CN114904181A - 一种变电站的火情处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站的火情处理系统，包括：火情监测模块；火情隔离模块；消防灭火模块；中心控制模块；还公开了一种方法，包括采集变电站内的火情监测数据，判断是否发生火灾并确定火灾发生区域；确定火灾发生后火情隔离模块将火灾发生区域与变电站其他区域进行隔离，形成孤岛；调动距离最近的消防机器人或消防设备前往火灾发生区域灭火；实时采集火灾发生区域的火情监测数据，若上一步无法完成灭火，则控制其余消防机器人或消防设备进行灭火。本发明对变电站原有的水收集储存系统进行改进，在变电站区域内的每个功能区域周围都设置有在地表的连通的排水道，从而在火灾发生时对火灾发生区域进行隔离，避免火势的蔓延。

Description

一种变电站的火情处理系统及方法

技术领域

本发明涉及变电站消防技术领域，尤其是涉及一种变电站的火情处理系统及方法。

背景技术

变电站是指电力系统中对电压和电流进行变换，接受电能及分配电能的场所。当变电站出现突发火情时能否第一时间进行快速响应和应急指挥往往决定了能否将火势限制在可控范围内，尽可能地减小火灾对电力生产的影响，降低火灾损失。由于变电站火情的复杂性，值班人员要在火情发生的同一时间上对火情做出准确的确认和判断是具有挑战性的。目前的一些自动化防火系统，其在发生火灾时，利用喷出惰性气体的方式驱走内部的氧气，这样可以有效抑制火源，但是由于误报警或者只是一些小火情，大量的惰性气体被喷出后，惰性气体使用量增加，需要经常对防火系统进行养护，有些小火情往往无需注入大量的惰性气体即可被扑灭，即目前的防火系统往往有过渡灭火的情况，导致防火系统的养护成本增加。

在中国专利文献上公开的“一种变电站用消防系统”，其公开号为CN109771869A，公开日期为2019-05-21，包括预先设置多个监测点，从多角度对监控设备进行扫描式测温，把试试扫描的温度情况按预先设定的预报警值发出报警信号；消防系统还包括火探管式自动灭火装置、惰性气体灭火系统和细水雾灭火系统，当惰性气体灭火系统启动时，起火室及其通风管内的防火气密阀门均关闭。本发明的优点是：通过监测点，实施监控各设备的温度情况，温度一旦超过预设报警值即发出报警信号，同时启动灭火系统，对变电站内的火情进行处理，尽量快的压制火势，减少火灾损失。但是在该技术中只能对变电站的室内部分进行灭火，且需要保证室内部分能够密封才可以采用惰性气体来进行灭火；但是在实际的大型变电站中，不仅包括室内功能区域还包括大量的室外功能区域；与此同时变电站着火时没有设置相应的隔离措施，当火情严重时很容易迅速蔓延造成更大的损失。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中变电站内的消防系统缺少对火灾发生区域进行隔离的技术，从而容易导致火灾区域蔓延的问题，提供了一种变电站的火情处理系统及方法，对变电站原有的水收集储存系统进行改进，在变电站区域内的每个功能区域周围都设置有在地表的连通的排水道，从而在火灾发生时对火灾发生区域进行隔离，避免火势的蔓延。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种变电站的火情处理系统，包括：

火情监测模块，包括设置在变电站区域内的若干固定监测单元和进行巡查的移动监测单元；

火情隔离模块，用于隔离火灾发生区域，设置有相互连通的排水道，所述排水道包括敞开的凹槽；

消防灭火模块，用于对火灾发生区域进行灭火处理，包括分布在变电站区域内的若干消防机器人和消防设备；

中心控制模块，用于接收处理火情处理系统的数据信息并控制火情监测模块、火情隔离模块和消防灭火模块的工作。

本发明中的变电站区域包括室内功能区和室外功能区，在这两个功能区内都设置有固定监测单元对区域内的情况进行监测，移动监测单元则可以在整个变电站区域进行移动；同时移动监测单元可以是与消防机器人同型号的巡查机器人也可以是飞行的无人机，移动监测单元能够携带一定量的灭火介质，在发现火情时第一时间进行初步灭火处理从而控制火势；排水道是敞开露在地表的，围绕某一功能区的排水道是相互连通的，不同功能区周围的排水道在地表部分并不连通，从而可以在火灾发生时使每个功能区域相对隔离；在消防灭火模块中，消防机器人可以由中心控制模块控制进行自动灭火，但是在必要时，在变电站内的工作人员可以采用消防设备辅助消防机器人一起灭火来提升灭火效率，减小火势蔓延。

作为优选，所述固定监测单元包括：

图像采集装置，用于采集所在区域的视觉图像数据；

热成像测温装置，用于采集所在区域的温度分布数据；

所述移动监测单元设置有和固定监测单元相同功能的监测装置。

本发明中移动监测单元和固定检测单元的目的都是对变电站区域内的火情进行监测，及时发生火灾的发生；其中图像采集装置相当于人的视觉功能，当视觉图像数据中发现火焰时说明发生火灾；但是有些火灾发生的初始无法直接看到火焰，此时通过热成像采集温度分布数据，通过采集到的温度数据来判断是否发生火灾。

作为优选，所述凹槽的两侧边分别设置第一凸起和第二凸起，凹槽底部设置有若干下水孔，下水孔通过连通管与水处理模块相连，连通管上设置有连通开关，水处理模块通过输水管连接变电站的储水设备；所述第一凸起和第二凸起上各设置有若干排水通孔；第一凸起上设置有若干旋转喷水装置，旋转喷水装置通过喷水管道连接变电站的储水设备。

本发明中在排水道凹槽的两侧边都设置高于地面的凸起可以在一定程度上阻隔火势在地面上的蔓延；而对于排水道中的排水通孔、下水孔、连通管、水处理模块以及输水管的设置则是对变电站内的水收集和储存系统的相应设计，在平时可以收集和储存水资源，在火灾发生时，连通开关关闭从而使得围绕火灾发生区域的闭环的排水道成为蓄水槽，将火灾限制在排水道包围的区域内；而旋转喷水装置在平时可以作为绿化喷水或高温天气的降温喷水进行使用，在火灾发生时可以转动角度向排水道喷水，形成闭环的水隔离带来隔离火灾区域。

作为优选，所述旋转喷水装置包括基座件，基座件的一端与第一旋转件的一端连接形成第一旋转面，第一旋转件的另一端与第二旋转件的一端连接形成第二旋转面，第二旋转件的另一端与第三旋转件的一端连接形成第三旋转面，第三旋转件的另一端连接喷嘴；第二旋转面和第三旋转面是倾斜方向不同的斜面。

本发明中的旋转喷水装置是可以伸缩的，在不使用时可以缩进第一凸起的内部，在使用时可以伸出第一凸起外部，使用时基座件的底部超出凸起的外表面；第一旋转件可以绕第一旋转面中心的垂线旋转，第二旋转件可以绕第二旋转面中心的垂线旋转，第三旋转件可以绕第三旋转面中心的垂线旋转；第二旋转件和第三旋转件的转动可以调整喷嘴与水平方向的夹角。

作为优选，所述消防灭火模块中的消防机器人包括：

灭火介质储存模块，用于储存携带一定量的灭火介质；

消防连接模块，包括能和消防栓拆卸连接的消防接头和消防带；

水雾灭火装置，能将通过消防连接模块传输的消防用水转化成水雾进行灭火；

实时监测模块，用于实时监测火灾发生区域的情况。

本发明中，消防机器人设置有灭火介质储存模块从而可以使机器人赶到火灾发生区域时先使用灭火介质进行紧急灭火，若单纯使用灭火介质无法达成灭火目的时，通过消防连接模块连接设置在变电站区域内的消防栓，同时通过水雾灭火装置将消防用水进行处理生成细水雾对火灾发生区域进行灭火，同时实时监测模块及时向中心控制模块反应火灾情况，以便于及时应对火灾的变化；灭火介质包括消防沙、干粉和荷电泡沫等常用的电力火灾灭火介质。

作为优选，所述消防灭火模块还包括无人机，所述无人机上设置有实时监测部监测火灾发生区域的情况；无人机上还设置有灭火介质储存部，携带一定量的灭火介质用于快速灭火。

本发明中消防灭火模块还包括有无人机，无人机可以直接从空中直线飞行到达火灾发生区域，反应速度更快更及时；同时变电站区域的室外功能区也存在竖直高度高的电力设备，因此部分火灾可能会在半空中发生，此时使用无人机抵达火灾发生区域附近或上方进行灭火的效果比使用消防机器人更好。

一种变电站的火情处理方法，包括：

S1、采集变电站内的火情监测数据，判断是否发生火灾并确定火灾发生区域；

S2、确定火灾发生后火情隔离模块将火灾发生区域与变电站其他区域进行隔离，形成孤岛；

S3、调动距离最近的消防机器人或消防设备前往火灾发生区域灭火；

S4、实时采集火灾发生区域的火情监测数据，若S3步骤无法完成灭火，则控制其余消防机器人或消防设备进行灭火。

本发明中固定监测单元对其所在位置周围区域的火情进行监测，移动监测单元则根据预设的巡查路径监测变电站内的火情，固定监测单元和移动监测单元的数量都不止一个；确定火灾发生后，中心控制模块控制火情隔离模块将火灾发生区域进行隔离，使得火灾最多只能在排水道围绕成的孤岛内蔓延；在确定火灾发生的同时中心控制模块也会进行报警，并调动距离火灾发生区域最近的消防机器人前往灭火，工作人员也可以使用距离最近的消防设备辅助机器人一起灭火；在最近的机器人抵达现场灭火后，可以根据实时采集的火情监测数据判断火灾形势，当一个消防机器人无法完成灭火作业时，则调动周围其他的机器人一起进行灭火。

作为优选，所述S1中包括以下步骤：

图像采集装置采集的视觉图像数据中发现火焰图像说明发生火灾并确定火灾发生区域；

热成像测温装置采集的温度分布数据中发现部分数据大于着火温度阈值，说明发生火灾并确定对应的火灾发生区域；

温度分布数据中发现部分数据大于预警温度阈值，派遣移动监测单元前往对应区域进一步判断是否发生火灾。

本发明中采用图像采集装置和热成像测温装置结合对火灾的发生进行监测，可以提升识别火灾发生的正确率，降低误判率，另外使用热成像测温装置通过直接温度检测可以监测到图像采集装置无法监测到的火灾情况；同时变电站内的高温会有多种因素影响，因此设置着火温度阈值和预警温度阈值，当监测的温度高于着火温度阈值时说明能确定着火，当监测的温度低于着火温度阈值又高于预警温度阈值时，并不能完全确定着火，此时移动监测单元前往温度异常区域进一步监测，查看是否有固定检测单元的图像采集装置拍摄不到的明火，或者近距离进行温度检测来判断是否发生火灾。

作为优选，所述S2中确定火灾发生后，围绕火灾发生区域的排水道对火灾发生区域进行隔离；所述排水道的凹槽下方的连通开关关闭，所述旋转喷水装置进行旋转将喷嘴的喷水口朝向凹槽方向喷水，使围绕火灾发生区域的排水道内蓄有一定高度的水。

本发明中当发生火灾时，中心控制模块控制连通开关关闭，使得火灾发生区域周围的排水道凹槽底部的下水孔无法出水，然后位于第一凸起上的旋转喷水装置将喷嘴的喷水口旋转到面向凹槽处喷水，使得围绕火灾发生区域的排水道中逐渐积蓄水直到等于或高于地面高度，从而形成闭环的隔离水带将火灾限定在固定范围内；当灭火完成后，可以打开连通开关将排水道内的水排出。

作为优选，根据火灾发生区域的实际位置采用不同的方式进行灭火；

当火灾发生区域位于变电站区域的室外地面附近或者室内时，控制消防机器人到达火灾发生区域进行灭火；

当火灾发生区域位于变电站区域的室外半空中的位置时，控制无人机到达火灾发生区域进行灭火，或者控制无人机和消防机器人同时进行灭火。

本发明中根据火灾发生的位置不同采用不同的灭火方式能提升灭火效率，对于变电站区域的室内火灾，在室内设置有固定的水雾灭火装置进行灭火，但是当火灾位置是固定的灭火装置难以触及的时候，可以使用消防机器人移动到火灾位置附近灭火；对于变电站区域的室外火灾，并不适合固定位置的灭火装置灭火，因此采用消防机器人进行灭火，但是部分火灾发生在本空中的电力设备处，消防机器人因为空间距离较远使得灭火效率较低，此时可以结合无人机飞到火灾区域附近进行灭火，从而提升灭火速度，避免时间的拖延导致火势蔓延。

本发明具有如下有益效果：对变电站原有的水收集储存系统进行改进，在变电站区域内的每个功能区域周围都设置有在地表的连通的排水道，从而在火灾发生时对火灾发生区域进行隔离，避免火势的蔓延；设置有旋转喷水装置，在平时可以进行绿化喷水或高温天气的降温喷水，在火灾发生时能向排水道凹槽喷水形成隔离水带，装置的利用率高，避免添加只有单一功能的隔离水带生成装置所需要的成本；本发明的灭火系统和方法既能对变电站的室内功能区域进行灭火，也能对变电站的室外功能区域进行灭火，应用范围更广；考虑了火灾发生区域的实际位置和高度，应对地面附近的着火点和处于半空的着火点采用不同的针对性的灭火方式，从而提高灭火效率避免火势蔓延。

附图说明

图1是本发明变电站的火情处理系统示意图；

图2是本发明变电站的火情处理方法流程图；

图3是本发明实施例中变电站区域内的俯视图；

图4是本发明中排水道的结构示意图；

图5是本发明中旋转喷水装置的一种结构示意图；

图6是本发明中旋转喷水装置的另一种结构示意图；

图中：1、变电站区域；11、室内功能区；12、室外功能区；13、区域道路；2、排水道；21、第一凸起；22、第二凸起；23、凹槽；24、排水通孔；25、连通管；251、连通开关；26、水处理模块；261、过滤单元；27、输水管；28、下水孔；3、旋转喷水装置；31、喷水管道；32、基座件；33、第一旋转件；34、第二旋转件；35、第三旋转件；36、喷嘴；37；第一旋转面；38、第二旋转面；39、第三旋转面；41、第一从动轮；42、第二从动轮；43、第三从动轮；44、第一主动轮；45、第二主动轮；46、第三主动轮；47、第一驱动部；48、第二驱动部；49、第三驱动部；5、中心控制模块；51、火情监测模块；52、火情隔离模块；53、消防灭火模块；61、固定监测单元；62、移动监测单元；7、消防机器人；71、消防设备；8、无人机。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所示，一种变电站的火情处理系统，包括：

火情监测模块51，设置有若干固定监测单元61和若干移动监测单元62；固定监测单元分布在变电站区域内，移动监测单元进行巡查监测；火情隔离模块52，设置有相互连通的排水道2，排水道包括路在地表的敞开的凹槽23；用于隔离火灾发生区域；消防灭火模块53，用于对火灾发生区域进行灭火处理，包括分布在变电站区域内的若干消防机器人7和若干消防设备71；中心控制模块5，用于接收处理火情处理系统的数据信息并控制火情监测模块、火情隔离模块和消防灭火模块的工作。

固定监测单元包括：图像采集装置，用于采集所在区域的视觉图像数据；热成像测温装置，用于采集所在区域的温度分布数据；移动监测单元设置有和固定监测单元相同功能的监测装置。

如图4所示，凹槽23的两侧边分别设置第一凸起21和第二凸起22，两凸起的高度都高于地面，凹槽的底部从两侧向中间倾斜一定角度，凹槽底部设置有若干下水孔28，下水孔通过连通管25与水处理模块26相连，连通管上设置有连通开关251，水处理模块中设置有过滤单元261，过滤单元通过输水管27连接变电站的储水设备；第一凸起和第二凸起上各设置有若干排水通孔24，排水通孔连通路面和凹槽将路面积水引流到凹槽中；在第一凸起的顶部设置有若干旋转喷水装置3，旋转喷水装置通过喷水管道31连接变电站的储水设备。

如图5所示，旋转喷水装置包括基座件32，基座件的一端与第一旋转件33的一端连接形成第一旋转面37，第一旋转件的另一端与第二旋转件34的一端连接形成第二旋转面38，第二旋转件的另一端与第三旋转件35的一端连接形成第三旋转面39，第三旋转件的另一端连接喷嘴36；第二旋转面和第三旋转面是倾斜方向不同的斜面，在初始状态时，基座件、第一旋转件、第二旋转件、第三旋转件组成圆柱形，在旋转件旋转后喷嘴与水平面会产生不同夹角。

消防灭火模块中的消防机器人包括：灭火介质储存模块，用于储存携带一定量的灭火介质；消防连接模块，包括能和消防栓拆卸连接的消防接头和消防带；水雾灭火装置，能将通过消防连接模块传输的消防用水转化成水雾进行灭火；实时监测模块，用于实时监测火灾发生区域的情况。消防灭火模块还包括无人机，无人机上设置有实时监测部监测火灾发生区域的情况；无人机上还设置有灭火介质储存部，携带一定量的灭火介质用于快速灭火。

本发明中的变电站区域包括室内功能区和室外功能区，在这两个功能区内都设置有固定监测单元对区域内的情况进行监测，移动监测单元则可以在整个变电站区域进行移动；同时移动监测单元可以是与消防机器人同型号的巡查机器人也可以是飞行的无人机，移动监测单元能够携带一定量的灭火介质，在发现火情时第一时间进行初步灭火处理从而控制火势；排水道是敞开露在地表的，围绕某一功能区的排水道是相互连通的，不同功能区周围的排水道在地表部分并不连通，从而可以在火灾发生时使每个功能区域相对隔离；在消防灭火模块中，消防机器人可以由中心控制模块控制进行自动灭火，但是在必要时，在变电站内的工作人员可以采用消防设备辅助消防机器人一起灭火来提升灭火效率，减小火势蔓延。

本发明中移动监测单元和固定检测单元的目的都是对变电站区域内的火情进行监测，及时发生火灾的发生；其中图像采集装置相当于人的视觉功能，当视觉图像数据中发现火焰时说明发生火灾；但是有些火灾发生的初始无法直接看到火焰，此时通过热成像采集温度分布数据，通过采集到的温度数据来判断是否发生火灾。

本发明中在排水道凹槽的两侧边都设置高于地面的凸起可以在一定程度上阻隔火势在地面上的蔓延；而对于排水道中的排水通孔、下水孔、连通管、水处理模块以及输水管的设置则是对变电站内的水收集和储存系统的相应设计，在平时可以收集和储存水资源，在火灾发生时，连通开关关闭从而使得围绕火灾发生区域的闭环的排水道成为蓄水槽，将火灾限制在排水道包围的区域内；而旋转喷水装置在平时可以作为绿化喷水或高温天气的降温喷水进行使用，在火灾发生时可以转动角度向排水道喷水，形成闭环的水隔离带来隔离火灾区域。

本发明中的旋转喷水装置是可以伸缩的，在不使用时可以缩进第一凸起的内部，在使用时可以伸出第一凸起外部，使用时基座件的底部超出凸起的外表面；第一旋转件可以绕第一旋转面中心的垂线旋转，第二旋转件可以绕第二旋转面中心的垂线旋转，第三旋转件可以绕第三旋转面中心的垂线旋转；第二旋转件和第三旋转件的转动可以调整喷嘴与水平方向的夹角。

本发明中，消防机器人设置有灭火介质储存模块从而可以使机器人赶到火灾发生区域时先使用灭火介质进行紧急灭火，若单纯使用灭火介质无法达成灭火目的时，通过消防连接模块连接设置在变电站区域内的消防栓，同时通过水雾灭火装置将消防用水进行处理生成细水雾对火灾发生区域进行灭火，同时实时监测模块及时向中心控制模块反应火灾情况，以便于及时应对火灾的变化；灭火介质包括消防沙、干粉和荷电泡沫等常用的电力火灾灭火介质。

本发明中消防灭火模块还包括有无人机，无人机可以直接从空中直线飞行到达火灾发生区域，反应速度更快更及时；同时变电站区域的室外功能区也存在竖直高度高的电力设备，因此部分火灾可能会在半空中发生，此时使用无人机抵达火灾发生区域附近或上方进行灭火的效果比使用消防机器人更好。

如图2所示，一种变电站的火情处理方法，包括：

S1、采集变电站内的火情监测数据，判断是否发生火灾并确定火灾发生区域；S1中包括以下步骤：

图像采集装置采集的视觉图像数据中发现火焰图像说明发生火灾并确定火灾发生区域；

热成像测温装置采集的温度分布数据中发现部分数据大于着火温度阈值，说明发生火灾并确定对应的火灾发生区域；

温度分布数据中发现部分数据大于预警温度阈值，派遣移动监测单元前往对应区域进一步判断是否发生火灾。

S2、确定火灾发生后，火情隔离模块将火灾发生区域与变电站其他区域进行隔离形成孤岛； S2中确定火灾发生后，围绕火灾发生区域的排水道对火灾发生区域进行隔离；排水道的凹槽下方的连通开关关闭，旋转喷水装置进行旋转将喷嘴的喷水口朝向凹槽方向喷水，使围绕火灾发生区域的排水道内蓄有一定高度的水形成隔离水带。

S3、调动距离最近的消防机器人或消防设备前往火灾发生区域灭火。

S4、实时采集火灾发生区域的火情监测数据，若S3步骤无法完成灭火，则控制其余消防机器人或消防设备进行灭火；根据火灾发生区域的实际位置采用不同的方式进行灭火；

当火灾发生区域位于变电站区域的室外地面附近或者室内时，控制消防机器人到达火灾发生区域进行灭火；

当火灾发生区域位于变电站区域的室外半空中的位置时，控制无人机到达火灾发生区域进行灭火，或者控制无人机和消防机器人同时进行灭火。

本发明中固定监测单元对其所在位置周围区域的火情进行监测，移动监测单元则根据预设的巡查路径监测变电站内的火情，固定监测单元和移动监测单元的数量都不止一个；确定火灾发生后，中心控制模块控制火情隔离模块将火灾发生区域进行隔离，使得火灾最多只能在排水道围绕成的孤岛内蔓延；在确定火灾发生的同时中心控制模块也会进行报警，并调动距离火灾发生区域最近的消防机器人前往灭火，工作人员也可以使用距离最近的消防设备辅助机器人一起灭火；在最近的机器人抵达现场灭火后，可以根据实时采集的火情监测数据判断火灾形势，当一个消防机器人无法完成灭火作业时，则调动周围其他的机器人一起进行灭火。

本发明中采用图像采集装置和热成像测温装置结合对火灾的发生进行监测，可以提升识别火灾发生的正确率，降低误判率，另外使用热成像测温装置通过直接温度检测可以监测到图像采集装置无法监测到的火灾情况；同时变电站内的高温会有多种因素影响，因此设置着火温度阈值和预警温度阈值，当监测的温度高于着火温度阈值时说明能确定着火，当监测的温度低于着火温度阈值又高于预警温度阈值时，并不能完全确定着火，此时移动监测单元前往温度异常区域进一步监测，查看是否有固定检测单元的图像采集装置拍摄不到的明火，或者近距离进行温度检测来判断是否发生火灾。

本发明中当发生火灾时，中心控制模块控制连通开关关闭，使得火灾发生区域周围的排水道凹槽底部的下水孔无法出水，然后位于第一凸起上的旋转喷水装置将喷嘴的喷水口旋转到面向凹槽处喷水，使得围绕火灾发生区域的排水道中逐渐积蓄水直到等于或高于地面高度，从而形成闭环的隔离水带将火灾限定在固定范围内；当灭火完成后，可以打开连通开关将排水道内的水排出。

本发明中根据火灾发生的位置不同采用不同的灭火方式能提升灭火效率，对于变电站区域的室内火灾，在室内设置有固定的水雾灭火装置进行灭火，但是当火灾位置是固定的灭火装置难以触及的时候，可以使用消防机器人移动到火灾位置附近灭火；对于变电站区域的室外火灾，并不适合固定位置的灭火装置灭火，因此采用消防机器人进行灭火，但是部分火灾发生在本空中的电力设备处，消防机器人因为空间距离较远使得灭火效率较低，此时可以结合无人机飞到火灾区域附近进行灭火，从而提升灭火速度，避免时间的拖延导致火势蔓延。

本发明的实施例中，如图3所示为设置有本发明火情处理系统的变电站区域1的示意图，整个变电站区域包括有若干个室内功能区11和若干个室外功能区12，以及不同功能区之间的区域道路13；在每个功能区周围都环绕设置有连通的排水道2，不同功能区周围的排水道在地面上不连通，所有排水道只通过位于地下的输水管与变电站内的储水设备连通，同时在排水道的下水孔下方设置有连通开关，在开启时可以将排水道内的水排空，在关闭时排水道内可以逐渐积累水资源。

在本实施例中的火情处理系统工作时，位于变电站室内功能区的固定监测模块和室外功能区的固定监测模块都不断采集所在位置附近的火情数据信息，移动监测模块则按照预先设定的巡查路径在变电站内进行巡查监测。固定监测模块和移动监测模块都设置有图像采集装置和热成像测温装置。

当中心控制模块接收到某一位置的图像采集装置传输的视觉图像数据，并发现在该视觉图像数据中存在火焰图像时，说明确定发生火灾，中心控制模块根据图像采集装置所在的位置以及视觉图像数据中火焰图像的相对位置定位火灾发生区域。

当中心控制模块接收到某一位置的热成像测温装置传输的温度分布数据时，根据温度分布数据来判断是否发生火灾，预先设定有着火温度阈值，对于大于该阈值的温度数据都可以确定已经发生火灾；还设定有预警温度阈值，对于大于该阈值的温度数据认为有较大概率发生火灾，需要进一步确认，这两个阈值可以根据变电站内的实际情况、历史火情数据以及专家经验意见确定。中心控制模块将得到的温度分布数据与着火温度阈值和预警温度阈值相比较，当温度分布数据中存在部分区域的异常数据大于着火温度阈值时，说明发生火灾，根据热成像测温装置的位置和异常数据对应的区域可以定位火灾发生区域；当温度分布数据中存在部分区域的异常数据大于预警温度阈值时，中心控制模块控制移动监测模块前往对应的异常区域进一步监测，移动监测模块到达异常数据区域附近时可以直接通过图像采集装置是否采集到火焰图像来判断是否发生火灾，对于设备内部的火灾可以通过热成像测温装置的温度分布数据来判断是否发生火灾。确定火灾发生后中心控制模块进行报警提醒工作人员，并且中断火灾发生区域的供电和电连接。

当确定火灾发生时存在两种情况：

第一种是由移动监测模块在火灾发生区域附近监测时发现的，由于移动监测模块可以选择与消防机器人同型号的机器人或者在移动监测模块中也携带有一定量的灭火介质，因此移动监测模块可以首先进行应急灭火处理，减小火势或灭火；若监测到移动监测模块已扑灭火焰则不需要进行后续的灭火操作，同时中心控制模块记录该次火情的数据信息保存并通知工作人员；若移动监测模块无法扑灭火焰，则中心控制模块控制距离最近的消防机器人前往进行灭火。

第二种是由固定监测模块确定的火灾发生区域，若在室内功能区中发生的火灾，首先由室内设置的固定位置的水雾灭火装置进行灭火处理，若监测到已完成灭火，则中心控制模块记录该次火情的数据信息保存并通知工作人员；若仍然无法扑灭火焰，则中心控制模块控制距离最近的消防机器人进行灭火。若在室外功能区中发生的火灾，当火灾发生区域在地面或者地面附近的设备时，中心控制模块控制距离最近的消防机器人进行灭火处理；当火灾发生区域在半空中或者位于高处的电力设备时，中心控制模块控制无人机直接飞往火灾发生区域上空进行灭火处理，也可以同时控制无人机和距离最近的消防机器人前往火灾发生区域，无人机从上方、消防机器人从下方同时进行灭火。

此外，在火灾发生后并且确定了火灾发生区域后，中心控制模块控制火灾发生区域周围的排水道进入隔离水带生成操作，排水道的下水孔下方的连通开关关闭使排水道内的水无法下漏，同时在第一凸起上的旋转喷水装置的第二转动件和第三转动件进行旋转将喷嘴的喷水方向对准排水道的凹槽，如图5的右侧图所示，然后将储水设备内的水从喷嘴喷入凹槽中，使得排水道内不断积蓄消防用水，知道水面高度与地面持平或高于地面，此时环绕火灾发生区域形成一个闭环的隔离水带，能防止火焰在地面蔓延。

旋转喷水装置的结构还可以选择如图6所示的结构，在第一旋转件靠近第一旋转面的一端设置有第一从动轮41，在第二旋转件靠近第二旋转面的一端设置有第二从动轮42，在第三旋转件靠近第三旋转面的一端设置有第三从动轮43；在基座件的外侧设置有相互连接的第一驱动部47和第一主动轮44，第一主动轮与第一从动轮啮合；在第一旋转件的外侧设置有相互连接的第二驱动部48和第二主动轮45，第二主动轮与第二从动轮啮合；在第二旋转件的外侧设置有相互连接的第三驱动部49和第三主动轮46，第三主动轮与第三从动轮啮合。通过驱动部带动主动轮旋转从而使得啮合的从动轮旋转来带动旋转件的旋转。

在完成对火灾发生区域的隔离的同时，消防机器人和无人机先后赶往火灾发生区域的位置，当无人机率先到达进行灭火时首先使用自身携带的灭火介质在火灾发生区域上方进行灭火操作，若灭火介质消耗完后依然存在火焰，但是对火势产生了一定的压制，随后等到消防机器人达到时消防机器人首先使用自身携带的灭火介质进行灭火操作，同时无人机返回补充灭火介质后重新到达火灾发生区域。此外消防机器人可以通过自身的消防接头连接火灾发生区域距离最近的消防栓，并通过消防带延伸传输消防用水，消防机器人通过配备的水雾灭火装置将消防用水转化成细水雾进行灭火。

在整个灭火过程中消防机器人以及固定监测模块实时监测火灾发生区域的火情数据信息，当判断完成灭火后，中心控制模块记录该次火情的数据信息保存并通知工作人员，完成灭火的判断依据在于实时采集的视觉图像数据中不存在火焰图像，同时热成像测温装置实时采集的温度分布数据不存在高于预警温度阈值的数据。当消防机器人在设定的扑灭时间内始终无法扑灭火焰，如预设扑灭时间为五分钟；或者当实时监测的火灾发生区域面积大于最开始发现的火灾发生区域面积的一定倍数时，在这里设定为五倍；说明单个消防机器人无法完成灭火工作，中心控制模块控制其他消防机器人中距离火灾发生区域较近的若干个消防机器人同时赶往火灾发生区域一起灭火。对于火灾发生区域的面积变化判断可以通过视觉图像数据中火焰图像的大小进行对比，也可以通过温度分布数据中大于着火温度阈值的数据范围进行对比。当多个消防机器人同时到达火灾发生区域并完成灭火后，中心控制模块记录该次火情的数据信息保存并通知工作人员。当变电站区域内有一半数量的消防机器人都投入灭火操作时仍然无法灭火后，中心控制模块首先对工作人员进行紧急火灾报警，并自动拨打消防火警电话报警，在等待消防队伍到达的过程中不断增加投入灭火的消防机器人数量以控制火势，避免蔓延。

上述实施例是对本发明的进一步阐述和说明，以便于理解，并不是对本发明的任何限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变电站的火情处理系统，其特征在于，包括：

火情监测模块，包括设置在变电站区域内的若干固定监测单元和进行巡查的移动监测单元；

火情隔离模块，用于隔离火灾发生区域，设置有相互连通的排水道（2），所述排水道包括敞开的凹槽（23）；

消防灭火模块，用于对火灾发生区域进行灭火处理，包括分布在变电站区域内的若干消防机器人和消防设备；

中心控制模块，用于接收处理火情处理系统的数据信息并控制火情监测模块、火情隔离模块和消防灭火模块的工作。

2.根据权利要求1所述的一种变电站的火情处理系统，其特征在于，所述固定监测单元包括：

图像采集装置，用于采集所在区域的视觉图像数据；

热成像测温装置，用于采集所在区域的温度分布数据；

所述移动监测单元设置有和固定监测单元相同功能的监测装置。

3.根据权利要求1或2所述的一种变电站的火情处理系统，其特征在于，所述凹槽（23）的两侧边分别设置第一凸起（21）和第二凸起（22），凹槽底部设置有若干下水孔（28），下水孔通过连通管（25）与水处理模块（26）相连，连通管上设置有连通开关（251），水处理模块通过输水管（27）连接变电站的储水设备；所述第一凸起和第二凸起上各设置有若干排水通孔（24）；第一凸起上设置有若干旋转喷水装置（3），旋转喷水装置通过喷水管道（31）连接变电站的储水设备。

4.根据权利要求3所述的一种变电站的火情处理系统，其特征在于，所述旋转喷水装置包括基座件（32），基座件的一端与第一旋转件（33）的一端连接形成第一旋转面（37），第一旋转件的另一端与第二旋转件（34）的一端连接形成第二旋转面（38），第二旋转件的另一端与第三旋转件（35）的一端连接形成第三旋转面（39），第三旋转件的另一端连接喷嘴（36）；第二旋转面和第三旋转面是倾斜方向不同的斜面。

5.根据权利要求1或2或4所述的一种变电站的火情处理系统，其特征在于，所述消防灭火模块中的消防机器人包括：

灭火介质储存模块，用于储存携带一定量的灭火介质；

消防连接模块，包括能和消防栓拆卸连接的消防接头和消防带；

水雾灭火装置，能将通过消防连接模块传输的消防用水转化成水雾进行灭火；

实时监测模块，用于实时监测火灾发生区域的情况。

6.根据权利要求5所述的一种变电站的火情处理系统，其特征在于，所述消防灭火模块还包括无人机，所述无人机上设置有实时监测部监测火灾发生区域的情况；无人机上还设置有灭火介质储存部，携带一定量的灭火介质用于快速灭火。

7.一种变电站的火情处理方法，适用于如权利要求1或2或4或6所述的火情处理系统，其特征在于，包括：

S1、采集变电站内的火情监测数据，判断是否发生火灾并确定火灾发生区域；

S2、确定火灾发生后火情隔离模块将火灾发生区域与变电站其他区域进行隔离，形成孤岛；

S3、调动距离最近的消防机器人或消防设备前往火灾发生区域灭火；

S4、实时采集火灾发生区域的火情监测数据，若S3步骤无法完成灭火，则控制其余消防机器人或消防设备进行灭火。

8.根据权利要求7所述的一种变电站的火情处理方法，其特征在于，所述S1中包括以下步骤：

图像采集装置采集的视觉图像数据中发现火焰图像说明发生火灾并确定火灾发生区域；

热成像测温装置采集的温度分布数据中发现部分数据大于着火温度阈值，说明发生火灾并确定对应的火灾发生区域；

温度分布数据中发现部分数据大于预警温度阈值，派遣移动监测单元前往对应区域进一步判断是否发生火灾。

9.根据权利要求7或8所述的一种变电站的火情处理方法，其特征在于，所述S2中确定火灾发生后，围绕火灾发生区域的排水道对火灾发生区域进行隔离；所述排水道的凹槽下方的连通开关关闭，所述旋转喷水装置进行旋转将喷嘴的喷水口朝向凹槽方向喷水，使围绕火灾发生区域的排水道内蓄有一定高度的水。

10.根据权利要求7或8所述的一种变电站的火情处理方法，其特征在于，根据火灾发生区域的实际位置采用不同的方式进行灭火；

当火灾发生区域位于变电站区域的室外地面附近或者室内时，控制消防机器人到达火灾发生区域进行灭火；

当火灾发生区域位于变电站区域的室外半空中的位置时，控制无人机到达火灾发生区域进行灭火，或者控制无人机和消防机器人同时进行灭火。

Images