CN103440727A

CN103440727A - 一种电气火灾预警方法和***

Info

Publication number: CN103440727A
Application number: CN2013103943737A
Authority: CN
Inventors: 秦建荣; 曹萍; 顾永玉
Original assignee: SUZHOU TAIGU ELECTRIC POWER CO Ltd
Current assignee: Zhenjiang Taigu Electric Power Co., Ltd
Priority date: 2013-09-03
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2033-09-03
Also published as: CN103440727B

Abstract

一种电气火灾预警的方法，包括传感器分别将用电设备的壳体温度、环境温度和电力参数发送给监测仪表，监测仪表将用电设备的壳体温度、环境温度和预处理后的电力分析参数发送给计算机；预警信息处理模块对设备壳体温度和环境温度进行处理，将温度分析结果与电气设备安全数据库的温度安全数据进行对比分析；预警信息处理模块根据基本电力参量，以及用电设备的电力分析参数，分析获得电力分析结果，并与电气设备安全数据库的电力安全数据进行比对分析，预警信息处理模块根据各用电设备的温度分析结果和电力分析结果进行综合评定，如果用电设备存在火灾隐患，缩短监测周期，向警报装置发送警报。本发明可对用电设备电气火灾安全隐患进行预警。

Description

一种电气火灾预警方法和***

技术领域

本发明涉及火灾预警领域，具体涉及一种电气火灾预警方法和***，特别适用于厂矿企事业单位的电气火灾预警。

背景技术

现有电气火灾预警装置通常通过检测电气设备的漏电流（或零线电流）、现场烟气等参数进行电气火灾的预报，如“一种电气火灾探测器”（中国专利申请号：200920204173.X），该实用新型通过检测用电设备的漏电流、现场的可燃气体浓度、烟气浓度以及环境温度判断是否发出火灾预警。这类电气火灾预警装置一般适用于单个用电设备或单个用电设备现场，且对不形成零线电流突变的电气火灾以及电力污染形成的电气火灾一般无法预防。

本发明提供一种电气火灾预警***，对电力用户的所有用电设备的电气火灾进行预防预报。

发明内容：

本发明的目的是提供一种适用于厂矿企事业单位等电力用户的火灾预警方法和***，通过对用电设备的电力参数以及设备环境状况实时监测，及时发现因用电设备以及输配电线路故障产生的电气火灾隐患，实时发出火灾预警。

实施本发明的一种电气火灾预警的方法，包括：

设备温度传感器监测用电设备的壳体温度，环境温度传感器检测用电设备的环境温度，电力传感器监测用电设备的电力参数；设备温度传感器、环境温度传感器和电力传感器通过信号线分别将监测到的用电设备的壳体温度、环境温度和电力参数发送给监测仪表，其中，电力参数包括单相用电设备的电流、电压，三相电用电设备的线电流、线电压以及零线电流；监测仪表将用电设备的壳体温度、环境温度和预处理后的电力分析参数发送给计算机；计算机将接收到的用电设备的壳体温度、环境温度和预先处理后的电力分析参数存储在原始数据库内，并对用电设备的壳体温度、环境温度和预先处理后的电力分析参数进行可视化处理，通过图表方式实时显示各监测点的壳体温度、环境温度和预先处理后的电力分析参数；计算机中的预警信息处理模块从原始数据库中调用各用电设备的设备壳体温度和环境温度，并对设备壳体温度和环境温度进行处理，计算获得用电设备的温度分析结果，并将温度分析结果与电气设备安全数据库的温度安全数据进行对比分析，监测用电设备壳体温度与环境的温差、温差上升速率、设备壳体温度上升速率是否异常，并进行可视化处理，通过图表方式显示处理方式；计算机中的预警信息处理模块从原始数据库中调用各用电设备的基本电力参量，以及用电设备的电力分析参数，分析获得电力分析结果，并与电气设备安全数据库的电力安全数据进行比对分析，检测各监测点的用电设备是否存在超载、断相、短路、接触不良、过电流、过电压、欠压、欠流、影响设备安全的电力污染，并进行可视化处理，通过图表方式显示处理方式；计算机中的预警信息处理模块根据各用电设备的温度分析结果和电力分析结果进行综合评定，如果用电设备存在火灾隐患，缩短监测周期，加强对该监测点的监控，如果用电设备的火灾隐患程度超过阈值后，将向警报装置发送警报。

实施本发明的一种电气火灾预警的***，包括：设备温度传感器、环境温度传感器、电力传感器、监测仪表、信号、报警装置、计算机和预警信息处理模块组成，其中，设备温度传感器，用于监测用电设备的壳体温度，并通过信号线将用电设备的壳体温度发送给检测仪表；环境温度传感器，用于监测用电设备的环境温度，并通过信号线将用电设备的环境温度发送给检测仪表；电力传感器，用于监测用电设备的电力参数，并通过信号线将用电设备电力参数发送给检测仪表，其中，电力参数包括单相用电设备的电流、电压，三相电用电设备的线电流、线电压以及零线电流；监测仪表，用于接收设备温度传感器、环境温度传感器和电力传感器通过信号线分别发送的用电设备的壳体温度、环境温度和电力参数，以及将用电设备的壳体温度、环境温度和预处理后的电力分析参数发送给计算机；计算机，用于接收监测仪表发送的用电设备的壳体温度、环境温度和预处理后的电力分析参数，并将接收到的用电设备的壳体温度、环境温度和预先处理后的电力分析参数存储在原始数据库内，以及对用电设备的壳体温度、环境温度和预先处理后的电力分析参数进行可视化处理，通过图表方式实时显示各监测点的壳体温度、环境温度和预先处理后的电力分析参数；预警信息处理模块，用于从原始数据库中调用各用电设备的设备壳体温度和环境温度，并对设备壳体温度和环境温度进行处理，计算获得用电设备的温度分析结果，并将温度分析结果与电气设备安全数据库的温度安全数据进行对比分析，监测用电设备壳体温度与环境的温差、温差上升速率、设备温度上升速率是否异常，并进行可视化处理，通过图表方式显示处理方式；预警信息处理模块，还用于从原始数据库中调用各用电设备的基本电力参量，以及用电设备的电力分析参数，分析获得电力分析结果，并与电气设备安全数据库的电力安全数据进行比对分析，检测各监测点的用电设备是否存在超载、断相、短路、接触不良、过电流、过电压、欠压、欠流、影响设备安全的电力污染，并进行可视化处理，通过图表方式显示处理方式；预警信息处理模块，还用于根据各用电设备的温度分析结果和电力分析结果进行综合评定，如果用电设备存在火灾隐患，缩短监测周期，加强对该监测点的监控，如果用电设备的火灾隐患程度超过阈值后，将向警报装置发送警报。

实施本发明的一种电气火灾预警***，可对整个电力用户的所有电气设备的的过载、断相、短路、漏电以及三相不平衡、电压瞬变、过压、欠压、过流、高次谐波等电力污染引起的用电设备电气火灾安全隐患进行预警，使各类电气火灾消除在萌芽状态，确保电力用户的用电安全。

附图说明

图1 为本发明提供的一种电气火灾预警***框图；

图2为本发明提供的一种电器火灾预警方法示意图。

1. 配电房 2. 变压器油温传感器 3. 变压器 4. 通信服务器 5. 数据线 6. 信号线 7. 环境温度传感器 8. 设备温度传感器 9. 用电设备 10. 电力传感器 11. 配电柜 12. 监测仪表 13. 输电线 14. 计算机 15. 警报装置。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体细节和工作步骤：

本发明的一种电气火灾预警***的装置如图1所示，包括设备温度传感器8、环境温度传感器7、电力传感器10、监测仪表12、通信服务器4、信号线6、数据线5、报警装置15、计算机14和预警信息处理模块，其中设备温度传感器8包括变压器油温传感器、设备壳体温度传感器，变压器油温传感器安装变压器3壳体内，设备壳体温度传感器安装在用电设备9的壳体上；环境温度传感器7安装在用电设备9的环境空间内（如配电房1内、车间内）；电力传感器10安装在变压器3的一次线侧、配电房1和控制柜以及各用电设备9的进线端；设备温度传感器8和电力传感器10通过信号线6与监测仪表12连接；监测仪表12输入端通过信号线6与设备温度传感器8、环境温度传感器7、电力传感器10连接，输出端通过数据线5和通信服务器4连接；通信服务器4输入端通过数据线5和计算机14连接，预警信息处理模块可以是一个软件，安装在计算机14上；报警装置15和计算机14连接。

设备温度传感器8，用于监测用电设备的壳体温度，并通过信号线6将用电设备的壳体温度发送给检测仪表；

环境温度传感器7，用于监测用电设备的环境温度，并通过信号线6将用电设备的环境温度发送给检测仪表；

电力传感器10，用于监测用电设备的电力参数，并通过信号线6将用电设备电力参数发送给检测仪表，其中，电力参数包括单相用电设备的电流、电压，三相电用电设备的线电流、线电压以及零线电流；

监测仪表12，用于接收设备温度传感器8、环境温度传感器7和电力传感器10通过信号线6分别发送的用电设备的壳体温度、环境温度和电力参数，以及将用电设备的壳体温度、环境温度和预处理后的电力分析参数发送给计算机14；其中，电力分析参数包含了各用电设备的电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压波动、三相电压不平衡、电量和线损、功率因数、三相总有功功率和三相总无功功率，电力分析结果包含了分析获得的电力供电频率变化、有功功率、无功功率、三相不平衡状态、高次谐波、电压瞬变、电流瞬变、过压和过流和欠压；温度分析结果包含各用电设备的设备温度变化率、温度上升速率、设备与环境的温差和采样周期内的平均温度。

计算机14，用于接收监测仪表发送的用电设备的壳体温度、环境温度和预处理后的电力分析参数，并将接收到的用电设备的壳体温度、环境温度和预先处理后的电力分析参数存储在原始数据库内，以及对用电设备的壳体温度、环境温度和预先处理后的电力分析参数进行可视化处理，通过图表方式实时显示各监测点的壳体温度、环境温度和预先处理后的电力分析参数；

预警信息处理模块，用于从原始数据库中调用各用电设备的设备壳体温度和环境温度，并对设备壳体温度和环境温度进行处理，计算获得用电设备的温度分析结果，并将温度分析结果与电气设备安全数据库的温度安全数据进行对比分析，监测用电设备壳体温度与环境的温差、温差上升速率、设备壳体温度上升速率是否异常，并进行可视化处理，通过图表方式显示处理方式；

预警信息处理模块，还用于从原始数据库中调用各用电设备的基本电力参量，以及用电设备的电力分析参数，分析获得电力分析结果，并与电气设备安全数据库的电力安全数据进行比对分析，检测各监测点的用电设备是否存在超载、断相、短路、接触不良、过电流、过电压、欠压、欠流、影响设备安全的电力污染，并进行可视化处理，通过图表方式显示处理方式；

预警信息处理模块，还用于根据各用电设备的温度分析结果和电力分析结果进行综合评定，如果用电设备存在火灾隐患，缩短监测周期，加强对该监测点的监控，如果用电设备的火灾隐患超过阈值后，将向警报装置发送警报。

设备温度传感器安装在设备壳体上以及变压器壳体，环境温度传感器安装在用电设备环境空间，电力传感器安装在变压器一次线侧、配电房和控制柜或各用电设备的进线端。

监测仪表12，还用于通过预置程序根据接收到的电力参数，分析计算获得包含各用电设备的有功功率、无功功率、频率和谐波量的基本电力参量，以及包含各用电设备的电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压波动、三相电压不平衡、电量和线损、功率因数、三相总有功功率和三相总无功功率的电力分析参数。

具体实施过程，如图2所示，执行下列步骤：

101、安装在用电设备9壳体上的设备温度传感器8检测用电设备9的壳体温度；安装在用电设备环境空间的环境温度传感器7检测用电设备的环境温度；电力传感器10检测用电设备4的电力参数；其中，电力参数包括单相用电设备的电流、电压，三相电用电设备的线电流、线电压以及零线电流。

102、环境温度传感器8和设备温度传感器7分别通过信号线6将检测到的设备壳体温度和环境温度传输到监测仪表12上，其中，环境温度传感器8和设备温度传感器7分别和监测仪表12互相连接，电力传感器10将监测到的电力参数通过信号线6传输到监测仪表12，其中，电力传感器10与监测仪表12互相连接。

103、监测仪表12接收到设备壳体温度和环境温度后，将该设备壳体温度和环境温度保存在内部存储器内，监测仪表12接收到电力参数后，将该电力参数进行预处理，然后将电力分析参数保存在内部存储器内。

其中，将该电力参数进行预处理具体指：监测仪表12的单片机通过预置程序根据接收到的电流、电压等电力参数，分析计算获得各监测点的有功功率、无功功率、频率、谐波量等基本电力参量，以及各监测点的电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压波动、三相电压不平衡、电量和线损、功率因数、三相总有功功率、三相总无功功率等电力分析参数。

104、监测仪表12按照设定的时间间隔经数据线5通过通信服务器4向计算机14发送用电设备壳体温度和环境温度，以及预先处理过的用电设备的电力分析参数。

105、计算机14通过数据线5循环扫描各通信服务器4，根据设置的通信协议与通信服务器4建立通信连接，接收通信服务器4发送的监测得到的用电设备壳体温度和环境温度，以及预先处理过的用电设备的电力分析参数。

106、计算机14将接收到的通信服务器4发送的用电设备壳体温度和环境温度，以及预先处理过的用电设备的电力分析参数存储在原始数据库内，并对原始数据进行可视化处理，通过图表方式实时显示各监测点的温度和电力分析参数。

107、计算机14中的预警信息处理软件从原始数据库中调用各监测点的用电设备的设备壳体温度和环境温度，并对设备壳体温度和环境温度进行处理，计算获得各监测点的设备壳体温度变化率、温度上升速率、设备与环境的温差、采样周期内的平均温度等温度分析结果，并将温度分析结果与电气设备安全数据库的温度安全数据进行对比分析，监测用电设备壳体温度与环境的温差、温差上升速率、设备壳体温度上升速率是否异常。

在电气设备安全数据库保存了同类电气设备的电气安全数据，电气安全数据包括了温度安全数据和电力安全数据。

108、计算机14中的预警信息处理软件从原始数据库中调用各监测点的电流、电压、有功功率、无功功率、频率、谐波量等基本电力参量，以及各监测点的电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压波动、三相电压不平衡、电量和线损、功率因数、三相总有功功率、三相总无功功率等电力分析参数，分析电力供电频率变化、有功功率、无功功率、三相不平衡状态、高次谐波、电压瞬变、电流瞬变、过压、过流和欠压等电力分析结果，确定电力污染程度、用电设备电气运行状况、供电线路是否正常等情况，并与电气设备安全数据库的电力安全数据进行比对分析，监测各监测点的用电设备是否存在超载、断相、短路、接触不良、过电流、过电压、欠压、欠流、影响设备安全的电力污染等异常情况；

109、计算机14中的预警信息处理软件根据各监测点用电设备温度分析结果和电力分析结果进行综合评定，如果用电设备运行正常，不存在电气火灾隐患，则按照原有的循环处理方式接收监测仪表12传输的数据并按照步骤107和108进行数据分析处理；如果综合评定发现某监测点的用电设备存在火灾隐患，则对火灾隐患类型、严重程度进行分析评判，同时通过通信服务器4与监测仪表12进行通信，缩短该监测点的监测仪表4发送数据的时间间隔，加强对该监测点的监控；

110、计算机14中的预警信息处理软件在分析某监测点的用电设备温升、电力参数异常后，通过图表方式显示处理方式，并根据火灾隐患类型、严重程度选择计算机提示、警报装置发出声光警报、通过互联网等通信通道向相关人员发出提示报警的方式进行警报。

Claims

1.一种电气火灾预警方法，其特征在于，包括：

设备温度传感器监测用电设备的壳体温度，环境温度传感器检测用电设备的环境温度，电力传感器监测用电设备的电力参数；

所述设备温度传感器、所述环境温度传感器和所述电力传感器通过信号线分别将监测到的所述用电设备的壳体温度、所述环境温度和所述电力参数发送给监测仪表，其中，所述电力参数包括单相用电设备的电流、电压，三相电用电设备的线电流、线电压以及零线电流；

所述监测仪表将用电设备的所述壳体温度、所述环境温度和预处理后的电力分析参数发送给计算机；

所述计算机将接收到的所述用电设备的壳体温度、所述环境温度和所述预先处理后的电力分析参数存储在原始数据库内，并对所述用电设备的壳体温度、环境温度和预先处理后的电力分析参数进行可视化处理，通过图表方式实时显示各监测点的壳体温度、环境温度和预先处理后的电力分析参数；

计算机中的预警信息处理模块从原始数据库中调用各用电设备的设备壳体温度和环境温度，并对设备壳体温度和环境温度进行处理，计算获得用电设备的温度分析结果，并将温度分析结果与电气设备安全数据库的温度安全数据进行对比分析，监测用电设备壳体温度与环境的温差、温差上升速率、设备壳体温度上升速率是否异常，并进行可视化处理，通过图表方式显示处理方式；

计算机中的预警信息处理模块从原始数据库中调用各用电设备的基本电力参量，以及用电设备的电力分析参数，分析获得电力分析结果，并与电气设备安全数据库的电力安全数据进行比对分析，检测各监测点的用电设备是否存在超载、断相、短路、接触不良、过电流、过电压、欠压、欠流、影响设备安全的电力污染，并进行可视化处理，通过图表方式显示处理方式；

计算机中的预警信息处理模块根据各用电设备的温度分析结果和电力分析结果进行综合评定，如果用电设备存在火灾隐患，缩短监测周期，加强对所述监测点的监控，如果用电设备的火灾隐患程度超过阈值后，将向警报装置发送警报。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

监测仪表的单片机通过预置程序根据接收到的电力参数，分析计算获得包含各用电设备的有功功率、无功功率、频率和谐波量的基本电力参量，以及包含各用电设备的电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压波动、三相电压不平衡、电量和线损、功率因数、三相总有功功率和三相总无功功率的电力分析参数。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电力分析参数包含了各用电设备的电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压波动、三相电压不平衡、电量和线损、功率因数、三相总有功功率和三相总无功功率，所述电力分析结果包含了分析获得的电力供电频率变化、有功功率、无功功率、三相不平衡状态、高次谐波、电压瞬变、电流瞬变、过压和过流和欠压；所述温度分析结果包含各用电设备的设备壳体温度变化率、温度上升速率、设备与环境的温差和采样周期内的平均温度。

4.一种电气火灾预警***，其特征在于，包括，设备温度传感器、环境温度传感器、电力传感器、监测仪表、信号、报警装置、计算机和预警信息处理模块组成，其特征在于，

所述设备温度传感器，用于监测用电设备的壳体温度，并通过所述信号线将所述用电设备的壳体温度发送给检测仪表；

所述环境温度传感器，用于监测用电设备的环境温度，并通过所述信号线将所述用电设备的环境温度发送给检测仪表；

所述电力传感器，用于监测用电设备的电力参数，并通过所述信号线将所述用电设备电力参数发送给检测仪表，其中，电力参数包括单相用电设备的电流、电压，三相电用电设备的线电流、线电压以及零线电流；

所述监测仪表，用于接收设备温度传感器、环境温度传感器和电力传感器通过信号线分别发送的用电设备的壳体温度、环境温度和电力参数，以及将所述用电设备的壳体温度、环境温度和预处理后的电力分析参数发送给计算机；

所述计算机，用于接收监测仪表发送的用电设备的壳体温度、环境温度和预处理后的电力分析参数，并将接收到的用电设备的壳体温度、环境温度和预先处理后的电力分析参数存储在原始数据库内，以及对用电设备的壳体温度、环境温度和预先处理后的电力分析参数进行可视化处理，通过图表方式实时显示各监测点的壳体温度、环境温度和预先处理后的电力分析参数；

所述预警信息处理模块，用于从原始数据库中调用各用电设备的设备壳体温度和环境温度，并对设备壳体温度和环境温度进行处理，计算获得用电设备的温度分析结果，并将温度分析结果与电气设备安全数据库的温度安全数据进行对比分析，监测用电设备壳体温度与环境的温差、温差上升速率、设备壳体温度上升速率是否异常，并进行可视化处理，通过图表方式显示处理方式；

所述预警信息处理模块，还用于从原始数据库中调用各用电设备的基本电力参量，以及用电设备的电力分析参数，分析获得电力分析结果，并与电气设备安全数据库的电力安全数据进行比对分析，检测各监测点的用电设备是否存在超载、断相、短路、接触不良、过电流、过电压、欠压、欠流、影响设备安全的电力污染，并进行可视化处理，通过图表方式显示处理方式；

所述预警信息处理模块，还用于根据各用电设备的温度分析结果和电力分析结果进行综合评定，如果用电设备存在火灾隐患，缩短监测周期，加强对该监测点的监控，如果用电设备的火灾隐患程度超过阈值后，将向警报装置发送警报。

5.如权利要求4所述的一种电气火灾预警***，其特征在于，所述设备温度传感器安装在设备壳体上以及变压器壳体，所述环境温度传感器安装在用电设备环境空间，所述电力传感器安装在变压器一次线侧、配电房和控制柜或各用电设备的进线端。

6.如权利要求4所述的一种电气火灾预警***，其特征在于，所述监测仪表，还用于通过预置程序根据接收到的电力参数，分析计算获得包含各用电设备的有功功率、无功功率、频率和谐波量的基本电力参量，以及包含各用电设备的电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压波动、三相电压不平衡、电量和线损、功率因数、三相总有功功率和三相总无功功率的电力分析参数。

7.如权利要求4所述的一种电气火灾预警***，其特征在于，所述电力分析参数包含了各用电设备的电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压波动、三相电压不平衡、电量和线损、功率因数、三相总有功功率和三相总无功功率，所述电力分析结果包含了分析获得的电力供电频率变化、有功功率、无功功率、三相不平衡状态、高次谐波、电压瞬变、电流瞬变、过压和过流和欠压；所述温度分析结果包含各用电设备的设备壳体温度变化率、温度上升速率、设备与环境的温差和采样周期内的平均温度。