CN113694434A - 一种变电站电缆沟灭火系统及灭火方法 - Google Patents

Abstract

一种变电站电缆沟灭火系统及灭火方法，用于解决电缆沟内发生火灾时的灭火问题。灭火系统包括：导轨；监控单元，监控单元包括火灾传感器和控制器，火灾传感器沿电缆沟内壁铺设；灭火单元，灭火单元包括移动设置在导轨上的托盘、设置在托盘上的灭火罐和加压罐；移动小车，移动小车设置在导轨上，移动小车移动时带动灭火单元沿导轨移动；充电单元，充电单元设置在电缆沟内壁，移动小车上的插头与充电单元上的插座电连接后，便可以利用电缆沟上方的太阳能电板为移动小车内的蓄电池充电；在电缆沟内每隔固定的间距设置有一组监控单元、充电单元、灭火单元和移动小车。本发明可以实现对电缆沟内的高效灭火。

Description

一种变电站电缆沟灭火系统及灭火方法

技术领域

本发明涉及电缆沟防火技术领域，具体地说是一种变电站电缆沟灭火系统及灭火方法。

背景技术

电缆沟是用以敷设和更换电力或电讯电缆设施的地下管道，也是被敷设电缆设施的围护结构，有矩形、圆形、拱形等管道结构形式。长时间运行后，当电缆沟内电缆温度出现异常过高时，极易导致火灾的发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变电站电缆沟灭火系统及灭火方法，用于解决电缆沟内发生火灾时的灭火问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种变电站电缆沟灭火系统，其特征在于，它包括：

导轨，所述导轨铺设在电缆沟内；

监控单元，所述监控单元包括火灾传感器和控制器，火灾传感器沿电缆沟内壁铺设；

灭火单元，所述灭火单元包括移动设置在导轨上的托盘、设置在托盘上的灭火罐和加压罐、设置在灭火罐上的喷管、设置在喷管上的第一电磁阀、设置在加压罐上的加压管、设置在加压管上的第二电磁阀，加压管与喷管连接；

移动小车，所述移动小车设置在导轨上，移动小车移动时带动灭火单元沿导轨移动；

充电单元，所述充电单元设置在电缆沟内壁，移动小车上的插头与充电单元上的插座电连接后，便可以利用电缆沟上方的太阳能电板为移动小车内的蓄电池充电；

在电缆沟内每隔固定的间距设置有一组监控单元、充电单元、灭火单元和移动小车。

进一步地，在导轨上设有副轨，副轨与导轨相交。

进一步地，在托盘侧壁设有一字形的侧孔，在托盘内侧设有与侧孔连通的圆孔，在移动小车侧壁转动安装有T字形的插杆，插杆穿过侧孔伸入圆孔中后旋转90度，此时插杆与侧孔错开实现移动小车与托盘的相对固定连接。

进一步地，在移动小车内转动安装有转轴，插杆与转轴固定连接，在移动小车内设有驱动转轴旋转的驱动单元。

进一步地，所述驱动单元包括设置在移动小车内的关联电机、固定在关联电机输出端的蜗杆、与蜗杆啮合且与转轴固定连接的蜗轮。

进一步地，所述充电单元包括与电缆沟顶部相对固定连接的伸缩杆、设置在伸缩杆底部的插座。

进一步地，伸缩杆包括与电缆沟顶部铰接的第一杆、与第一杆滑动连接的第二杆、与第二杆滑动连接的第三杆，插座固定在第三杆底部；在电缆沟顶部与第一杆之间设有定位杆，第一杆外壁上的定位销伸入定位杆上的定位孔中，在定位销上安装螺母实现第一杆与电缆沟的相对固定。

进一步地，定位杆第一端与电缆沟铰接，定位杆第二端上设置与定位销配合的通孔，定位杆为左右设置的两根。

进一步地，在移动小车顶部设有倾斜面和平面，倾斜面上端与平面衔接，在平面位置设有凹槽，在凹槽内设有插头，插头上设有与插座电连接的触片；在移动小车内设有升降电机，升降电机输出端设有齿轮，齿轮与升降杆啮合，升降杆上下滑动设置在插头下方，升降杆上移时将插座从凹槽内顶出实现与插头的分离。

一种变电站电缆沟灭火方法，其特征在于，它包括以下步骤:

(1)通过火灾传感器实时检测电缆沟内光、温度、烟雾数据变化，并将上述数据实时上传至控制器；

(2)控制器对火灾传感器传递而来的数据进行分析，判断是否发生了火灾，若未发生火灾，则控制器不发出任何指令；

(3)若发生火灾，控制器向移动小车发送移动指令，向监控室发送火灾信号；

(4)移动小车动作将灭火单元快速移动至火灾发生位置；

(5)灭火单元的灭火罐动作喷出七氟丙烷灭火剂，与此同时，加压罐动作喷出高压氮气，高压氮气携带七氟丙烷灭火剂移向着火位置；

(6)灭火单元内七氟丙烷灭火剂完全喷出后，火灾传感器继续检测电缆沟内光、温度、烟雾数据变化；

(7)控制器再次对火灾传感器传递而来的数据进行分析，判断火灾是否得到有效控制而熄灭；若火灾已被控制，火灾传感器继续监控；

(8)若火灾未被控制，控制器向着火点附近的移动小车发送指令，执行步骤(4)的操作，直至火灾被控制。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种变电站电缆沟灭火系统及灭火方法，当发生火灾时，在移动小车的带动下可以将灭火单元运输至火灾发生位置，实施灭火。灭火单元中加压罐内的设置，有利于将七氟丙烷灭火剂高速、远距离喷出，进而利于尽快灭火。此外，监控单元在电缆沟内的布置与灭火单元对应，这样便于对应的移动小车动作。通过太阳能电板吸收太阳能转化为电能，为电缆沟内灭火、火灾监控提供电能，节能环保。灭火单元之间还可以相互协作，有利于控制火势较大的火灾。

附图说明

图1为本发明的灭火单元在电缆沟内的位置示意图之一(侧视)；

图2为本发明的灭火单元在电缆沟内的位置示意图之二(俯视)；

图3为本发明的灭火系统结构示意图；

图4为托盘的正视图；

图5为图4中的A向局部向视图；

图6为本发明的移动小车正视图；

图7为图6中的B向局部向视图；

图8为充电单元的示意图；

图9为图6中的C处局部放大示意图；

图10为灭火单元的示意图；

图11为导轨与灭火单元的装配示意图；

图12为在导轨上设置副轨的示意图；

图13为灭火单元作用示意图；

图14为本发明的灭火方法示意图；

图中：1电缆沟，11电缆，12第一耳板，13第二耳板，2导轨，21副轨，3托盘，31滚轮，32侧孔，33圆孔，4移动小车，41驱动轮，42驱动单元，43转轴，44轴承，45插杆，46倾斜面，47弹簧槽，48平面，49凹槽，5关联电机，51蜗杆，52蜗轮，6盖板，61弹簧，7第一杆，71第二杆，72第三杆，73插座，74导线，75定位销，76定位杆，8插头，81触片，82升降杆，83齿轮，84升降电机，9加压罐，91灭火罐，92抱箍，93喷管，94第一电磁阀，95第二电磁阀，96加压管。

具体实施方式

如图1至图13所示，本发明的灭火系统包括导轨2、灭火单元、监控单元和充电单元，下面结合附图对本发明的灭火系统和灭火方法进行详细描述。

如图1所示，在电缆沟1的侧壁上通过电缆桥架安装有电缆11，在两侧的电缆之间设有导轨2，如图2所示，导轨铺设在电缆沟内的地面上，导轨可采用工字钢拼接得到。在导轨上每隔固定的距离设置有一个灭火单元，灭火单元包括托盘3、移动小车4、灭火罐91和加压罐9，如图4所示，托盘3为长方体形结构，托盘底部设置滚轮31，滚轮滚动设置在导轨上，使得托盘沿导轨移动。如图5所示，在托盘的后侧壁上设有一字形的侧孔32，在托盘的内侧设有圆孔33，圆孔与侧孔连通。

如图6、图7所示，移动小车4为长方体形结构，在移动小车的下部设有驱动轮41，驱动轮滚动设置在导轨上，使得移动小车沿导轨移动。在移动小车内设有驱动单元，通过驱动单元驱使驱动轮的转动。驱动单元包括电机、变速箱、制动机构等，移动小车上还应设置蓄电池，以为驱动单元供电。在移动小车的前端通过轴承44转动安装有转轴43，在转轴的第一端固定安装有“T”字形的插杆，在转轴的第二端固定有蜗轮52，在移动小车内固定有关联电机5，在关联电机的输出端固定有蜗杆51，蜗杆与蜗轮啮合。在关联电机的作用下，可以驱使转轴连同插杆的转动，且插杆转动时每次转动的角度为90度。

当需要灭火时，移动小车与托盘相对固定连接在一起，然后移动至火灾发生位置。具体为：移动小车与托盘之间相互靠近，直至插杆穿过侧孔后伸入圆孔中，然后在关联电机的作用下驱使插杆转动90度，此时插杆与侧孔错开，便实现了移动小车与托盘的相对固定连接。

如图10所示，在托盘上放置加压罐9和灭火罐91，加压罐内储存有高压的氮气，灭火罐内储存有七氟丙烷灭火剂，加压罐9与灭火罐91之间通过抱箍固定连接在一起，且加压罐9和灭火罐91均与托盘固定连接。在灭火罐的顶部设有喷管93，在喷管上设有第一电磁阀94，在加压罐顶部设有加压管96，在加压管上设有第二电磁阀95，加压管还与第一电磁阀连通。如图13所示，灭火罐上的第一电磁阀打开后，灭火罐内的七氟丙烷灭火剂经喷管喷出。加压罐上的第二电磁阀打开后，加压罐内的氮气经加压管高速喷出，并对喷管内的七氟丙烷灭火剂起到推动冲击的作用，使得七氟丙烷灭火剂经喷管高速喷出，以利于灭火。托盘、加压罐、灭火罐、喷嘴、加压管、第一电磁阀和第二电磁阀构成了灭火单元。

托盘在移动小车的推动下沿导轨快速移动至火灾发生位置，移动小车上设有蓄电池，为利用太阳能为蓄电池充电，还设有充电单元，充电单元包括与电缆沟顶部相对固定连接的伸缩杆、设置在伸缩杆底部的插座73、与插座连接的导线74，在电缆沟顶部固定有两个第一耳板12，在两第一耳板之间设有第二耳板13，伸缩杆包括与第二耳板铰接连接的第一杆7、与第一杆滑动连接的第二杆71、与第二杆滑动连接的第三杆72，第二杆的一部分置于第一杆内，第三杆的一部分置于第二杆内，在自重的作用下，伸缩杆长度最大。为使得伸缩杆保持在竖直状态，在第一杆外壁设有两个定位销75，在第一耳板上铰接安装有定位杆76，定位杆的作用端设有通孔，摆动定位杆使得定位销穿入定位杆上的通孔，然后在定位销上安装螺母，以三角形稳定性原理保持伸缩杆处于竖直状态。在第三杆与第二杆内侧之间可以设置弹簧，这样在弹簧的作用下第三杆与第二杆的长度最大。伸缩杆的可调式结构，以及伸缩杆在竖直面内的可摆动，便于伸缩杆的位置调整。

如图6、图9所示，在移动小车的顶部设有倾斜面46，倾斜面的上端与移动小车上部的平面48衔接，平面低于移动小车的上表面，自然状态下插座高于倾斜面的下端。在平面对应的位置设有凹槽49，凹槽截面尺寸等于插座截面尺寸，凹槽内设有插头8，插头上设有触片81。充电单元设置在导轨上方，移动小车沿导轨移动至插座与移动小车接触后，插座沿倾斜面自下而上移动，而后移动至平面上，当插座完全置于凹槽上方后，在自重或弹簧作用下插头落入凹槽内，且触片伸入插座内实现通电。如图3所示，地面上的太阳能电板吸收太阳能转化为电能，通过充电单元储存在移动小车上的蓄电池内，在需要时移动小车便可以沿导轨运动。在电缆沟内也设有蓄电池，该蓄电池为电缆沟内的火灾传感器提供电能，用于检测电缆沟内是否有火灾(以光、温度或烟雾为监测对象)。火灾传感器将监测数据上传至电缆沟内的控制器，控制器进行分析判断，认为电缆沟内有火灾发生时，控制器通过信号发射模块向监控室发送信号报警，同时向移动小车和灭火单元发送信号，使得移动小车带动托盘移动，将灭火单元运输至火灾发生位置，灭火单元工作实施灭火。火灾传感器、控制器构成了监控单元，监控单元在电缆沟内与灭火单元一一对应设置，用于监控电缆沟内固定长度L内是否有火灾。

如图9所示，在移动小车顶部设有弹簧槽47，在弹簧槽内滑动安装有盖板6，在盖板与弹簧槽内壁之间设有弹簧61，在弹簧的作用下盖板从上方盖住凹槽，避免杂物落入凹槽内。

移动小车内的蓄电池充电完成后，应实施断电，如图9所示，在移动小车内设有升降电机84，在升降电机输出端设有齿轮83，在移动小车内滑动安装有升降杆82，升降杆竖直设置且穿过插头，升降杆为绝缘杆，升降杆与齿轮啮合。升降电机工作时，可以驱使升降杆的升降，升降杆上移时，将插座顶出凹槽，此时移动小车沿导轨移动，便可以实现移动小车与充电单元的插座的分离，进而实现断电。

如图11所示，灭火单元沿导轨等间距设置，且每一个灭火单元配备一个移动小车，原则上每一灭火单元负责对对应固定长度L内的电缆沟进行灭火。当电缆沟内火灾较严重，某一灭火单元无法对责任区的火灾进行有效控制时，控制器可以控制相邻的灭火单元前来相助。实施灭火后，灭火单元内的氮气和七氟丙烷灭火剂已有所消耗，需要向灭火单元内补充氮气和七氟丙烷灭火剂，以备下次使用。如图12所示，在每一固定长度L对应的导轨上设有副轨21，副轨与导轨相交，当需要移出某一灭火单元时，其它灭火单元对该灭火单元的运动产生阻碍，此时可以将其它灭火单元推动至副轨上。

本发明的灭火系统负责电缆沟内固定长度的灭火工作，当发生火灾时，在移动小车的带动下可以将灭火单元运输至火灾发生位置，实施灭火。灭火单元中加压罐内的设置，有利于将七氟丙烷灭火剂高速、远距离喷出，进而利于尽快灭火。此外，监控单元在电缆沟内的布置与灭火单元对应，这样便于对应的移动小车动作。通过太阳能电板吸收太阳能转化为电能，为电缆沟内灭火、火灾监控提供电能，节能环保。灭火单元之间还可以相互协作，有利于控制火势较大的火灾。

如图14所示，本发明的一种变电站电缆沟灭火系统的灭火方法，包括以下步骤:

(1)通过火灾传感器实时检测电缆沟内光、温度、烟雾数据变化，并将上述数据实时上传至控制器；

(2)控制器对火灾传感器传递而来的数据进行分析，判断是否发生了火灾，若未发生火灾，则控制器不发出任何指令；

(3)若发生火灾，控制器向移动小车发送移动指令，向监控室发送火灾信号；

(4)移动小车动作将灭火单元快速移动至火灾发生位置；

(5)灭火单元的灭火罐动作喷出七氟丙烷灭火剂，与此同时，加压罐动作喷出高压氮气，高压氮气携带七氟丙烷灭火剂移向着火位置；

(6)灭火单元内七氟丙烷灭火剂完全喷出后，火灾传感器继续检测电缆沟内光、温度、烟雾数据变化；

(7)控制器再次对火灾传感器传递而来的数据进行分析，判断火灾是否得到有效控制而熄灭；若火灾已被控制，火灾传感器继续监控；

(8)若火灾未被控制，控制器向着火点附近的移动小车发送指令，执行步骤(4)的操作，直至火灾被控制。

Claims (10)

1.一种变电站电缆沟灭火系统，其特征在于，它包括：

导轨，所述导轨铺设在电缆沟内；

监控单元，所述监控单元包括火灾传感器和控制器，火灾传感器沿电缆沟内壁铺设；

灭火单元，所述灭火单元包括移动设置在导轨上的托盘、设置在托盘上的灭火罐和加压罐、设置在灭火罐上的喷管、设置在喷管上的第一电磁阀、设置在加压罐上的加压管、设置在加压管上的第二电磁阀，加压管与喷管连接；

移动小车，所述移动小车设置在导轨上，移动小车移动时带动灭火单元沿导轨移动；

充电单元，所述充电单元设置在电缆沟内壁，移动小车上的插头与充电单元上的插座电连接后，便可以利用电缆沟上方的太阳能电板为移动小车内的蓄电池充电；

在电缆沟内每隔固定的间距设置有一组监控单元、充电单元、灭火单元和移动小车。

2.根据权利要求1所述的一种变电站电缆沟灭火系统，其特征在于，在导轨上设有副轨，副轨与导轨相交。

3.根据权利要求1所述的一种变电站电缆沟灭火系统，其特征在于，在托盘侧壁设有一字形的侧孔，在托盘内侧设有与侧孔连通的圆孔，在移动小车侧壁转动安装有T字形的插杆，插杆穿过侧孔伸入圆孔中后旋转90度，此时插杆与侧孔错开实现移动小车与托盘的相对固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种变电站电缆沟灭火系统，其特征在于，在移动小车内转动安装有转轴，插杆与转轴固定连接，在移动小车内设有驱动转轴旋转的驱动单元。

5.根据权利要求1所述的一种变电站电缆沟灭火系统，其特征在于，所述驱动单元包括设置在移动小车内的关联电机、固定在关联电机输出端的蜗杆、与蜗杆啮合且与转轴固定连接的蜗轮。

6.根据权利要求1所述的一种变电站电缆沟灭火系统，其特征在于，所述充电单元包括与电缆沟顶部相对固定连接的伸缩杆、设置在伸缩杆底部的插座。

7.根据权利要求6所述的一种变电站电缆沟灭火系统，其特征在于，伸缩杆包括与电缆沟顶部铰接的第一杆、与第一杆滑动连接的第二杆、与第二杆滑动连接的第三杆，插座固定在第三杆底部；在电缆沟顶部与第一杆之间设有定位杆，第一杆外壁上的定位销伸入定位杆上的定位孔中，在定位销上安装螺母实现第一杆与电缆沟的相对固定。

8.根据权利要求1所述的一种变电站电缆沟灭火系统，其特征在于，定位杆第一端与电缆沟铰接，定位杆第二端上设置与定位销配合的通孔，定位杆为左右设置的两根。

9.根据权利要求1所述的一种变电站电缆沟灭火系统，其特征在于，在移动小车顶部设有倾斜面和平面，倾斜面上端与平面衔接，在平面位置设有凹槽，在凹槽内设有插头，插头上设有与插座电连接的触片；在移动小车内设有升降电机，升降电机输出端设有齿轮，齿轮与升降杆啮合，升降杆上下滑动设置在插头下方，升降杆上移时将插座从凹槽内顶出实现与插头的分离。

10.如权利要求1所述的一种变电站电缆沟灭火系统的灭火方法，其特征在于，它包括以下步骤:

(1)通过火灾传感器实时检测电缆沟内光、温度、烟雾数据变化，并将上述数据实时上传至控制器；

(2)控制器对火灾传感器传递而来的数据进行分析，判断是否发生了火灾，若未发生火灾，则控制器不发出任何指令；

(3)若发生火灾，控制器向移动小车发送移动指令，向监控室发送火灾信号；

(4)移动小车动作将灭火单元快速移动至火灾发生位置；

(5)灭火单元的灭火罐动作喷出七氟丙烷灭火剂，与此同时，加压罐动作喷出高压氮气，高压氮气携带七氟丙烷灭火剂移向着火位置；

(6)灭火单元内七氟丙烷灭火剂完全喷出后，火灾传感器继续检测电缆沟内光、温度、烟雾数据变化；

(7)控制器再次对火灾传感器传递而来的数据进行分析，判断火灾是否得到有效控制而熄灭；若火灾已被控制，火灾传感器继续监控；

(8)若火灾未被控制，控制器向着火点附近的移动小车发送指令，执行步骤(4)的操作，直至火灾被控制。

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