当A大于起火温度

时，表明已经产生明火，发出高温警报、紧急停机并启用灭火降温设施。

本发明的另一个目的是提供一种根据设备数据评估安全的系统，其优势在于能够预先评估设备是否安全。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种根据设备数据评估安全的系统，包括信息采集模块、统计分析模块和计算模块；

信息采集模块，实时监测设备电流信息；

建模统计模块，统计从不同设备采集得到的信息数据，并将采集的信息在建立时间-电流坐标系内建立电流曲线，根据设备类型的不同以及设备是否发生危险划分到不同的数据库；

计算模块，将设备实际监控测得的电流曲线和数据库内的历史信息进行对比，评估设备是否安全。

通过采用上述技术方案，通过上述系统配合算法提前评估设备是否安全，以便及时进行维修减小损失。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.预先评估设备安全，在发出低危信号后可以在工作结束后及时检修，避免影响工作进度；

2.只将有低危信号的工作电流曲线代入，减少运算量。

附图说明

图1是工作电流曲线和正常工作电流对比图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种根据设备数据评估安全的系统，包括信息采集模块、统计分析模块和计算模块。

信息采集模块，实时监测设备电流信息。

建模统计模块，统计从不同设备采集得到的信息数据，并将采集的信息在建立时间-电流坐标系内建立电流曲线，根据设备类型的不同以及设备是否发生危险划分到不同的数据库。

计算模块，将设备实际监控测得的电流曲线和数据库内的历史信息进行对比，评估设备是否安全。

如图1所示，一种根据设备数据评估安全的方法，包括：

步骤一、建立数据库，形成正常电流曲线和危险电流曲线；

建立时间-电流坐标系，通过电流传感器实时监测设备的电流曲线生成数据库，将同类设备正常运行时具有最多相近曲线的电流曲线作为正常电流曲线

，将与正常电流曲线不同且最终造成危险的电流曲线归为危险电流曲线

。

步骤二、监测工作电流曲线；

通过电流传感器实时监测设备的电流信号，在时间-电流坐标系内生成工作电流曲线

。

步骤三、将工作电流曲线和正常工作电流对比，基于两条曲线的相似度判断发送是否有火灾危险的低危信号；

在工作电流曲线上截取时间t内的电流曲线，计算时间t内

和

的累积差：

当D大于等于设定值d时，表明该工作电流曲线和正常电流曲线差异较大，发送低危信号并进入步骤四。

当D小于设定值d时，表明该工作电流曲线和正常电流曲线较为接近，判断设备安全，发送安全信号。

步骤四、将低危信号对应的工作电流曲线和危险电流曲线做对比，基于两条曲线的相似度判断是否有火灾危险的高危信号；

将截取的时间t内的工作电流曲线和所有的危险电流曲线

对比，计算时间t内

和

的累积差：

当C小于等于设定值c时，表明该工作电流曲线和危险电流曲线较为接近，应当发送高危信号，并紧急停机检修。

当C大于设定值c时，表明该工作电流曲线和危险电流曲线差异较大，不发送高危信号，在当日工作结束后再检修设备。

步骤五、监测温度数据，基于工作温度与预设值对比判断是否采取紧急措施；

通过温度传感器实时监测设备内部多点的温度A。

当A大于危险温度

时，表明设备不正常工作、具有较的起火风险，发出高温警报并紧急停机检修。

当A大于起火温度

时，表明已经产生明火，发出高温警报、紧急停机并启用灭火降温设施。

步骤六、反馈数据实时更新数据库；

高温警报后检修，判断设备故障运行的原因。由于产生电弧等电路故障引起的设备不正常工作时，则将当时的工作电流曲线添加到危险电流曲线内，以便于下一次及时判断出危险即将发生。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种根据设备数据评估安全的方法，其特征是，包括：

步骤一、建立数据库，形成正常电流曲线；

步骤二、监测工作电流曲线；

步骤三、将工作电流曲线和正常工作电流对比，基于两条曲线的相似度判断发送是否有火灾危险的低危信号；

在数据库内建立危险电流曲线，发送低危信号时，将低危信号对应的工作电流曲线和危险电流曲线做对比，基于两条曲线的相似度判断是否有火灾危险的高危信号并紧急停机检修；

将同类设备正常运行时具有最多相近曲线的电流曲线作为正常电流曲线

，通过电流传感器实时监测设备的电流信号，在时间-电流坐标系内生成工作电流曲线

；

在工作电流曲线上截取时间t内的电流曲线，计算时间t内

和

的累积差D；当D大于等于设定值d时，发送低危信号；当D小于设定值d时，发送安全信号。

2.根据权利要求1所述的根据设备数据评估安全的方法，其特征是，监测温度数据，基于工作温度与预设值对比判断是否采取紧急措施。

3.根据权利要求2所述的根据设备数据评估安全的方法，其特征是，采取紧急措施后判断设备故障运行的原因，由于产生电弧等电路故障引起的设备不正常工作时，则将当时的工作电流曲线添加到危险电流曲线内。

4.根据权利要求1所述的根据设备数据评估安全的方法，其特征是，将与正常电流曲线不同且最终造成危险的电流曲线归为危险电流曲线

。

5.根据权利要求4所述的根据设备数据评估安全的方法，其特征是，计算时间t内

和

的累积差C；当C小于等于设定值c时，应当发送高危信号，并紧急停机检修；当C大于设定值c时，不发送高危信号。

6.根据权利要求2所述的根据设备数据评估安全的方法，其特征是，通过温度传感器实时监测设备内部多点的温度A；当A大于危险温度

时，发出高温警报并紧急停机检修；当A大于起火温度

时，发出高温警报、紧急停机并启用灭火降温设施。

7.一种根据设备数据评估安全的系统，其特征是：包括信息采集模块、建模统计模块和计算模块；

信息采集模块，实时监测设备电流信息；

建模统计模块，统计从不同设备采集得到的信息数据，并将采集的信息在建立时间-电流坐标系内建立电流曲线，根据设备类型的不同以及设备是否发生危险划分到不同的数据库；

计算模块，将设备实际监控测得的电流曲线和数据库内的历史信息进行对比，评估设备是否安全；

所述将设备实际监控测得的电流曲线和数据库内的历史信息进行对比的步骤为：基于两条曲线的相似度判断发送是否有火灾危险的低危信号；

在数据库内建立危险电流曲线，发送低危信号时，将低危信号对应的工作电流曲线和危险电流曲线做对比，基于两条曲线的相似度判断是否有火灾危险的高危信号并紧急停机检修；

将同类设备正常运行时具有最多相近曲线的电流曲线作为正常电流曲线

，通过电流传感器实时监测设备的电流信号，在时间-电流坐标系内生成工作电流曲线

；

在工作电流曲线上截取时间t内的电流曲线，计算时间t内

和

的累积差D；当D大于等于设定值d时，发送低危信号；当D小于设定值d时，发送安全信号。

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