CN216877654U - 一种电缆接头火灾预警及自动灭火装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种电缆接头火灾预警及自动灭火装置，所述火灾预警及自动灭火装置包括壳体和自动灭火装置主体；所述自动灭火装置主体包括：火灾探测模块；火灾预警模块：电缆接头火灾预警模块功能是接收火灾探测模块信号后，将其传输到后台信息监控平台；中转单元：中转单元接收到预警单元发出的报警信息后，通过移动网络将报警信息转发至信息监控平台；自动灭火部件。本实用新型自动灭火装置利用电缆中间接头故障或火灾发生后所发生的物理和化学变化过程中的温度信号的变化规律，从而达到检测、识别火灾的目的；自动对温度信号进行分级，实现多级预警通过探测识别温度信号，在确认当前火警状态后，能够自动启动灭火装置进行灭火。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力安全技术领域，具体是一种电缆接头火灾预警及自动灭火装置。
背景技术
目前发达国家采用光纤测温对电缆温度场进行实时在线监测。三相电均处于同一根电缆，电缆出厂时便将测温光纤预置于其中，铺设后再加上光发射机及接收机，便可进行监测。光纤测量温度的主要依据是光纤的光时域反射原理以及光纤的后向喇曼散射温度效应。发一个光脉冲进光纤的一端，接收并测量后向反射光的强度，便可计算出反射点的温度。
但我国电力系统采用的是三相三线制，不允许采用这类电缆。因此这种方法不适合我国国情。国内一些厂家通过引进消化国外技术，进而自主开发了光纤测温产品。由于每相电流一根独立的电缆。只好在每根电缆绝缘层外面绑扎测温光纤，每隔一段距离绑扎一下。而且由于要监测的电力电缆早已敷设完毕，甚至已运行多年遇到电缆直埋或穿管的情况，将测温光纤与被测电缆紧紧绑扎在一起难度也相当大。由于难以保证测温光纤与被测电缆处处紧密接触，所测得的电缆温度必然精度很差。加之该系统造价太高，为许多单位所不能接受，一直未成为电缆监测的主流产品。现在国内预防电缆燃爆的主流产品，还是通过对电缆中间接头和端接头进行重点监测。对其余因素考虑不足,来解决电缆燃爆的主要问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电缆接头火灾预警及自动灭火装置，利用电缆中间接头故障或火灾发生后所发生的物理和化学变化过程中的温度信号的变化规律，从而达到检测、识别火灾的目的；自动对温度信号进行分级，实现多级预警通过探测识别温度信号，在确认当前火警状态后，能够自动启动灭火装置进行灭火。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
一种电缆接头火灾预警及自动灭火装置，所述火灾预警及自动灭火装置包括壳体和自动灭火装置主体；
所述自动灭火装置主体包括：
火灾探测模块：选择监测温度变化的传感器来作为装置的火灾探测模块；
火灾预警模块：电缆接头火灾预警模块功能是接收火灾探测模块信号后，将其传输到后台信息监控平台；
中转单元：中转单元接收到预警单元发出的报警信息后，通过移动网络将报警信息转发至信息监控平台；
自动灭火部件：包括产气室、用于放置灭火剂的灭火剂室和喷嘴，灭火剂室位于产气室和喷嘴之间。
进一步的，所述壳体包括下槽盒、位于下槽盒上的上盖板，上盖板的两端均设有自动灭火装置主体，自动灭火装置主体通过防爆螺栓安装固定在下槽盒上；壳体为铝合金材质。
进一步的，所述火灾预警控制模块包括STM8超低功耗单片机、通信模组和移动5G网络模块。
进一步的，所述火灾预警模块包括预警单元和中转单元；
所述预警单元设置在电缆接头保护槽盒处，采用电池供电，正常处于休眠状态，在收到传感器信号后再发出报警信息。
进一步的，所述预警模块仅发出信息，不接收信息，预警单元将报警信号传输到中转单元。
进一步的，所述自动灭火装置还包括电源模块，电源模块为温差发电片，型号为SP1848-27145，结构为单层双面陶瓷封装，封装物为704硅胶，内部为半导体材料，成分为锑化铋，焊接剂为低温焊锡。
进一步的，所述灭火剂室用于盛放热气溶胶灭火剂、点火包和超细干粉灭火剂；采用热气溶胶发生剂燃烧后产生的气溶胶作为动力驱动超细干粉灭火剂进行灭火。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型利用电缆中间接头故障或火灾发生后所发生的物理和化学变化过程中的温度信号的变化规律，从而达到检测、识别火灾的目的；
2、本实用新型自动对温度信号进行分级，实现多级预警通过探测识别温度信号，在确认当前火警状态后，能够自动启动灭火装置进行灭火。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型自动灭火装置主视图；
图2是本实用新型自动灭火装置俯视图；
图3是本实用新型自动灭火装置侧视图；
图4是本实用新型自动灭火部件结构示意图；
图5是本实用新型自动灭火装置运行逻辑图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
一种电缆接头火灾预警及自动灭火装置，火灾预警及自动灭火装置包括壳体，如图1、图2、图3所示，壳体包括下槽盒1、位于下槽盒1上的上盖板3，上盖板3的两端均设有自动灭火装置主体4，自动灭火装置主体通过防爆螺栓2 安装固定在下槽盒1上；壳体采用铝合金材质。
自动灭火装置主体4包括火灾探测模块、火灾预警控制模块、电源模块以及火灾自动灭火装置。
电缆中间接头火灾探测模块：导致电缆接头火灾发生的主要原因有电弧、过热和外部加热，因此在火灾发生前后的过程中，温度的变化最为显著，所以选择监测温度变化的传感器来作为装置的火灾探测模块；利用电缆中间接头故障或火灾发生后所发生的物理和化学变化过程中的温度信号的变化规律，从而达到检测、识别火灾的目的。
由于电缆中间接头通常处于电缆保护盒内，其表面温度分布较为均匀，故选择常开温控开关作为温度探测器用于监控电缆中间接头表面温度变化。
火灾预警模块：电缆接头火灾预警模块功能是接收火灾探测模块信号后，将其传输到后台信息监控平台。预警控制模块基于STM8超低功耗单片机、通信模组和移动5G网络模块设计。由于电缆敷设在地下，传统的通讯技术无法满足此环境下能够直接将信号传输到后台的使用要求，为此将整个火灾预警模块分为两个部分，预警单元和中转单元。
预警单元：预警单元设置在电缆接头保护槽盒处，采用电池供电，日常处于休眠状态，在收到传感器信号后再发出报警信息。由于通信模块接收信息需要持续耗电，为了最大程度省电，预警模块仅发出信息，不接收信息。考虑到预警单元对低功耗、低成本及远传输距离的要求，因此预警单元采用5G通信技术，将报警信号传输到中转单元。
中转单元：中转单元设置在环网柜、杆架式变压器等处，采用市电或电池供电。中转单元接收到预警单元发出的5G报警信息后，通过移动网络将报警信息转发至信息监控平台。
火灾预警模块接收火灾探测模块信号后，自动对温度信号进行分级，因电缆中间接头绝缘层和保护层存在，且10KV电缆载流量一般不大于400A，因此可认为电缆中间接头表面温度通常低于60℃。由于一种型号的温控开关对应一种动作温度，因此预警方案设计为三级，预警级别为：Ⅰ级，黄色预警状态；Ⅱ级，橙色预警状态(疑似火情发生)，Ⅲ级，红色警报状态(确认火情发生)。
电源模块：采用的备用电源是温差发电片，型号为SP1848-27145，结构为单层双面陶瓷封装，封装物为704硅胶，内部为半导体材料，成分为锑化铋 (Bi2Te3)，焊接剂为低温焊锡。工作温度为：-40℃～+150℃，预警模块接入了终端的温差发电片，即使工作人员未及时更换电池、电池完全失效时，模块通过相应的电源管理可利用温差发电片上热量转化的电能供电，发出最后一个报警信号，帮助工作人员及时获取信息，快速定位。
自动灭火部件：自动灭火部件的内筒用于盛放热气溶胶灭火剂、点火包和超细干粉灭火剂。由于灭火方式为采用热气溶胶发生剂燃烧后产生的气溶胶作为动力驱动超细干粉灭火剂进行灭火，故装置主要分三大部分：产气室5、灭火剂室6和喷嘴7，如图4所示，灭火剂室6位于产气室5和喷嘴7之间。
使用时，利用电缆中间接头故障或火灾发生后所发生的物理和化学变化过程中的温度信号的变化规律，从而达到检测、识别火灾的目的；自动对温度信号进行分级，实现多级预警。预警级别为：Ⅰ级，黄色预警状态；Ⅱ级，橙色预警状态(疑似火情发生)，Ⅲ级，红色警报状态(确认火情发生)；通过探测识别温度信号，在确认当前火警状态后，能够自动启动灭火装置进行灭火；对电缆中间接头保护槽盒进行防爆设计，当发生电缆中间接头爆炸事故时及时泄压避免更大损失，同时当发生火灾时防止火灾蔓延到周围电缆。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。
Claims (7)
1.一种电缆接头火灾预警及自动灭火装置，其特征在于，所述火灾预警及自动灭火装置包括壳体和自动灭火装置主体(4)；
所述自动灭火装置主体(4)包括：
火灾探测模块：选择监测温度变化的传感器来作为装置的火灾探测模块；
火灾预警模块：电缆接头火灾预警模块功能是接收火灾探测模块信号后，将其传输到后台信息监控平台；
中转单元：中转单元接收到预警单元发出的报警信息后，通过移动网络将报警信息转发至信息监控平台；
自动灭火部件：包括产气室(5)、用于放置灭火剂的灭火剂室(6)和喷嘴(7)，灭火剂室(6)位于产气室(5)和喷嘴(7)之间。
2.根据权利要求1所述的一种电缆接头火灾预警及自动灭火装置，其特征在于，所述壳体包括下槽盒(1)、位于下槽盒(1)上的上盖板(3)，上盖板(3)的两端均设有自动灭火装置主体(4)，自动灭火装置主体通过防爆螺栓(2)安装固定在下槽盒(1)上；壳体为铝合金材质。
3.根据权利要求1或2所述的一种电缆接头火灾预警及自动灭火装置，其特征在于，所述火灾预警控制模块包括STM8超低功耗单片机、通信模组和移动5G网络模块。
4.根据权利要求3所述的一种电缆接头火灾预警及自动灭火装置，其特征在于，所述火灾预警模块包括预警单元和中转单元；
所述预警单元设置在电缆接头保护槽盒处，采用电池供电，正常处于休眠状态，在收到传感器信号后再发出报警信息。
5.根据权利要求4所述的一种电缆接头火灾预警及自动灭火装置，其特征在于，所述预警模块仅发出信息，不接收信息，预警单元将报警信号传输到中转单元。
6.根据权利要求1所述的一种电缆接头火灾预警及自动灭火装置，其特征在于，所述自动灭火装置还包括电源模块，电源模块为温差发电片，型号为SP1848-27145，结构为单层双面陶瓷封装，封装物为704硅胶，内部为半导体材料，成分为锑化铋，焊接剂为低温焊锡。
7.根据权利要求1所述的一种电缆接头火灾预警及自动灭火装置，其特征在于，所述灭火剂室(6)用于盛放热气溶胶灭火剂、点火包和超细干粉灭火剂；采用热气溶胶发生剂燃烧后产生的气溶胶作为动力驱动超细干粉灭火剂进行灭火。
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