CN111408086A - 一种变电站火灾巡查灭火系统及其灭火方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变电站火灾巡查灭火系统及其灭火方法，包括自主定位导航避障单元、细水雾灭火单元、行走控制单元、传感控制单元和供电单元；预定区域进行定期巡逻，并通过红外双视热成像模块扫描周围环境；发现火情，总控制模块发出报警讯号，通过图像数据进行分析，确定火场区域以及温度最高的火源区域；若火源区域距离火场区域边界最大距离小于等于1m，执行优先火源灭火，若火源区域距离火场区域边界最大距离大于1m，执行优先防扩散灭火，之后再进行优先火源灭火；当物体表面温度为30℃到100℃时，停止对该区域进行灭火；灭火完成后统继续巡逻。通过上述设置，其具有极高的灭火效率，同时在灭火过程中不会对电子设备产生二次损害。

Description

一种变电站火灾巡查灭火系统及其灭火方法

技术领域

本发明涉及事变电站维护领域，尤其涉及一种变电站火灾巡查灭火系统及其灭火方法。

背景技术

多数的变电站火灾是由于累计发热导致的，因此预防消防时除完善的监控装置外，有效的低连带伤害的降温辅助系统也尤为重要。

变电站在整个用电领域处于重要地位，变电站的火灾防范变的至关重要。目前，变电站应用较多的灭火方式主要由七氟丙烷灭火系统、二氧化碳灭火系统和固定水喷雾灭火系统等。然而，上述灭火技术运用于变电站时都存在着一定不足，采用七氟丙烷灭火时，七氟丙烷在热态情况下会产生酸性物质，会对站内设备造成二次损伤，且火灾中产生的烟气对于电子、电气设备造成的污渍损失很大。二氧化碳气体灭火系统虽然没有腐蚀性，在密闭空间内也有很好的防护效果，然而它要求保存具有毒性的高浓度，并且在低温下释放，对电子设备和站内工作人员将产生较重危害。固定式水喷雾灭火系统由于布置限制无法实现全域覆盖，且对于换流站阀厅、电抗器等特殊区域的灭火往往效率较低。

本技术主要针对以上欠缺发明了一种可以防止起火,这种灭火方式不会对周围电子设备二次损害,而且灭火效率极高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种变电站火灾巡查灭火系统及其灭火方法，具有极高的灭火效率，同时在灭火过程中不会对电子设备产生二次损害。

基于上述目的，本发明提供了一种变电站火灾巡查灭火系统包括自主定位导航避障单元、细水雾灭火单元、行走控制单元、传感控制单元和供电单元；

自主定位导航避障单元包括导航控制模块，导航控制模块包括激光雷达导航、视觉导航以及超宽带定位导航；

细水雾灭火单元包括灭火控制模块和水箱，水箱存储灭火介质，所述灭火介质包括水和泡沫液，水箱连接有进水管，进水管连接高压泵组，进水管上设置有用于调节水和泡沫液比例的电动比例阀，高压泵组连接有泵组控制器和高压软管，高压软管连接有细水喷雾枪；

行走控制单元包括行走控制模块、履带装置和用于驱动履带装置的电机和减速器；

供电单元包括电源砖、电源管理模块和电源控制模块；

传感控制单元包括传感模块、总控制模块和无线数据传输模块，传感模块包括红外双视热成像模块、全景摄像头模块；总控制模块与传感模块、导航控制模块、灭火控制模块、行走控制模块以及电源控制模块连接，并且与远程操作人员通过无线数据传输模块交互。

优选的，红外双视热成像模块包括旋转云台，旋转云台上水平设置有红外热成像测温摄像头和可见光摄像头，旋转云台上设置有使得旋转云台实现水平旋转和垂直旋转的垂直电机和水平电机。

优选的，细水喷雾枪包括控制其方向的转向机构和调整细水喷雾枪伸长长度的伸长机构。

优选的，一种变电站火灾巡查灭火系统的灭火方法，包括以下步骤：

S1、灭火系统通过自主定位导航避障单元在预定区域进行定期巡逻，并在巡逻过程中通过红外双视热成像模块扫描周围环境；

S2、发现火情：

S2.1、总控制模块发出报警讯号；

S2.2、总控制模块通过红外双视热成像模块中的图像数据进行分析；

S2.3、确定火场区域以及温度最高的火源区域；

S3、灭火步骤：若火源区域距离火场区域边界最大距离小于等于1m，执行S3.1，若火源区域距离火场区域边界最大距离大于1m，执行S3.2；

S3.1、优先火源灭火：

S3.1a、控制细水雾喷枪的位置，对火场区域边界进行灭火，在火场区域边界形成大量的水蒸气，起到隔绝氧气和防止火场区域扩大的效果；

S3.1b、对火源的位置进行灭火；

S3.1c、物体表面温度为30℃到100℃时，停止对该区域进行灭火；

S3.1d、控制细水雾喷枪的位置，灭火位置逐渐靠近火场区域的边界位置；

S3.2、优先防扩散灭火：

S3.2a、控制细水雾喷枪的位置，对火场区域边界进行灭火，在火场区域边界形成大量的水蒸气，起到隔绝氧气和防止火场区域扩大的效果；

S3.2b、控制细水雾喷枪的位置，灭火位置逐渐靠近火源区域；

S3.2c、物体表面温度为30℃到100℃时，停止对该区域进行灭火；

S3.2d、直到灭火位于距离火源区域小于等于1m，执行S3.1；

S3.3、灭火完成；

S4、维护人员清理火场，灭火系统继续巡逻。

优选的，细水雾喷枪形成的细水雾锥的角度为45°到60°，细水雾的直径大小为100-140um。

优选的，高温会对灭火系统本身造成危害，这一温度的最低值称为危害温度，绘制火场区域的危害温度区域，总控制模块始终保持与危害温度区域的距离为8m到12m。

优选的，高压泵组将水加压至15-20Mpa。

从上面所述可以看出，本发明提供的一种变电站火灾巡查灭火系统及其灭火方法，其具有高效吸热、快速降温、快速隔绝氧气等特点，水泡沫细水雾技术可以利用其含水泡沫混合溶液将空气与易燃物有效的隔开，从而能快速的防止火势蔓延和恶化。

其喷出的高速水雾，也可以高效的清洗空气中的烟雾，有利于被火势围困人员的撤离。而且由于其速度快，所以其穿透力里极强，能直达火源的根部，将火势彻底的控制和扑灭，有效的防止了火源的再次复燃。

而且，整个细水雾系统只有其喷嘴比较昂贵，所以相对其它灭火器材而言，细水雾灭火器材的性价比较高。同时在整个灭火过程中，细水雾技术对水的利用率也很高，产生的水渍也较少，并且，完全绿色环保。

除此之外，细水雾系统也有适应领域广的特点，如电子火灾、森林、危险固液气体火灾等，在这些较为复杂且火势较难以控制的地方，细水雾系统都能够起到很大灭火作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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为本发明中灭火流程结构示意图；

图2为本发明中灭火系统的整体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例：一种变电站火灾巡查灭火系统及其灭火方法，如图1和图2所示：

一种变电站火灾巡查灭火系统，包括自主定位导航避障单元、细水雾灭火单元、行走控制单元、传感控制单元和供电单元；

自主定位导航避障单元包括导航控制模块，导航控制模块包括激光雷达导航、视觉导航以及超宽带定位导航；

细水雾灭火单元包括灭火控制模块和水箱，水箱存储灭火介质，所述灭火介质包括水和泡沫液，水箱连接有进水管，进水管连接高压泵组，进水管上设置有用于调节水和泡沫液比例的电动比例阀，高压泵组连接有泵组控制器和高压软管，高压软管连接有细水喷雾枪；

行走控制单元包括行走控制模块、履带装置和用于驱动履带装置的电机和减速器；

供电单元包括电源砖、电源管理模块和电源控制模块；

传感控制单元包括传感模块、总控制模块和无线数据传输模块，传感模块包括红外双视热成像模块、全景摄像头模块；总控制模块与传感模块、导航控制模块、灭火控制模块、行走控制模块以及电源控制模块连接，并且与远程操作人员通过无线数据传输模块交互。

红外双视热成像模块包括旋转云台，旋转云台上水平设置有红外热成像测温摄像头和可见光摄像头，旋转云台上设置有使得旋转云台实现水平旋转和垂直旋转的垂直电机和水平电机。通过旋转云台能够对各个方向进行监测，因此，能够扩大红外双视热成像模块的监测范围，因此具有更广泛的使用范围。

细水喷雾枪包括控制其方向的转向机构和调整细水喷雾枪伸长长度的伸长机构。通过设置相应的转向机构和伸长机构，能够不依赖行走控制单元实现对于灭火位置的控制，因此，转向机构、伸长机构和行走控制单元三者结合后，能够更加方便的控制相应的灭火位置，从而能够更加方便高效的对制定位置进行灭火。

一种变电站火灾巡查灭火系统采用的灭火方法，包括以下步骤：

S1、灭火系统通过自主定位导航避障单元在预定区域进行定期巡逻，并在巡逻过程中通过红外双视热成像模块扫描周围环境；

S2、发现火情：

S2.1、总控制模块发出报警讯号；

S2.2、总控制模块通过红外双视热成像模块中的图像数据进行分析；

S2.3、确定火场区域以及温度最高的火源区域；

S3、灭火步骤：若火源区域距离火场区域边界最大距离小于等于1m，执行S3.1，若火源区域距离火场区域边界最大距离大于1m，执行S3.2。这样设定是因为若是火源区域和火场区域的最大距离如果过大的话，对火场区域边界进行灭火形成的大量的蒸汽不能起到隔绝火源区域的空气的作用，因此在实际灭火过程中区别对待。

S3.1、优先火源灭火：

S3.1a、控制细水雾喷枪的位置，对火场区域边界进行灭火，在火场区域边界形成大量的水蒸气，起到隔绝氧气和防止火场区域扩大的效果；

S3.1b、对火源的位置进行灭火；

S3.1c、物体表面温度为30℃到100℃时，停止对该区域进行灭火；

S3.1d、控制细水雾喷枪的位置，灭火位置逐渐靠近火场区域的边界位置；

S3.2、优先防扩散灭火：

S3.2a、控制细水雾喷枪的位置，对火场区域边界进行灭火，在火场区域边界形成大量的水蒸气，起到隔绝氧气和防止火场区域扩大的效果；

S3.2b、控制细水雾喷枪的位置，灭火位置逐渐靠近火源区域；

S3.2c、物体表面温度为30℃到100℃时，停止对该区域进行灭火；

S3.2d、直到灭火位于距离火源区域小于等于1m，执行S3.1；

S3.3、灭火完成；

S4、维护人员清理火场，灭火系统继续巡逻。

细水雾喷枪形成的细水雾锥的角度为45°到60°，细水雾的直径大小为100-140um。

高温会对灭火系统本身造成危害，这一温度的最低值称为危害温度，绘制火场区域的危害温度区域，总控制模块始终保持与危害温度区域的距离为8m到12m。

高压泵组将水加压至15-20Mpa。由于压力的大小不同，因此喷出的细水雾的流量的大小也不同，因此灭火效果也不同，本实施例中给出的压力范围产生的流量具有很好的灭火效果。

综上所述，本发明提供的一种变电站火灾巡查灭火系统及其灭火方法，其具有高效吸热、快速降温、快速隔绝氧气等特点，水泡沫细水雾技术可以利用其含水泡沫混合溶液将空气与易燃物有效的隔开，从而能快速的防止火势蔓延和恶化。

其喷出的高速水雾，也可以高效的清洗空气中的烟雾，有利于被火势围困人员的撤离。而且由于其速度快，所以其穿透力里极强，能直达火源的根部，将火势彻底的控制和扑灭，有效的防止了火源的再次复燃。

而且，整个细水雾系统只有其喷嘴比较昂贵，所以相对其它灭火器材而言，细水雾灭火器材的性价比较高。同时在整个灭火过程中，细水雾技术对水的利用率也很高，产生的水渍也较少，并且，完全绿色环保。

除此之外，细水雾系统也有适应领域广的特点，如电子火灾、森林、危险固液气体火灾等，在这些较为复杂且火势较难以控制的地方，细水雾系统都能够起到很大灭火作用。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种变电站火灾巡查灭火系统，其特征在于，包括自主定位导航避障单元、细水雾灭火单元、行走控制单元、传感控制单元和供电单元；

自主定位导航避障单元包括导航控制模块，导航控制模块包括激光雷达导航、视觉导航以及超宽带定位导航；

细水雾灭火单元包括灭火控制模块和水箱，水箱存储灭火介质，所述灭火介质包括水和泡沫液，水箱连接有进水管，进水管连接高压泵组，进水管上设置有用于调节水和泡沫液比例的电动比例阀，高压泵组连接有泵组控制器和高压软管，高压软管连接有细水喷雾枪；

行走控制单元包括行走控制模块、履带装置和用于驱动履带装置的电机和减速器；

供电单元包括电源砖、电源管理模块和电源控制模块；

传感控制单元包括传感模块、总控制模块和无线数据传输模块，传感模块包括红外双视热成像模块、全景摄像头模块；总控制模块与传感模块、导航控制模块、灭火控制模块、行走控制模块以及电源控制模块连接，并且与远程操作人员通过无线数据传输模块交互。

2.根据权利要求1所述的一种变电站火灾巡查灭火系统，其特征在于，红外双视热成像模块包括旋转云台，旋转云台上水平设置有红外热成像测温摄像头和可见光摄像头，旋转云台上设置有使得旋转云台实现水平旋转和垂直旋转的垂直电机和水平电机。

3.根据权利要求1所述的一种变电站火灾巡查灭火系统，其特征在于，细水喷雾枪包括控制其方向的转向机构和调整细水喷雾枪伸长长度的伸长机构。

4.一种根据权利要求1或2或3所述的一种变电站火灾巡查灭火系统的灭火方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、灭火系统通过自主定位导航避障单元在预定区域进行定期巡逻，并在巡逻过程中通过红外双视热成像模块扫描周围环境；

S2、发现火情：

S2.1、总控制模块发出报警讯号；

S2.2、总控制模块通过红外双视热成像模块中的图像数据进行分析；

S2.3、确定火场区域以及温度最高的火源区域；

S3、灭火步骤：若火源区域距离火场区域边界最大距离小于等于1m，执行S3.1，若火源区域距离火场区域边界最大距离大于1m，执行S3.2；

S3.1、优先火源灭火：

S3.1a、控制细水雾喷枪的位置，对火场区域边界进行灭火，在火场区域边界形成大量的水蒸气，起到隔绝氧气和防止火场区域扩大的效果；

S3.1b、对火源的位置进行灭火；

S3.1c、物体表面温度为30℃到100℃时，停止对该区域进行灭火；

S3.1d、控制细水雾喷枪的位置，灭火位置逐渐靠近火场区域的边界位置；

S3.2、优先防扩散灭火：

S3.2a、控制细水雾喷枪的位置，对火场区域边界进行灭火，在火场区域边界形成大量的水蒸气，起到隔绝氧气和防止火场区域扩大的效果；

S3.2b、控制细水雾喷枪的位置，灭火位置逐渐靠近火源区域；

S3.2c、物体表面温度为30℃到100℃时，停止对该区域进行灭火；

S3.2d、直到灭火位于距离火源区域小于等于1m，执行S3.1；

S3.3、灭火完成；

S4、维护人员清理火场，灭火系统继续巡逻。

5.根据权利要求4所述一种变电站火灾巡查灭火系统采用的灭火方法，其特征在于，细水雾喷枪形成的细水雾锥的角度为45°到60°，细水雾的直径大小为100-140um。

6.根据权利要求4所述一种变电站火灾巡查灭火系统采用的灭火方法，其特征在于，高温会对灭火系统本身造成危害，这一温度的最低值称为危害温度，绘制火场区域的危害温度区域，总控制模块始终保持与危害温度区域的距离为8m到12m。

7.根据权利要求4所述一种变电站火灾巡查灭火系统采用的灭火方法，其特征在于，高压泵组将水加压至15-20Mpa。

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