CN111968334B - 火灾检测方法及不间断电源 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种火灾检测方法及不间断电源，所述不间断电源包括机箱以及位于所述机箱内的多个功能模块，且所述机箱上具有进风口和出风口，所述方法包括：获取所述机箱内的预设温度检测点的温度，以及所述不间断电源的运行状态；根据所述预设温度检测点的温度和所述不间断电源的运行状态判断所述不间断电源内部是否出现火灾。本发明通过将机箱内的预设温度检测点的温度与不间断电源的运行状态结合，判断不间断电源内部是否出现火灾，能够更加全面、准确的监测不间断电源内部的火灾危险温度，对火灾的检测更准确、更全面，避免了误告警。

Description

火灾检测方法及不间断电源

技术领域

本发明涉及不间断电源领域，更具体地说，涉及一种火灾检测方法及不间断电源。

背景技术

数据中心是对数据进行采集、加工、存储、传输、检索等处理的场所，在当今社会各行各业，数据中心都占有越来越重要的地位，甚至已经关乎行业的发展，成为不可或缺的一部分。一旦数据中心出现问题将会造成严重的后果，因此数据中心的安全性问题也越来越受到人们的重视。除去人为破坏、大范围设备故障等小概率事件，数据中心的安全性问题主要出现在供电的中断和发生火灾两个方面。

不间断电源(UPS)是目前应用较为广泛的供配电设备的后备保护电源。不间断电源将市电进行整流后充电至蓄电池，当市电出现异常后切换至蓄电池供电，逆变至负载使用。当市电输入正常时，不间断电源作为交流市电稳压器将市电稳压后供应给负载使用，同时向机内电池充电。不间断电源及后备发电机的结合，使得数据中心的供电的稳定性已经得到很好的保证。

在数据中心和各种通信机房中，作为供电保障的核心设备，不间断电源，因其故障产生的电气火灾事故近些年也屡见不鲜。不间断电源内部线路、元器件过热过温、短路、高压击穿带来的电弧导致的火灾危险温度就会引起不间断电源的火灾和爆炸，严重情况下，还会导致整个机房的火灾和爆炸。

现有的不间断电源普遍不具备设备内部火灾监测的能力，为了满足不间断电源行业相关标准对于过温保护功能的要求，不间断电源仅针对内部的主要发热大功率元器件进行了温度检测，例如用于电力电子功率变换的IGBT功率管、SCR功率管、MOSFET功率管以及电感、变压器等。然而，上述检测主要发热元件温度的方法在检测到过温信号通常是非常滞后的，此时不间断电源内部的火灾极有可能已经失控，直到引发更大的火灾事故。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述不间断电源因过温信号滞后，导致出现火灾失控风险的问题，提供一种火灾检测方法及不间断电源。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种火灾检测方法，应用于不间断电源，所述不间断电源包括机箱以及位于所述机箱内的多个功能模块，且所述机箱上具有进风口和出风口，所述方法包括：

获取所述机箱内的预设温度检测点的温度，以及所述不间断电源的运行状态；

根据所述预设温度检测点的温度和所述不间断电源的运行状态判断所述不间断电源内部是否出现火灾。

优选地，所述预设温度检测点包括所述机箱的出风口检测点以及至少一个功能模块检测点，所述不间断电源的运行状态包括运行的负载率；

所述根据所述预设温度检测点的温度和所述不间断电源的运行状态判断所述不间断电源内部是否出现火灾，包括：

在所述运行的负载率低于第一预设负载率阈值、所述出风口检测点的温度超过第一温度阈值且任一功能模块检测点的温度超过对应的保护点温度时，确认所述不间断电源内部出现火灾。

优选地，所述预设温度检测点包括所述机箱的出风口检测点、进风口检测点以及至少一个功能模块检测点，所述不间断电源的运行状态包括运行的负载率；

所述根据所述预设温度检测点的温度和所述不间断电源的运行状态判断所述不间断电源内部是否出现火灾，包括：

在所述运行的负载率低于第一预设负载率阈值、所述出风口检测点的温度不超过第一温度阈值、所述出风口检测点的温度与进风口检测点的温度之差超过第二温度阈值且任一功能模块检测点的温度超过对应的保护点温度时，确认所述不间断电源内部出现火灾。

优选地，所述预设温度检测点包括直流母线电容环境温度检测点，所述不间断电源的运行状态包括运行的负载率和直流母线状态；

所述根据所述预设温度检测点的温度和所述不间断电源的运行状态判断所述不间断电源内部是否出现火灾，包括：

在所述运行的负载率低于第一预设负载率阈值、所述直流母线处于过压或短路状态、且所述直流母线环境温度检测点的温度超过第三温度阈值时，确认所述不间断电源内部出现火灾。

优选地，所述预设温度检测点包括所述机箱的出风口检测点以及至少两个功能模块检测点，所述不间断电源的运行状态包括运行的负载率；

所述根据所述预设温度检测点的温度和所述不间断电源的运行状态判断所述不间断电源内部是否出现火灾，包括：

在所述运行的负载率超过第二预设负载率阈值、所述出风口检测点的温度超过第一温度阈值且任两个功能模块检测点的温度超过对应的保护点温度时，确认所述不间断电源内部出现火灾。

优选地，所述预设温度检测点包括所述机箱的出风口检测点以及至少一个功能模块检测点，所述不间断电源的运行状态包括所述不间断电源的主路输入功率、旁路输入功率、输出功率、电池充电功率；

所述根据所述预设温度检测点的温度和所述不间断电源的运行状态判断所述不间断电源内部是否出现火灾，包括：

在所述主路输入功率与旁路输入功率之和大于所述输出功率与电池充电功率之和的K倍、所述出风口检测点的温度超过第一温度阈值、且至任一功能模块检测点的温度超过对应的保护点温度时，确认所述不间断电源内部出现火灾，所述K为所述不间断电源的输入和输出能量的异常差异的系数。

优选地，所述预设温度检测点包括所述机箱的出风口检测点以及至少一个功能模块检测点，所述不间断电源的运行状态包括所述不间断电源的主路输入功率、旁路输入功率、输出功率、电池放电功率；

所述根据所述预设温度检测点的温度和所述不间断电源的运行状态判断所述不间断电源内部是否出现火灾，包括：

在所述主路输入功率、旁路输入功率、电池放电功率之和大于所述输出功率的K倍、所述出风口检测点的温度超过第一温度阈值、且任一功能模块检测点的温度超过对应的保护点温度时，确认所述不间断电源内部出现火灾，所述K为所述不间断电源的输入和输出能量的异常差异的系数。

优选地，所述方法还包括在确认所述不间断电源内部出现火灾时执行以下步骤：

断开所述不间断电源的电池回路的开关装置，以及断开电池直流能量源；

判断所述不间断电源的整流器和逆变器是否异常，并在所述整流器和逆变器无异常时使所述不间断电源工作于主路逆变供电模式，在所述整流器和逆变器有异常时使所述不间断电源工作于旁路供电模式。

优选地，所述方法还包括：

获取所述不间断电源的外部关联设备的状态；

在接收到所述外部关联设备的火灾告警信号时，使所述不间断电源维持供电模式不变，并生成火灾告警记录和发出火灾告警信号。

本发明还提供一种不间断电源，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述火灾检测方法方法的步骤。

实施本发明的火灾检测方法及不间断电源具有以下有益效果：通过将机箱内的预设温度检测点的温度与不间断电源的运行状态结合，综合判断不间断电源内部是否出现火灾，能够更加全面、准确的监测不间断电源内部的火灾危险温度，对火灾的检测更准确、更全面，避免了误告警。相较于传统只监测主要大功率发热元器件的温度的方式，本发明增加了间接温度监测点来监测UPS设备内部的火灾危险温度，可有效避免误告警。

附图说明

图1是本发明实施例提供的火灾检测方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的不间断电源的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，是本发明实施例提供的火灾检测方法的流程示意图，该火灾检测方法可应用于不间断电源，并检测不间断电源内部是否出现火灾。上述不间断电源包括机箱以及位于机箱内的多个功能模块(具体包括用户操作输入输出功率电缆接线区、直流母线电容、整流器、逆变器、静态开关、电感器、变压器、滤波器件、散热器等)，且机箱上具有进风口和出风口(进风口和出风口之间形成散热风道)。本实施例的方法可由不间断电源的控制装置(例如主控板)执行，且该方法包括：

步骤S11：获取机箱内的预设温度检测点的温度。上述预设温度检测点可设置温度检测装置(例如热敏电阻等，可贴于相关设备的表面)，并通过温度检测装置获得各个检测点的温度。

具体地，上述预设温度检测点可以为机箱的出风口检测点、进风口检测点以及功能模块检测点，且功能模块检测点包括：用户操作输入输出功率电缆接线区检测点、直流母线电容环境温度检测点、整流器半导体功率器件散热器检测点、逆变器半导体功率器件散热器检测点、静态开关检测点、电感器、变压器检测点、滤波器件检测点等。每一检测点可设置一个对应的温度检测装置(例如热敏电阻)。

步骤S12：获取不间断电源的运行状态。不间断电源的运行状态可通过不间断电源本身的电压监控、电流监控等元件实现。

具体地，不间断电源的运行状态包括运行的负载率、直流母线状态、不间断电源的主路输入功率、旁路输入功率、输出功率、电池充电功率等。

步骤S13：根据步骤S11中获得的预设温度检测点的温度和步骤S12中获得的不间断电源的运行状态判断不间断电源内部是否出现火灾。

上述火灾检测方法，通过将机箱内的预设温度检测点的温度与不间断电源的运行状态结合，判断不间断电源内部是否出现火灾，能够更加全面、准确的监测不间断电源内部的火灾危险温度，对火灾的检测更准确、更全面，避免了误告警。相较于传统只监测主要大功率发热元器件的温度的方式，本发明增加了间接温度监测点来监测UPS设备内部的火灾危险温度，可有效避免误告警。并且，上述方法在提高火灾告警的准确性和及时性的同时，无需增加额外的检测装置(例如烟雾探测器、红外火焰探测器、特殊气体探测器等)，成本相对较低。

在本发明的一个实施例中，上述预设温度检测点可包括机箱的出风口检测点以及至少一个功能模块检测点(例如输入输出功率电缆接线区检测点、直流母线电容环境温度检测点、整流器半导体功率器件散热器检测点、逆变器半导体功率器件散热器检测点、静态开关检测点、电感器、变压器检测点、滤波器件检测点等中的一个或多个)，不间断电源的运行状态则包括运行的负载率。此时，上述步骤S13可通过以下方式判断不间断电源内部是否出现火灾：

在不间断电源的运行的负载率低于第一预设负载率阈值(例如50％，在低于第一预设负载率阈值时，不间断电源处于非重载状态，第一预设负载率阈值具体可根据不间断电源的应用场合设置)、出风口检测点的温度超过第一温度阈值(可根据需要进行设置)且任一功能模块检测点的温度超过对应的保护点温度(即对应功能模块允许的最大工作温度)时，确认不间断电源内部出现火灾。

在本发明的另一实施例中，上述预设温度检测点可包括机箱的出风口检测点、进风口检测点以及至少一个功能模块检测点(例如输入输出功率电缆接线区检测点、直流母线电容环境温度检测点、整流器半导体功率器件散热器检测点、逆变器半导体功率器件散热器检测点、静态开关检测点、电感器、变压器检测点、滤波器件检测点等中的一个或多个)，不间断电源的运行状态则包括运行的负载率。此时，步骤S13可通过以下方式判断不间断电源内部是否出现火灾：

在不间断电源的运行的负载率低于第一预设负载率阈值、出风口检测点的温度不超过第一温度阈值、出风口检测点的温度与进风口检测点的温度之差超过第二温度阈值且任一功能模块检测点的温度超过对应的保护点温度时，确认所述不间断电源内部出现火灾。

在本发明的另一实施例中，预设温度检测点包括直流母线电容环境温度检测点，不间断电源的运行状态包括运行的负载率和直流母线状态。此时，步骤S13可通过以下方式判断不间断电源内部是否出现火灾：

在运行的负载率低于第一预设负载率阈值、直流母线处于过压或短路状态、且直流母线环境温度检测点的温度超过第三温度阈值时，确认不间断电源内部出现火灾。

在本发明的另一实施例中，上述预设温度检测点包括机箱的出风口检测点以及至少两个功能模块检测点(例如输入输出功率电缆接线区检测点、直流母线电容环境温度检测点、整流器半导体功率器件散热器检测点、逆变器半导体功率器件散热器检测点、静态开关检测点、电感器、变压器检测点、滤波器件检测点等中的两个或两个以上)，不间断电源的运行状态包括运行的负载率。此时，步骤S13可通过以下方式判断不间断电源内部是否出现火灾：

在不间断电源的运行的负载率超过第二预设负载率阈值(例如80％，在超过第二预设负载率阈值时，不间断电源处于重载状态，第二预设负载率阈值具体可根据不间断电源的应用场合设置)、出风口检测点的温度超过第一温度阈值且任两个功能模块检测点的温度超过对应的保护点温度时，确认不间断电源内部出现火灾。

在本发明的另一实施例中，上述预设温度检测点包括机箱的出风口检测点以及至少一个功能模块检测点(例如输入输出功率电缆接线区检测点、直流母线电容环境温度检测点、整流器半导体功率器件散热器检测点、逆变器半导体功率器件散热器检测点、静态开关检测点、电感器、变压器检测点、滤波器件检测点等中的一个或多个)，不间断电源的运行状态包括不间断电源的主路输入功率P1、旁路输入功率P2、输出功率P3、电池充电功率P4。此时，步骤S13可通过以下方式判断不间断电源内部是否出现火灾：

在主路输入功率P1与旁路输入功率P2之和大于输出功率P3与电池充电功率P4之和的K倍，即(P1+P2)＞K×(P3+P4)、出风口检测点的温度超过第一温度阈值、且任一功能模块检测点的温度超过对应的保护点温度时，确认不间断电源内部出现火灾，上述K为不间断电源的输入和输出能量的异常差异的系数，当该系数K的指较大时，表示不间断电源有大量的输入能量没有正常输出，而是留在了不间断电源内部。

在本发明的另一实施例中，预设温度检测点包括所述机箱的出风口检测点以及至少一个功能模块检测点(例如输入输出功率电缆接线区检测点、直流母线电容环境温度检测点、整流器半导体功率器件散热器检测点、逆变器半导体功率器件散热器检测点、静态开关检测点、电感器、变压器检测点、滤波器件检测点等中的一个或多个)，不间断电源的运行状态包括不间断电源的主路输入功率P1、旁路输入功率P2、输出功率P3、电池放电功率P5。此时，步骤S13可通过以下方式判断不间断电源内部是否出现火灾：

在主路输入功率P1、旁路输入功率P2、电池放电功率P5之和大于输出功率P3的K倍，即(P1+P2+P5)＞K×P3、出风口检测点的温度超过第一温度阈值、且任一功能模块检测点的温度超过对应的保护点温度时，确认不间断电源内部出现火灾。

在本发明的又一实施例中，上述方法处理图1中步骤S11-S13外，还包括：在确认不间断电源内部出现火灾时执行以下步骤：

断开不间断电源的电池回路的开关装置(即断开电池与其他设备的电性连接)，以及断开电池直流能量源；

判断不间断电源的整流器和逆变器是否异常，并在整流器和逆变器无异常时使不间断电源工作于主路逆变供电模式，在整流器和逆变器有异常时使不间断电源工作于旁路供电模式。

通过上述方式，可在不间断电源内部发生火灾时保障供电连续性。此外，在确认不间断电源内部出现火灾时，还可通过不间断电源的监控单元记录火灾告警并发出声光告警，且将火灾告警通过远程通信上传至不间断电源的上级机房监控系统。

在本发明的又一实施例中，上述方法处理图1中步骤S11-S13外，还包括：

获取不间断电源的外部关联设备(例如电池房的火灾探测器、不间断电源所在机房的火灾探测器等)的状态；

在接收到外部关联设备的火灾告警信号(即不间断电源的外部出现火灾)时，使不间断电源维持供电模式不变，并生成火灾告警记录和发出火灾告警信号。同时还可发出声光告警，并将火灾告警通过远程通信上传至不间断电源的上级机房监控系统。

本发明实施例还提供一种不间断电源2，如图2所示，该不间断电源包括存储器21和处理器22(该存储器21和处理器22可位于不间断电源的主控板)，所述存储器21中存储有可在所述处理器22上运行的计算机程序；上述处理器22执行所述计算机程序时实现如上火灾检测方法的步骤。

本实施例中的不间断电源2与上述图1对应实施例中的火灾检测方法属于同一构思，其具体实现过程详细见对应的方法实施例，且方法实施例中的技术特征在本设备实施例中均对应适用，这里不再赘述。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的火灾检测方法、不间断电源，可以通过其它的方式实现。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种火灾检测方法，应用于不间断电源，所述不间断电源包括机箱以及位于所述机箱内的多个功能模块，且所述机箱上具有进风口和出风口，其特征在于，所述方法包括：

获取所述机箱内的预设温度检测点的温度，以及所述不间断电源的运行状态；

根据所述预设温度检测点的温度并结合所述不间断电源的运行状态综合判断所述不间断电源内部是否出现火灾；

所述预设温度检测点包括所述机箱的出风口检测点以及至少一个功能模块检测点，所述不间断电源的运行状态包括所述不间断电源的主路输入功率、旁路输入功率、输出功率、电池放电功率；

所述根据所述预设温度检测点的温度和所述不间断电源的运行状态判断所述不间断电源内部是否出现火灾，包括：

在所述主路输入功率、旁路输入功率、电池放电功率之和大于所述输出功率的K倍、所述出风口检测点的温度超过第一温度阈值、且任一功能模块检测点的温度超过对应的保护点温度时，确认所述不间断电源内部出现火灾，所述K为所述不间断电源的输入和输出能量的异常差异的系数。

2.根据权利要求1所述的火灾检测方法，其特征在于，所述预设温度检测点包括所述机箱的出风口检测点以及至少一个功能模块检测点，所述不间断电源的运行状态包括运行的负载率；

根据所述预设温度检测点的温度和所述不间断电源的运行状态判断所述不间断电源内部是否出现火灾，包括：

在所述运行的负载率低于第一预设负载率阈值、所述出风口检测点的温度超过第一温度阈值且任一功能模块检测点的温度超过对应的保护点温度时，确认所述不间断电源内部出现火灾。

3.根据权利要求1所述的火灾检测方法，其特征在于，所述预设温度检测点包括所述机箱的出风口检测点、进风口检测点以及至少一个功能模块检测点，所述不间断电源的运行状态包括运行的负载率；

所述根据所述预设温度检测点的温度和所述不间断电源的运行状态判断所述不间断电源内部是否出现火灾，包括：

在所述运行的负载率低于第一预设负载率阈值、所述出风口检测点的温度不超过第一温度阈值、所述出风口检测点的温度与进风口检测点的温度之差超过第二温度阈值且任一功能模块检测点的温度超过对应的保护点温度时，确认所述不间断电源内部出现火灾。

4.根据权利要求1所述的火灾检测方法，其特征在于，所述预设温度检测点包括直流母线电容环境温度检测点，所述不间断电源的运行状态包括运行的负载率和直流母线状态；

所述根据所述预设温度检测点的温度和所述不间断电源的运行状态判断所述不间断电源内部是否出现火灾，包括：

在所述运行的负载率低于第一预设负载率阈值、所述直流母线处于过压或短路状态、且所述直流母线环境温度检测点的温度超过第三温度阈值时，确认所述不间断电源内部出现火灾。

5.根据权利要求1所述的火灾检测方法，其特征在于，所述预设温度检测点包括所述机箱的出风口检测点以及至少两个功能模块检测点，所述不间断电源的运行状态包括运行的负载率；

所述根据所述预设温度检测点的温度和所述不间断电源的运行状态判断所述不间断电源内部是否出现火灾，包括：

在所述运行的负载率超过第二预设负载率阈值、所述出风口检测点的温度超过第一温度阈值且当任意两个功能模块检测点的温度超过对应的保护点温度时，确认所述不间断电源内部出现火灾。

6.根据权利要求1所述的火灾检测方法，其特征在于，所述预设温度检测点包括所述机箱的出风口检测点以及至少一个功能模块检测点，所述不间断电源的运行状态包括所述不间断电源的主路输入功率、旁路输入功率、输出功率、电池充电功率；

所述根据所述预设温度检测点的温度和所述不间断电源的运行状态判断所述不间断电源内部是否出现火灾，包括：

在所述主路输入功率与旁路输入功率之和大于所述输出功率与电池充电功率之和的K倍、所述出风口检测点的温度超过第一温度阈值、且任一功能模块检测点的温度超过对应的保护点温度时，确认所述不间断电源内部出现火灾，所述K为所述不间断电源的输入和输出能量的异常差异的系数。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的火灾检测方法，其特征在于，所述方法还包括在确认所述不间断电源内部出现火灾时执行以下步骤：

断开所述不间断电源的电池回路的开关装置，以及断开电池直流能量源；

判断所述不间断电源的整流器和逆变器是否异常，并在所述整流器和逆变器无异常时使所述不间断电源工作于主路逆变供电模式，在所述整流器和逆变器有异常时使所述不间断电源工作于旁路供电模式。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的火灾检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述不间断电源的外部关联设备的状态；

在接收到所述外部关联设备的火灾告警信号时，使所述不间断电源维持供电模式不变，并生成火灾告警记录和发出火灾告警信号。

9.一种不间断电源，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8中任一项所述火灾检测方法的步骤。

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