CN113963505B - 特高压换流变移动式消防预警及灭火装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种特高压换流变移动式消防预警及灭火装置,属于电力消防设备技术领域,其包括设置在特高压换流变附近的火源探测及定位系统,以及与所述火源探测及定位系统信号连接的移动式灭火设备;所述火源探测及定位系统采用多传感器融合算法对换流变火源、烟雾进行识别和定位,将火源信息发送至监控终端进行预警,并且将火源定位信息发送至移动式灭火设备进行灭火。本发明实现对换流变多重消防保障且实现自动防灭火功能,降低火灾发生概率、减少人为灭火成本及缩短灭火准备时间。
Description
技术领域
本发明涉及电力消防设备技术领域,具体是一种特高压换流变移动式消防预警及灭火装置。
背景技术
特高压换流站是电网的重要组成部分,承接着全国的电力输送任务,保证特高压换流站的正常平稳运行,对于社会的生产、生活以及社会稳定具有重要的意义。特高压换流站内的换流变压器属于一种大型含油设备,单台设备含变压器油约200吨。换流变压器一旦发生火灾,常伴随着爆炸、爆燃等现象,如果不能及时有效控制单台变压器火灾,可能会对单阀组多台换流变压器和相邻阀厅内精密设备带来严重破坏,造成的经济损失和社会影响难以估量。现有的巡检机器检测到特高压设备发生火灾时会立即报警,等待工作人员赶来扑救火灾,报警和灭火之间存在一定时间间隔,而特高压设备由于其电压高、流经电流大,火灾往往在很短时间内迅速蔓延,因此,亟需一种火灾预警、初期火灾探测、可移动灭火装置组成的消防预警及灭火系统,实现对换流变多重消防保障且实现自动防灭火功能,降低火灾发生概率、减少人为灭火成本及缩短灭火准备时间。
公布号为CN 111701163 A的专利文献公开了一种特高压换流变的压缩空气泡沫灭火系统,其包含供应装置、产生装置、释放装置,供应装置包含供水系统、供液系统、供气系统,产生装置包含相连通的泡沫比例混合装置、气液比例混合装置,供水系统、供液系统向泡沫比例混合装置提供水源和泡沫源,供气系统向气液比例混合装置提供压缩空气源,气液比例混合装置的压缩空气泡沫溶液出口连接释放装置,其为位于换流变广场内的固定喷淋系统、消防炮系统和消火栓系统其中之一或任一种组合,通过采用压缩空气泡沫灭火系统作为特高压换流站的换流变压器固定消防方式,结合固定喷淋、消防炮和消火栓系统,利用压缩空气泡沫具有泡沫稳定性高、覆盖性好、冲击动量强、用水量小等优点,提升灭火效率。该发明无法根据火源预警自动进行灭火,不能解决上述问题。
公布号为CN 112473047 A的专利文献公开了适用特高压换流站的灭火系统、灭火方法及特高压换流站,所述灭火系统包括喷淋灭火系统和消防炮灭火系统,喷淋灭火系统包括第一消防管道和喷淋管,所述消防炮灭火系统包括第二消防管道和消防炮,所述特高压换流站内每个换流变两侧的防火墙正上方均布置有一个消防炮,每个消防炮与一路第二消防管道连通,每个换流变两侧的防火墙上均设有喷淋管,每个所述喷淋管均与一路第一消防管道连通,每个换流变所在位置的消防炮以及第一消防管道喷淋管的出口均正对所述换流变。该发明同样未能解决上述技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明针对现有技术的不足,提供的一种特高压换流变移动式消防预警及灭火装置,实现对换流变多重消防保障且实现自动防灭火功能,降低火灾发生概率、减少人为灭火成本及缩短灭火准备时间。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:特高压换流变移动式消防预警及灭火装置,包括设置在特高压换流变附近的火源探测及定位系统,以及与所述火源探测及定位系统信号连接的移动式灭火设备;所述火源探测及定位系统采用多传感器融合算法对换流变火源、烟雾进行识别和定位,将火源信息发送至监控终端进行预警,并且将火源定位信息发送至移动式灭火设备进行灭火。
进一步的,所述火源探测及定位系统包括立杆、支撑架、可见光摄像头、红外线摄像头、红外热成像摄像头、综合图像处理器和无线信号发射器,所述立杆上端设置所述支撑架,所述支撑架上设置所述可见光摄像头、红外线摄像头、红外热成像摄像头和设备盒,所述综合图像处理器和无线信号发射器均设置于所述设备盒内。
进一步的,所述移动式灭火设备包括自主行走车架,所述自主行走车架上设置灭火剂储存罐、喷头、喷头支架、控制器和无线信号接收器,所述灭火剂储存罐上设置高压电磁阀,所述高压电磁阀通过高压软管与所述喷头连通,所述喷头设置在所述喷头支架上,所述无线信号接收器接收所述无线信号发射器发出的火源信息,并传输至所述控制器,所述控制器控制所述自主行走车架移动至火源位置,并且控制所述电磁阀打开,进行灭火。
进一步的,所述支撑架包括底板和设置以所述底板上的三个支撑部件,分别用于对可见光摄像头、红外线摄像头和红外热成像摄像头进行支撑以及位置调节,所述设备盒固定设置在所述底板下部。
进一步的,所述喷头支架包括“门”形架,以及设置在所述“门”形架上的若干个旋转摆动件,所述喷头固定于所述旋转摆动件,所述旋转摆动件在所述控制器的控制下往复摆动。
进一步的,所述支撑部件包括电动伸缩杆、水平旋转底盘、U形槽和安装套筒,所述电动伸缩杆固定于所述底板上,所述电动伸缩杆的上端设置所述水平旋转底盘,所述水平旋转底盘上设置所述U形槽,所述安装套筒活动连接在所述U形槽内,所述可见光摄像头、红外线摄像头和红外热成像摄像头分别安装于三个所述安装套筒,并且通过锁紧螺栓固定。
进一步的,所述旋转摆动件包括伺服电机、绝缘转盘、发条齿轮和安装座,所述伺服电机的输出轴上固定设置所述绝缘转盘,所述绝缘转盘上可转动地设置所述安装座,所述安装座的下部周侧设置轮齿,所述发条齿轮与所述安装座的轮齿相互啮合,所述绝缘转盘上设置一电磁铁,所述安装座底面设置环形磁铁,所述电磁铁与所述控制器的定时开关电路连接,所述喷头固定安装于所述安装座。
进一步的,所述安装套筒通过两侧销轴与所述U形槽铰接,所述安装套筒底面铰接第一连杆,所述U形槽的内铰接第二连杆,所述第一连杆和第二连杆相互铰接,且铰接点连接一气缸,所述气缸的另一端固定于所述U形槽侧面的连板上。
特高压换流变是输电系统中的重要组成部分,一旦发生火灾,将会造成重大影响。现有技术人员为了解决消防预警和灭火问题,通常容易想到远程监控和人工巡视,或者更进一步的采用消防机器人进行巡视探查,如公布号CN110433439A专利文献公开的一种换流变消防监测系统,所述的换流变消防监测系统包括换流变固定消防系统、火灾报警控制器、换流变交流侧断路器及感温探测器和火焰探测器,火灾报警控制器、换流变交流侧断路器分别与换流变固定消防系统形成电连接,感温探测器与换流变本体连接、并将温度信号输出至火灾报警控制器,火焰探测器用于检测换流变发出的火焰信号、并将火焰信号输出至火灾报警控制器,通过火灾报警控制器、换流变交流侧断路器分别向换流变固定消防系统输出相应的报警信号,最后由换流变固定消防系统判定是否启动,以便在换流变发生火灾时,能及时扑灭火灾。又如公布号CN111643833A专利文献公开的一种换流站全场景、多维度消防联动方法及系统,包括:获取用于指示换流变压器发生火灾的火灾探测器信号;将火灾探测器信号发送到联动消防系统,其中,火灾探测器信号用于触发联动消防系统,联动消防系统包括固定式消防系统和移动式消防系统,固定式消防系统用于换流变压器的灭火操作,移动式消防系统用于换流变压器和/或阀厅的灭火操作,固定式消防系统包括固定式灭火设备,移动式消防系统包括移动式灭火设备。由此可知,现有技术人员采用在换流变上布设消防探测设备,并将消防探测设备与灭火设备进行联动,满足了换流变的消防灭火,因此,本申请中火源探测及定位系统,采用多元图像采集融合,实现火源识别定位,联动移动式灭火设备,实现灭火剂有效喷洒,从而对特高压换流变进行及时消防预警及有效灭火的技术方案,对本领域的技术人员来说是不容易想到的。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
本发明特高压换流变移动式消防预警及灭火装置,采用多参数传感器进行指标参数采集,将搜集到数据通过构建的换流变的火灾风险评估指标体系计算方法进行计算分析;当未来得及采取措施导致火灾发生时,火灾探测结合多传感器对换流变火源进行识别和定位,提供精准的火源位置给可移动灭火装置。移动灭火装置移动到最佳灭火位置,采取适当的灭火措施,达到灭火目的。
本发明的火源探测及定位系统,采用可见光摄像头、红外线摄像头、红外热成像摄像头多传感器融合算法对换流变火源、烟雾进行识别和定位,将火源信息发送至监控终端进行预警,并且将火源定位信息发送至移动式灭火设备进行灭火,以达到快速、及时灭火,有效保证电力系统安全;另外,可见光摄像头、红外线摄像头、红外热成像摄像头的支撑部件,能够对摄像头进行升降、旋转以及俯仰角的调节,便于及时、准确发现火源。
本发明的移动式灭火设备,接收到火源发生及火源定位信息后,开始自主移动到火源点,通过将灭火剂储存罐内的液体灭火剂,如七氟丙烷等,通过喷头对火源进行喷射灭火,扑灭效率高,且环保安全;另外,喷头支架上的旋转摆动件能够在灭火时小幅度往复摆动,使得灭火剂的喷洒范围更大,保证灭火效果。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构连接示意图;
图2是本发明实施例一中火源探测及定位系统的结构示意图;
图3是本发明实施例一中移动式灭火设备的结构示意图;
图4是本发明实施例二中支撑部件的结构示意图;
图5是图4中局部A的放大图;
图6是本发明实施例三中旋转摆动件的结构示意图;
图7是本发明实施例四的结构连接示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步清楚阐述本发明的内容,但本发明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员来说显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。
实施例一
如图1~3所示,特高压换流变移动式消防预警及灭火装置,包括设置在特高压换流变附近的火源探测及定位系统,以及与所述火源探测及定位系统信号连接的移动式灭火设备;所述火源探测及定位系统采用多传感器融合算法对换流变火源、烟雾进行识别和定位,将火源信息发送至监控终端进行预警,并且将火源定位信息发送至移动式灭火设备进行灭火。
所述火源探测及定位系统包括立杆1、支撑架2、可见光摄像头3、红外线摄像头4、红外热成像摄像头5、综合图像处理器和无线信号发射器,所述立杆1上端设置所述支撑架2,所述支撑架2上设置所述可见光摄像头3、红外线摄像头4、红外热成像摄像头5和设备盒6,所述综合图像处理器和无线信号发射器均设置于所述设备盒6内。
所述移动式灭火设备包括自主行走车架7,所述自主行走车架7上设置灭火剂储存罐8、喷头9、喷头支架10、控制器和无线信号接收器,所述灭火剂储存罐8上设置高压电磁阀11,所述高压电磁阀11通过高压软管12与所述喷头9连通,所述喷头9设置在所述喷头支架10上,所述无线信号接收器接收所述无线信号发射器发出的火源信息,并传输至所述控制器,所述控制器控制所述自主行走车架移动至火源位置,并且控制所述电磁阀打开,进行灭火。
本发明采用多传感器进行指标参数采集,将搜集到数据通过构建的换流变的火灾风险评估指标体系计算方法进行计算分析;当未来得及采取措施导致火灾发生时,火灾探测结合多传感器对换流变火源、烟雾进行识别和定位,提供精准的火源位置给可移动灭火装置。移动灭火装置移动到最佳灭火位置,采取适当的灭火措施,达到灭火目的。
实施例二
如图4~5所示,本发明实施例的特高压换流变移动式消防预警及灭火装置,与实施例一的不同之处在于:所述支撑架包括底板和设置以所述底板上的三个支撑部件,分别用于对可见光摄像头、红外线摄像头和红外热成像摄像头进行支撑以及位置调节,所述设备盒固定设置在所述底板下部。
所述支撑部件包括电动伸缩杆13、水平旋转底盘14、U形槽15和安装套筒16,所述电动伸缩杆13固定于所述底板上,所述电动伸缩杆13的上端设置所述水平旋转底盘14,所述水平旋转底盘14上设置所述U形槽15,所述安装套筒16活动连接在所述U形槽15内,所述可见光摄像头、红外线摄像头和红外热成像摄像头分别安装于三个所述安装套筒16,并且通过锁紧螺栓17固定。
所述安装套筒16通过两侧销轴与所述U形槽15铰接,所述安装套筒16底面铰接第一连杆18,所述U形槽15的内铰接第二连杆19,所述第一连杆18和第二连杆19相互铰接,且铰接点连接一气缸20,所述气缸20的另一端固定于所述U形槽15侧面的连板21上。
实施例三
如图6所示,本发明实施例的特高压换流变移动式消防预警及灭火装置,与实施例一的不同之处在于:
所述喷头支架包括“门”形架,以及设置在所述“门”形架上的若干个旋转摆动件,所述喷头固定于所述旋转摆动件,所述旋转摆动件在所述控制器的控制下往复摆动。
所述旋转摆动件包括伺服电机22、绝缘转盘23、发条齿轮24和安装座25,所述伺服电机22的输出轴上固定设置所述绝缘转盘23,所述绝缘转盘23上可转动地设置所述安装座25,所述安装座25的下部周侧设置轮齿,所述发条齿轮24与所述安装座25的轮齿相互啮合,所述绝缘转盘23上设置一电磁铁26,所述安装座25底面设置环形磁铁27,所述电磁铁26与所述控制器的定时开关电路连接,所述喷头固定安装于所述安装座25。
实施例四
如图2~7所示,特高压换流变移动式消防预警及灭火装置,包括设置在特高压换流变附近的火源探测及定位系统,以及与所述火源探测及定位系统信号连接的移动式灭火设备;所述火源探测及定位系统采用多传感器融合算法对换流变火源、烟雾进行识别和定位,将火源信息发送至监控终端进行预警,并且将火源定位信息发送至移动式灭火设备进行灭火。
所述火源探测及定位系统包括立杆1、支撑架2、可见光摄像头3、红外线摄像头4、红外热成像摄像头5、综合图像处理器和无线信号发射器,所述立杆1上端设置所述支撑架2,所述支撑架2上设置所述可见光摄像头3、红外线摄像头4、红外热成像摄像头5和设备盒6,所述综合图像处理器和无线信号发射器均设置于所述设备盒6内。
所述移动式灭火设备包括自主行走车架7,所述自主行走车架7上设置灭火剂储存罐8、喷头9、喷头支架10、控制器和无线信号接收器,所述灭火剂储存罐8上设置高压电磁阀11,所述高压电磁阀11通过高压软管12与所述喷头9连通,所述喷头9设置在所述喷头支架10上,所述无线信号接收器接收所述无线信号发射器发出的火源信息,并传输至所述控制器,所述控制器控制所述自主行走车架移动至火源位置,并且控制所述电磁阀打开,进行灭火。
所述支撑架包括底板和设置以所述底板上的三个支撑部件,分别用于对可见光摄像头、红外线摄像头和红外热成像摄像头进行支撑以及位置调节,所述设备盒固定设置在所述底板下部。
所述支撑部件包括电动伸缩杆13、水平旋转底盘14、U形槽15和安装套筒16,所述电动伸缩杆13固定于所述底板上,所述电动伸缩杆13的上端设置所述水平旋转底盘14,所述水平旋转底盘14上设置所述U形槽15,所述安装套筒16活动连接在所述U形槽15内,所述可见光摄像头、红外线摄像头和红外热成像摄像头分别安装于三个所述安装套筒16,并且通过锁紧螺栓17固定。
所述安装套筒16通过两侧销轴与所述U形槽15铰接,所述安装套筒16底面铰接第一连杆18,所述U形槽15的内铰接第二连杆19,所述第一连杆18和第二连杆19相互铰接,且铰接点连接一气缸20,所述气缸20的另一端固定于所述U形槽15侧面的连板21上。
所述喷头支架包括“门”形架,以及设置在所述“门”形架上的若干个旋转摆动件,所述喷头固定于所述旋转摆动件,所述旋转摆动件在所述控制器的控制下往复摆动。
所述旋转摆动件包括伺服电机22、绝缘转盘23、发条齿轮24和安装座25,所述伺服电机22的输出轴上固定设置所述绝缘转盘23,所述绝缘转盘23上可转动地设置所述安装座25,所述安装座25的下部周侧设置轮齿,所述发条齿轮24与所述安装座25的轮齿相互啮合,所述绝缘转盘23上设置一电磁铁26,所述安装座25底面设置环形磁铁27,所述电磁铁26与所述控制器的定时开关电路连接,所述喷头固定安装于所述安装座25。
本发明实施例中,当喷头开始灭火时,控制器控制伺服电机打开,由于发条齿轮的阻力,安装座不会转动,控制器控制电磁铁循环间断开启3秒钟,即开启3秒钟后,关闭3秒钟,然后进行循环,电磁铁开启时,能够与安装座下的环形磁铁吸合,从而使安装座转动一定角度,此时,发条齿轮上紧一定程度,然后电磁铁关闭时,安装座又在发条齿轮的弹性作用回复初始位置,从而实现往复摆动。
本发明实施例的特高压换流变移动式消防预警及灭火装置,其工作方法为:
(1)设置在特高压换流变附近的火源探测及定位系统,对特高压换流变进行实时多元监控,可见光摄像头、红外线摄像头、红外热成像摄像头采集的图像综合处理,对火源发生和火源位置进行消防预警,并且联动移动式灭火设备;
(2)移动式灭火设备根据火源探测及定位系统发出的火源定位信息,自主移动到火源附近,并使自主行走车架上的喷头对准火源位置;
(3)同时,控制器打开高压电磁阀,灭火剂储存罐内的七氟丙烷通过喷头喷出,旋转摆动件带动喷头在45°范围内往复摆动,增大灭火剂的喷覆面积,提高灭火效率。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换,只要不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.特高压换流变移动式消防预警及灭火装置,其特征在于:包括设置在特高压换流变附近的火源探测及定位系统,以及与所述火源探测及定位系统信号连接的移动式灭火设备;所述火源探测及定位系统采用多传感器融合算法对换流变火源、烟雾进行识别和定位,将火源信息发送至监控终端进行预警,并且将火源定位信息发送至移动式灭火设备进行灭火;
所述移动式灭火设备包括自主行走车架,所述自主行走车架上设置灭火剂储存罐、喷头、喷头支架、控制器和无线信号接收器,所述灭火剂储存罐上设置高压电磁阀,所述高压电磁阀通过高压软管与所述喷头连通,所述喷头设置在所述喷头支架上,所述无线信号接收器接收所述无线信号发射器发出的火源信息,并传输至所述控制器,所述控制器控制所述自主行走车架移动至火源位置,并且控制所述电磁阀打开,进行灭火;所述喷头支架包括“门”形架,以及设置在所述“门”形架上的若干个旋转摆动件,所述喷头固定于所述旋转摆动件,所述旋转摆动件在所述控制器的控制下往复摆动;所述旋转摆动件包括伺服电机、绝缘转盘、发条齿轮和安装座,所述伺服电机的输出轴上固定设置所述绝缘转盘,所述绝缘转盘上可转动地设置所述安装座,所述安装座的下部周侧设置轮齿,所述发条齿轮与所述安装座的轮齿相互啮合,所述绝缘转盘上设置一电磁铁,所述安装座底面设置环形磁铁,所述电磁铁与所述控制器的定时开关电路连接,所述喷头固定安装于所述安装座;当喷头开始灭火时,控制器控制伺服电机打开,由于发条齿轮的阻力,安装座不会转动,控制器控制电磁铁循环间断开启3秒钟,即开启3秒钟后,关闭3秒钟,然后进行循环,电磁铁开启时,能够与安装座下的环形磁铁吸合,从而使安装座转动一定角度,此时,发条齿轮上紧一定程度,然后电磁铁关闭时,安装座又在发条齿轮的弹性作用回复初始位置,从而实现往复摆动。
2.如权利要求1所述的特高压换流变移动式消防预警及灭火装置,其特征在于:所述火源探测及定位系统包括立杆、支撑架、可见光摄像头、红外线摄像头、红外热成像摄像头、综合图像处理器和无线信号发射器,所述立杆上端设置所述支撑架,所述支撑架上设置所述可见光摄像头、红外线摄像头、红外热成像摄像头和设备盒,所述综合图像处理器和无线信号发射器均设置于所述设备盒内。
3.如权利要求2所述的特高压换流变移动式消防预警及灭火装置,其特征在于:所述支撑架包括底板和设置以所述底板上的三个支撑部件,分别用于对可见光摄像头、红外线摄像头和红外热成像摄像头进行支撑以及位置调节,所述设备盒固定设置在所述底板下部。
4.如权利要求3所述的特高压换流变移动式消防预警及灭火装置,其特征在于:所述支撑部件包括电动伸缩杆、水平旋转底盘、U形槽和安装套筒,所述电动伸缩杆固定于所述底板上,所述电动伸缩杆的上端设置所述水平旋转底盘,所述水平旋转底盘上设置所述U形槽,所述安装套筒活动连接在所述U形槽内,所述可见光摄像头、红外线摄像头和红外热成像摄像头分别安装于三个所述安装套筒,并且通过锁紧螺栓固定。
5.如权利要求4所述的特高压换流变移动式消防预警及灭火装置,其特征在于:所述安装套筒通过两侧销轴与所述U形槽铰接,所述安装套筒底面铰接第一连杆,所述U形槽的内铰接第二连杆,所述第一连杆和第二连杆相互铰接,且铰接点连接一气缸,所述气缸的另一端固定于所述U形槽侧面的连板上。
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