CN209312194U - 一种电控柜安全系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电控柜安全系统，包括如下组成部分：电控柜主体，包括设置在电控柜主体内的红外热成像模块、烟雾报警模块、灭火模块；通过所述红外热成像模块对整个电控柜进行扫描，获得柜内热成像图；通过所述烟雾报警模块检测柜内烟雾；通过所述灭火模块在报警时灭火；中央处理器或工控机，利用中央处理器或工控机接收电控柜主体中各模块发送的监测数据，进行信息整合处理；显示模块，与中央处理器或工控机连接，将经由中央处理器或工控机处理过的采集到的数据整合后，显示出来，供维护人员或管理人员查阅相关的信息。通过红外热成像扫描仪扫描，在中央处理器或工控机进行数据整合，生成带柜内元器件的热成像图，可在显示屏上显示出来。

Description

一种电控柜安全系统

技术领域

本实用新型涉及防火安全技术领域，特别涉及电控柜起火的预防、监测与扑灭，具体是一种电控柜安全系统。

背景技术

随着社会的发展，电的运用在生活中越来越重要，用于电气控制的电控柜在生活中随处可见。在某些大型工厂，整个电控系统由几个或几十个电控柜组成，一旦电控柜发生火灾或其他安全事故，对设备或工厂损失巨大，因此在这些场景中，对电控柜的安全防护需要特别重视。电控柜起火的例子随处都可见报道，引起电控柜起火的原因有很多，比如短路导致电流过大，致使电气元器件烧坏起火；电缆连接处松动，接触不好导致电气元器件起火；电缆长时间过流发热、接线端子及电缆线虚接等原因导致起火等等。

传统的电控柜主要是通过断路器过流保护简单防护，缺点在于很多时候无法检测精准，或接线端子、接线电缆虚接引起的起火无法有效防护。

已有的针对电控柜起火的主动监控技术，包括如下中国专利：申请号2014101133157公开了一种电控柜火情检测预防控制系统及其控制方法，通过设置数据采集装置，采集监测节点的温度、CO浓度及烟雾浓度实现火情检测，进一步实现报警和灭火等处理；申请号2017203761450通过在柜体内设置温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器监测柜内的情况；申请号2017102775094通过设置温度传感器、烟雾传感器监测火灾；申请号201120238162和2015106443648都是通过传感器单元检测电控柜内的温度、烟雾信号。

以上这些方法的缺点是需要在选定的节点上设置温度传感器以监测该节点的温度变化，缺乏对电控柜内的整体温度场进行构图的能力，监测效果取决于节点选择的合理性，容易遗漏，也容易出现某个节点传感器损坏等问题。

申请号2018105568654公开一种工业机器人电控柜内部温度检测系统使用红外热像仪监测电控柜内温度变化，但该专利侧重于红外热像仪的布置，对柜内温度分布是利用已有软件和算法进行，缺乏针对电控柜的有效成像方法。

实用新型内容

针对背景技术提出的问题，本实用新型提供了一种电控柜安全系统，对电控柜柜内元器件安全有预警、保护、灭火等功能。

本实用新型的技术方案为：

一种电控柜安全系统，包括如下组成部分：

电控柜主体，包括设置在电控柜主体内的红外热成像模块、烟雾报警模块、灭火模块；通过所述红外热成像模块对整个电控柜进行扫描，获得柜内热成像图；通过所述烟雾报警模块检测柜内烟雾；通过所述灭火模块在报警时灭火；

中央处理器或工控机，利用中央处理器或工控机接收电控柜主体中各模块发送的监测数据，进行信息整合处理；

显示模块，与中央处理器或工控机连接，将经由中央处理器或工控机处理过的采集到的数据整合后，显示出来，供维护人员或管理人员查阅相关的信息。

通过红外热成像扫描仪扫描，在中央处理器或工控机进行数据整合，生成带柜内元器件的热成像图，可在显示屏上显示出来。

其中，中央处理器或工控机，将红外热成像扫描仪获取的柜内热成像图和电控柜元器件布置图相结合，生成带柜内元器件的热成像图；监测到带柜内元器件的热成像图中某元器件或某区域，温度变化达到设计阈值时，控制执行设定的防火措施。

进一步地，所述一种电控柜安全系统，所述烟雾报警模块对柜内烟雾进行检测，结合带柜内元器件的热成像图的信息，当热成像检测某元器件或某区域温度大于预设报警阈值且烟雾报警器检测到烟雾时，启动灭火模块，对柜内进行灭火处理。

进一步地，所述一种电控柜安全系统，所述红外热成像模块，选择能生成热图像和温度值的红外热成像扫描仪。

进一步地，所述一种电控柜安全系统，所述当柜内温度达到设计阈值是指，对柜内每个元器件或柜内某个区域设计温度阈值。

根据实际电控柜的特点，对一些重要的元器件组合的区域可以设置为重点监测部位，实现有针对性的监测。

进一步地，所述一种电控柜安全系统，所述对柜内每个元器件或柜内某个区域设计温度阈值包括，当达到设计阈值1时进行预警，当达到设计阈值2时切断电源。

进一步地，所述一种电控柜安全系统，所述防火动作控制模块为包含在中央处理器或工控机内的一个程序控制功能。

进一步地，所述一种电控柜安全系统，所述电控柜主体还包括设置在电控柜内的烟雾报警模块和灭火模块；所述烟雾报警模块对柜内烟雾进行检测，结合热成像图的信息，当烟雾报警器检测到烟雾、热成像检测某元器件或某区域温度大于预设阈值2时，启动灭火模块，对柜内进行灭火处理。

进一步地，所述一种电控柜安全系统，所述灭火模块优先选择干粉灭火器。

进一步地，所述一种电控柜安全系统，所述电控柜主体还包括设置在电控柜内的视频模块，所述视频模块对整个柜内进行监控，用于：通过监控画面来观察电气元器件是否正常，实现远程寻常检修；当有发生预警时，通过监控画面可初步判断出现故障原因，提出解决方法；可观察电控柜内是否有明火或烟雾，起到监视作用。

进一步地，所述一种电控柜安全系统，所述中央处理器或工控机支持多种通信接口，其中主要使用的接口有CAN总线，RS232，RS485，以太网等。

进一步地，所述一种电控柜安全系统，还包括显示模块，将经由中央处理器或工控机处理过的采集到的数据整合后，在显示模块上显示出来，供维护人员或管理人员查阅相关的信息。

进一步地，所述一种电控柜安全系统，还包括预警、报警模块，预警、报警时实现本地声光报警。

进一步地，所述一种电控柜安全系统，还具备生成温度报表的功能，有助于对电气元器件进行安全分析。

进一步地，所述一种电控柜安全系统，还包括无线传输模块，将采集到的数据通过无线传输模块进行数据传输，管理者可利用手机或电脑等移动设备，远距离进行管理。

一种电控柜安全系统的安全控制方法，包括如下实现步骤：

S1、利用红外热成像扫描仪对整个柜内电气元器件进行实时扫描，并将数据传输至中央处理器或工控机上，获取到热成像图；

S2、中央处理器或工控机将步骤S1获取的柜内热成像图和电控柜元器件布置图相结合，生成用于管理的带柜内元器件的热成像图；

S3、给各个元器件或某个区域位置设置两级温度阈值，当某个元器件或某区域温度达到预设阈值1时，进行预警，并可快速查找到具体发生故障的电气元器件，节省检修时间；当某个元器件或某区域温度达到预设阈值2时，切断电源；

S4、当检测到某元器件或某区域温度大于预设阈值2时，获取烟雾报警器检测到烟雾的信号，若烟雾报警器检测到烟雾，则进行报警，同时自动启动灭火模块，对柜内进行灭火处理。

进一步的，所述一种电控柜安全系统的安全控制方法，还包括如下步骤：

在进行预警的同时，将采集到的数据通过无线传输模块进行数据传输，传输到指定人员的手机或电脑等移动设备，管理者可利用手机或电脑等移动设备，远距离进行管理。

进一步的，所述一种电控柜安全系统的安全控制方法，还包括如下步骤：

利用视频模块，对整个柜内进行监控，寻常检修可以通过监控画面来观察电气元器件是否正常；当发生预警时，可初步判断出现故障原因，提出解决方法；当发生报警是，可观察电控柜内是否有明火或烟雾等状态，起到监视作用。

进一步的，所述一种电控柜安全系统的安全控制方法，还包括如下步骤：

当发生预警或报警时，生成各元器件和区域的温度报表，有助于对电气元器件进行安全分析。

本实用新型的有益效果包括：本实用新型电控柜内每个电气元器件均有对应的温度；安装烟雾传感器对柜内烟雾进行检查，结合热成像图的报警信息，发生起火时启动安装在柜内的灭火器对起火电控柜进行灭火；安装无线传输模块，可将信息发送至手机或其他接收装置，提供查询或警示功能；安装监视器，对整个柜内进行监控，可减少人去对电控柜进行巡查，降低人工成本；同时生成温度报表，有助于对电气元器件进行安全分析。

本实用新型能有效的通过温度的变化，在发现问题苗头的时候，起到预警，切断电源等操作，若起火还能通过灭火系统灭火，减少损失，且能生成各个元器件或位置的温度报表，能有效地为管理人员或维护人员提供数据参考，通过柜内监控视频又可减少人工进行电控柜巡查等工作， 且可远程操作查看，方便安全。

附图说明

图1是本实用新型系统系统模块组成结构示意图；

图2是本实用新型系统工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步的说明，以便于本领域技术人员理解本实用新型。

如附图1所示，为一种电控柜安全系统，包括如下组成部分：

（1）电控柜主体，所述电控柜主体安装在现场，电控柜主体中除了常规的电气元器件意外，还包括设置在电控柜主体内的红外热成像模块、烟雾报警模块、灭火模块以及视频模块；

具体的实施方式是，通过在电控柜内安装红外热成像扫描仪和摄像机（即红外热成像模块和视频模块的主要器件）对整个电控柜进行扫描，红外热成像扫描仪的工作原理是，由于黑体辐射的存在，任何物体都依据温度的不同对外进行电磁波辐射，波长为2.0~1000毫米的部分称为热红外线，通过热红外敏感CCD对物体进行成像，即热红外线成像，能反映出物体表面的温度场，红外热成像扫描仪通过非接触探测红外能量（热量），并将其转换成电信号，进而生成热图像和温度值，并可以对温度值进行计算；

红外热成像扫描仪获得热成像图数据后，通过通信接口发送给中央处理器或工控机，中央处理器或工控机结合电控柜内电气元器件的实际分布情况，返回对柜内温度场的分析数据。

为了提高本实用新型的系统的可靠性和智能化，还增加了烟雾报警模块对柜内可能在温度异常升高后的情况下，检测柜内的烟雾，当检测到烟雾时，传输信号到中央处理器或工控机，再进行报警，然后启动灭火模块，对柜内进行灭火处理，所述灭火模块优先选择干粉灭火器；

所述视频模块，即摄像机，负责对柜内进行视频扫描，获得柜内的状况，包括电控柜内电气元器件的信息，可用于：辅助远程的寻常检修，通过监控画面来观察电气元器件是否正常；当有发生预警时，可初步判断出现故障的原因，提出解决方法；可辅助管理人员观察是否有明火或烟雾等状态，起到监视作用；

（2）中央处理器或工控机，利用中央处理器或工控机接收电控柜主体中各模块发送的监测数据，进行信息整合处理；中央处理器或工控机进行数据整合和决策的过程如附图2所示，包括如下流程步骤：

首先是对热红外成像模块的热成像图进行数据整合，将红外热成像扫描仪获取的柜内热成像图，和电控柜元器件布置图相结合，生成用于管理的带柜内元器件的热成像图，在本实施例中，电控柜元器件布置图可通过视频模块（即摄像头）收集获取；

在中央处理器或工控机上，给各个元器件或电控柜内某个区域位置（针对一些重要的元器件组合的区域）设置阈值，阈值设置包含两级，分别为阈值1和阈值2；

当某个元器件或某区域温度发生变化，温度达到预设阈值1时，进行预警，并可根据所述带柜内元器件的热成像图，快速查找到具体发生故障的电气元器件，节省检修时间；

在进行预警的同时，将采集到的数据通过无线传输模块进行数据传输，传输到指定人员的手机或电脑等移动设备，管理者可利用手机或电脑等移动设备，远距离进行管理，杜绝事故发生；

当某个元器件或某区域温度达到预设阈值2时，切断电源；

当达到预设阈值2时，利用烟雾报警模块和视频模块进行火情确认，烟雾报警器检测到烟雾并传输信号到中央处理器或工控机后，再进行报警；管理人员可通过视频监控系统观察报警的电控柜内是否有明火或烟雾等状态，进行监视，做出指挥决策；

当烟雾报警器检测到烟雾、热成像检测某元器件或某区域温度大于预设阈值2时，启动灭火模块，对柜内进行灭火处理，如自动打开干粉灭火器装置灭火等；

在检测到出现温度异常变化时，中央处理器或工控机生成各元器件和区域的温度报表，有助于对电气元器件进行安全分析；

中央处理器或工控机是设备控制的核心部分完成了大部分的系统运算和信息处理，大部分的子系统都与它连接，这就要求中央处理器或工控机支持多种通信接口，其中主要使用的接口有CAN总线，RS232，RS485，以太网等；

（3）显示、预警模块，与中央处理器或工控机连接，将经由中央处理器或工控机处理过的采集到的数据整合后，显示出来，供维护人员或管理人员查阅相关的信息，预警、报警时实现本地声光报警，同时输出生成的温度报表，有助于对电气元器件进行安全分析；

（4）无线传输模块，将中央处理器或工控机整合后的数据发送至远程接收模块（一般包括管理者的手机或电脑等设备），提供查询或警示功能，管理者也可利用手机或电脑等移动设备，远距离进行管理。

本实用新型的特点和优势包括：

（1）利用红外热成像仪对整个柜内电气元器件进行实时扫描，获取热成像图，电控柜内每个电气元器件均有对应的温度；

（2）在中央处理器或工控机上，将热成像图和电控柜元器件布置图相结合，生成用于管理的带柜内元器件的热成像图；

（3）对每个元器件或某个区域设计温度阈值，当达到设置阈值1时进行预警，当达到设计阈值2时切断电源；

（4）在预警状态，可快速查找到具体发生故障的电气元器件，节省检修时间，同时发送数据给管理者，管理者可利用手机或电脑等移动设备，远距离进行管理，尽早杜绝事故发生；

（5）安装烟雾传感器对柜内烟雾进行检查，结合热成像图的报警信息，发生起火时启动安装在柜内的灭火器对起火电控柜进行灭火；

（6）安装视频监视器，对整个柜内进行监控，寻常检修可以通过监控画面来观察电气元器件是否正常，当有发生预警时，可初步判断出现故障原因，报警时，可观察是否有明火或烟雾等状态，可减少人去对电控柜进行巡查，降低人工成本；

（7）安装无线传输模块，可将信息发送至手机或其他接收装置，提供查询或警示功能；

（8）系统同时生成温度报表，有助于对电气元器件进行安全分析。

以上实施例仅用于说明本实用新型的具体实施方式，而不是用于限定本实用新型，本实用新型所要求保护的范围以权利要求书所述为准。

Claims (9)

1.一种电控柜安全系统，其特征在于，包括如下组成部分：

电控柜主体，包括设置在电控柜主体内的红外热成像模块、烟雾报警模块、灭火模块；通过所述红外热成像模块对整个电控柜进行扫描，获得柜内热成像图；通过所述烟雾报警模块检测柜内烟雾；通过所述灭火模块在报警时灭火；

中央处理器或工控机，利用中央处理器或工控机接收电控柜主体中各模块发送的监测数据，进行信息整合处理；

显示模块，与中央处理器或工控机连接，将经由中央处理器或工控机处理过的采集到的数据整合后，显示出来，供维护人员或管理人员查阅相关的信息。

2.根据权利要求1所述一种电控柜安全系统，其特征在于，所述中央处理器或工控机将红外热成像扫描仪获取的柜内热成像图和电控柜元器件布置图相结合，生成带柜内元器件的热成像图，并监测带柜内元器件的热成像图中某元器件或某区域的温度变化；所述烟雾报警模块对柜内烟雾进行检测，结合带柜内元器件的热成像图的信息，当热成像检测某元器件或某区域温度大于预设报警阈值且烟雾报警器检测到烟雾时，启动灭火模块，对柜内进行灭火处理。

3.根据权利要求2所述一种电控柜安全系统，其特征在于，所述灭火模块选择干粉灭火器。

4.根据权利要求1所述一种电控柜安全系统，其特征在于，所述红外热成像模块为，能生成热图像和温度值的红外热成像扫描仪。

5.根据权利要求1~4任一所述一种电控柜安全系统，其特征在于，所述电控柜主体内还包括视频模块，所述视频模块对整个柜内进行视频监控。

6.根据权利要求1~4任一所述一种电控柜安全系统，其特征在于，还包括预警、报警模块，预警、报警时实现本地声光报警，同时生成温度报表。

7.根据权利要求1~4任一所述一种电控柜安全系统，其特征在于，还包括无线传输模块，将中央处理器或工控机整合后的数据发送至远程接收模块，提供查询或警示功能，管理者也可利用手机或电脑等移动设备，远距离进行管理。

8.根据权利要求7所述一种电控柜安全系统，其特征在于，所述远程接收模块包括管理者的手机和/或电脑。

9.根据权利要求1~4任一所述一种电控柜安全系统，其特征在于，所述中央处理器或工控机支持CAN总线，RS232，RS485，以太网接口。