CN113870516A - 一种通讯基站火灾探测*** - Google Patents

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付正义
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Abstract

一种通讯基站火灾探测***,其包括电源***火灾检测组，密封箱火灾检测组，初始化设置模块，数据采集模块，判断模块，控制模块，以及数据管理平台。所述电流检测单元设置在市电的输入输出的回路上并用于检测电流输入输出值。所述剩余电路检测单元用于检测***中的剩余电流以判断是否存在漏电或短路。所述故障电弧监测单元设置在市电的主回路上并用于检测所述机柜里的电弧质量是否符合要求。当所述判断模块所输出的命令为所述灭火装置开始工作的命令时所述数据管理平台用于记录所述电源***火灾检测组及密封箱火灾检测组所检测到的数据，以及示警数据。本通讯基站火灾探测***可以进行提前干预，从而可以将火灾发生的苗头扼杀在开始阶段。

Description

一种通讯基站火灾探测***
技术领域
本发明涉及通讯基站的火灾预警领域，特别涉及一种通讯基站火灾探测***。
背景技术
众所周知，5G设备的天线通道数量和站点容量大幅提升，导致基站整体功耗上升，5G基站供电与备电需升级扩容。作为储能***中的关键组成部分，传统铅酸电池体积大、重量重，有限的机房和站址空间已无法容纳这么多蓄电池了。在储能***中，用体积更小、重量更轻、能量密度更高、寿命更长、性能更优的锂电来替代铅酸已是大势所趋。
但是锂电储能处于快速发展阶段，在安全方面目前各大厂家都没有特别完美的方案，锂电池因为其化学特性，一旦发生故障、短路、漏液会产生严重的火灾事故。同时，基站内通信设备含有大量信息、数据资料。基站一旦发生火灾，不但会造成巨大的经济损失，还会造成信息数据资料损坏、丢失。
故在锂电储能***应用在5G基站的时候，应该特别关注其安全防护。
目前市面上没有成熟的针对5G基站锂电储能***的消防方案，虽然现有的基站具有消防***，如烟雾传感器(误报率高)、摄像头监测、过流过压保护等设备，但是针对锂电储能***来说，这远远不够，锂电一旦发生火灾事故，很难灭火，只能等待其活性物质燃烧殆尽，这样对基站的损失，不可估量
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种通讯基站火灾探测***，以提高5G通讯基站的预警能力。
一种通讯基站机柜火灾探测***，所述机柜里设置有多个用于收容电池箱的密封柜。所述通讯基站火灾探测***包括一个设置在所述机柜上的电源***火灾检测组，一个设置在所述密封柜上的密封箱火灾检测组，一个初始化设置模块，一个数据采集模块，一个判断模块，一个控制模块，以及一个数据管理平台。所述电源***火灾检测组包括一个电流检测单元，一个剩余电量检测单元，以及一个故障电弧监测单元。所述电流检测单元设置在市电的输入输出的回路上并用于检测电流输入输出值。所述剩余电路检测单元设置在市电的输入输出的回路上并用于检测***中的剩余电流以判断是否存在漏电或短路。所述故障电弧监测单元设置在市电的主回路上并用于检测所述机柜里的电弧质量是否符合要求。所述密封箱火灾检测组包括至少一个温度传感器，一个湿度传感器，一个气体检测传感器，一个烟雾检测传感器，以及一个照度检测传感器。所述温度传感器设置在所述电池箱的表面。所述湿度传感器设置在所述机柜内用于检测电池箱的漏液情况。所述气体检测传感器设置在所述机柜内部的顶部以监测机柜内部的气体成分。所述照度检测传感器设置在所述机柜内部的顶部并用于机柜内部的照度值。所述烟雾检测传感器设置在所述机柜内部的顶部并用于所述机柜内部的烟雾成分。所述初始化设置模块用于初始化设置所述电流检测单元，所述剩余电量检测单元，所述故障电弧监测单元，所述温度传感器，所述湿度传感器，所述气体检测传感器，所述烟雾检测传感器，以及所述照度检测传感器所对应的示警阈值。所述数据采集模块用于采集所述电源***火灾检测组及密封箱火灾检测组所检测到的数据。所述判断模块用于将所述数据采集模块采集到的各个数据分别与各个所述示警阈值进行比较并根据比较结果输出控制命令。所述控制模块用于根据所述判断模块所输出的控制命令去控制开关与灭火装置的工作状态。当所述判断模块所输出的命令为所述灭火装置开始工作的命令时所述数据管理平台用于记录所述电源***火灾检测组及密封箱火灾检测组所检测到的数据，以及示警数据。
进一步地，所述电源***火灾检测组还包括一个电压检测单元，所述电压检测单元包括至少一个电压检测传感器，所述电压检测单元设置在市电的回路上以检测输入或输出的电压值。
进一步地，所述开关为断路器或接触器。
进一步地，所述灭火装置为灭火器或喷淋***。
进一步地，所述数据管理平台还包括一个可视化数据平台，所述可视化数据平台用于显示所述数据采集模块所采集到的数据，以及示警数据。
进一步地，所述通讯基站火灾探测***还包括一个单个数据异常判断模块，当数据检测模块检测到当仅采集到一个异常数据时，所述单个数据异常判断模块用于将异常数据与其他正常数据进行判断，以判断是否确实异常。
进一步地，所述电源***火灾检测组还包括一个DO单元和一个DI单元，所述D0单元用于控制外部器件以打开或关闭所述灭火装置，所述DI单元用于监测所述外部器件的开关量，所述外部器件为断路器或接触器。
进一步地，所述通讯基站火灾探测***还包括一个单项示警数据采集模块，以及一个严重程度判断模块，当数据采集模块所采集到的数据大于示警阈值时所述单项示警数据采集模块用于采集某一个传感器的检测值，所述严重程度判断模块用于判断所述单项示警数据采集模块所采集到的检测值所对应的检测参数的严重程度。
进一步地，所述初始化设置模块还用于设置各个检测传感器所对应的严重示警阈值，所述严重程序判断模块用于将判断模块所作出的比较结果与所述严重阀值作比较，并根据比较结果判断严重程度。
进一步地，当所述比较结果大于所述严重示警阈值时，所述控制模块输出切断所述开关并打开灭火装置，所述开关为用于关断或导通所述市电与所述机柜的电连接。
与现有技术相比，本发明提供的通讯基站火灾探测***首先将基站内的设备分成不同的消防目标，即将机柜和用于收容电池的密封箱分开，并分别进行排布各种不同的传感器，即在机柜内设置电源***火灾检测组，该电源***火灾检测组包括电流检测单元，剩余电量检测单元，以及故障电弧监测单元来检测机柜的工作状况与工作环境。同时，在密封箱内设置密封箱火灾检测组，该密封箱火灾检测组包括温度传感器，湿度传感器，气体检测传感器，烟雾检测传感器，以及照度检测传感器来检测密封箱内的工作状况与工作环境，从而使得可以针对不同的场景进行针对性探测，使得探测结果更准确，更及时。对于所探测到的结果，通过所述数据采集模块，以及判断模块，从而可以得出所采集到的数据哪些是正常数据，哪些是正常数据，从而达到提前预警的目的。当如果有异常数据产生，则该数据会被上传到数据管理平台中，从而达到提前报告的目的。通过所述初始化模块设置的示警阈值，使得所述控制模块可以进行提前干预，从而可以将火灾发生的苗头扼杀在开始阶段。同时，本发明的提供的通讯基站火灾探测***还可以根据不同的异常数据启用不同的消防策略，如区域断电，或者是联控灭火器，从而可以进一步降低消防成本。
附图说明
图1为本发明提供的一种通讯基站火灾探测***的原理框图。
图2为图1的通讯基站火灾探测***的流程图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
如图1和图2所示，其为本发明提供的一种通讯基站火灾探测***的结构示意图。所述通讯基站火灾探测***应用于通讯基站的防火。众所周知，在通讯基站具有一个机房，机房里安装有各种设备与蓄能电池。为了节约空间与整洁，这些设备都放置在机柜里。而蓄能电池收纳在一个密封箱中。同时，这些密封箱也设置在所述机柜内，这样有利于整洁，同时可以叠加在一起，增加机房的空间利用。所述通讯基站火灾探测***包括一个设置在所述机柜上的电源***火灾检测组10，一个设置在所述密封柜上的密封箱火灾检测组20，一个初始化设置模块30，一个数据采集模块40，一个判断模块50，一个控制模块60，以及一个数据管理平台70。可以想到的是，所棕通讯基站火灾探测***还包括其他的一些功能模块，如电气连接组件，中央处理器，各类开关等等，其为本领域技术人员所习知的技术，在此不再赘述。
所述电源***火灾检测组10的各个检测传感器都设置在所述机柜上，以检测机柜内的工作环境以及机柜内的各个工作模块的工作状态。所述电源***火灾检测组包括一个电流检测单元11，一个剩余电量检测单元12，以及一个故障电弧监测单元13。所述电流检测单元11可以包括电流互感器，其可以安装在市电的输入、直流输出的各个主要回路的线体上，用于检测电流输入输出是否正常。所述电流互感器本身为现有技术，用于检测电流大小，在此不再详细说明。通过该电流检测单元11即可以获得市电输入或直流输出的电流值，当有短路或断路等故障发生时，市电输入或直流输出的各个主要回路上都将有变化，从而可以检测到这种变化，以进行故障诊断。所述剩余电量检测单元12，其可以为一个剩余电流互感器，并安装在市电输入输出的主回路上，检测***中的剩余电流，判断***是否存在漏电或短路情况。漏电是一种非常常见且后果很严重的故障，漏电会引起火灾事故的产生，且不具有预测性。通过该剩余电量检测单元12的检测，即可以即时了解漏电与短路情况。所述故障电弧监测单元13，其可以为一个故障电弧探测器，并安装在市电的主回路上，检测市电所产生的电弧质量是否符合要求。所述电源***火灾检测组还包括一个线体或表面温度检测单元14，一个DO单元15，以及一个DI单元16。所述线体或表面温度检测单元14设置在重要的输入输出线体上，或者是在一些重要设备的表面上，来检测线体的输入输出温度，以及这些重要设备的表面温度。当监测到温度异常时，即可以提供异常数据进行处理。所述DO单元15用于控制外部部件，如用于控制断路器，或者用于切断设备的输入与输出，如控制消防灭火电磁阀的通断。所述DO单元15指的是可编程控制器，即PLC的一个输出输入接口，其为数字化输出模块(Digital Out),其本身为PLC的一个现有的接口单元，在此不再赘述。所述DI单元16同样为PLC的一个现有的接口单元，其用于监测外部器件如断路器、接触器等的开关量。通过该DO单元15和DI单元16即可以完成所述控制模块60的命令执行。所述电源***火灾检测组10还可以包括一个电压检测单元17，所述电压检测单元17包括至少一个电压检测传感器，所述电压检测单元设置在市电的回路上以检测输入或输出的电压值。通过采集电压值同样可以判断市电的输入与输出是否正常。
所述密封箱火灾检测组20的各个检测传感器都设置在所述密封箱上。由于密封箱里收容有很多的电池组，而电池组的特性与机柜内的各种电气设备是不同的。因此所述密封箱火灾检测组20上设置有检测传感器也应当是不同的。所述密封箱火灾检测组20包括一个温度传感器21，一个湿度传感器22，一个气体检测传感器23，一个烟雾检测传感器24，一个压力传感器25，以及一个照度检测传感器26。所述温度传感器21可以包括多个温度探头，这些温度探头安装在电池箱表面的不同区域，特别是易产生高温的位置，来检测电池温度的异常信息。可以想到的是，每一个电池箱的相应位置都应当设置有这样的温度传感器21。所述温度传感器22安装在所述密封箱的内部，特别是在其底部，以用于检测该密封箱内部的空气潮湿情况以及电池漏液情况。所述气体检测传感器23安装在所述密封箱的顶部，用于监测该密封箱内部的重要的气体成分，特别是检测火灾发生时所产生的气体。因为在该密封箱内，当电池发生漏液或短路等故障时，其首先会冒气，如HF气体。因此通过该气体检测传感器23可以检测到该电池的异常。所述烟雾检测传感器24设置在所述密封箱内部的顶部并用于所述密封箱内部的烟雾成分。当电池产生烟的时候，说明其马上要燃烧起来了，危险程序已经很高了，需要马上进行处理。所述压力传感器25也安装在所述密封箱内部的顶部，用于检测该密封箱内部的气压。当有气体或烟雾产生时，密封箱的内部的气压会增大，如果持续增加，则会发生***。所述照度检测传感器26设置在所述密封箱内部的顶部并用于密封箱26内部的照度值。通过该密封箱火灾检测组20可以随时了解到密封箱内部的情况，从而可以选择不同的灭火方式来应对。
所述初始化设置模块30用于初始化设置所述电流检测单元11，所述剩余电量检测单元12，所述故障电弧监测单元13，线体或表面温度检测单元14，所述温度传感器21，所述湿度传感器22，所述气体检测传感器23，所述烟雾检测传感器24，压力传感器25以及所述照度检测传感器26所对应的示警阈值。当各个检测传感器所检测到的数据大于相对应的示警阈值，则认为所述机柜或密封箱具有风险，应当根据实际情况进行处理。可以理解的是，各个检测传感器所对应的示警阈值应当根据实际情况设定，在此不再一一说明。
所述数据采集模块40用于采集所述电源***火灾检测组10及密封箱火灾检测组20所检测到的数据。所述数据采集模块40可以为一个中央处理器，其可以收集来自所述源***火灾检测组10及密封箱火灾检测组20的数据，并对其进行分类，以备后续使用。
所述比较模块50用于将所述数据采集模块40采集到的数据示警阈值进行比较，从而得出哪一个数据或哪几个数据出现异常。当某一个或某几个数据出现异常时便会输出控制信号由所述控制模块60来处理。所述比较模块50也可以为中央处理器的一个功能，在此不再详细说明。
所述控制模块60可以为处理器，微处理器，或者PLC，其根据所述比较模块50的输出命令去控制所述机柜和密封箱内部的设备的工作状态或工作环境。所述控制模块60主要用于控制开关与灭火装置的工作状态。所述开关可以为断路器或接触器，其用于断开各种电路联接，以达到迅速切断电源的目的，以阻止事故的进一步恶化。所述灭火装置可以为喷淋***或电气控制式灭火器。通过该控制模块60即可以根据各个检测传感器所检测到的数据来控制所述开关的通断以及灭火装置的开启与关闭，从而达到提前预防的目的。
所述数据管理平台70用于让所述数据采集模块40所采集到的数据上传于此，从而有利于后期的故障分析，也有利于后期的***学***台70可以包括更多的功能模块，如用于让数据可视化的可视化数据平台，以及根据告警类别来排单运维，从而使得数据得到保存，再分析，以及再利用。所述可视化数据平台用于显示所述数据采集模块所采集到的数据，以及示警数据。
所述通讯基站火灾探测***还包括一个单个数据异常判断模块80。所述单个数据异常判断模块80用于将异常数据与其他正常数据进行判断，以判断是否该异常数据是否是否是真的异常。例如，如果密封柜着火冒烟了，那么温度、烟雾传感器所回传的数据一定会超过示警阈值。但是如果只有温度超过示警阈值，而气体传感器，烟雾传感器所回付的数据没有超过示警阈值，则认为该密封柜是安全，可能只是超负荷运行而已，此时只需要开启通风散热即可。又如如果检测到温度，烟雾数据超示警阈值，那么就会认为可能发生电池故障，那么后续就会冒烟、短路、甚至着火，那么采取的措施就是关闭进气口，然后打开排烟。但是如果只有一个烟雾数据超过示警阈值，而其他数据是正常的，则有可能是外面有烟雾飘进来了，这时则认为烟感是误报的。又如只是气体数据超过了示警阈值，而其他都正常，那么也可以认为是误报。因此只有气体检测超过示警阈值，而温度、烟雾都没有超过阈值，那么肯定不会着火，短路，甚至冒烟，此时有可能附近居民在烧垃圾等。
所述通讯基站火灾探测***还可以包括一个单项示警数据采集模块90，以及一个严重程度判断模块91。为了实现该严重程度判断模块91的顺利执行，所述初始化设置模块30还用于设置各个检测传感器所对应的严重示警阈值。所述单项示警数据采集模块90可以根据用户的需求来设定需要单项示警的数据，如温度，气体，压力，故障电弧等等。但是，该单项示警数据采集模块90只在当数据采集模块40所采集到的数据大于示警阈值时所述单项示警数据采集模块90用于采集某一个传感器的检测值。然后所述严重程序判断模块90用于将判断模块40所作出的比较结果与所述严重示警阀值作比较，并根据比较结果判断严重程度。当所述比较结果大于所述严重示警阈值时，所述控制模块60输出切断所述开关并打开灭火装置。当然所述开关可以为断路器或接触器，其用于关断或导通所述市电与所述机柜的电连接。
与现有技术相比，本发明提供的通讯基站火灾探测***首先将基站内的设备分成不同的消防目标，即将机柜和用于收容电池的密封箱分开，并分别进行排布各种不同的传感器，即在机柜内设置电源***火灾检测组10，该电源***火灾检测组10包括电流检测单元11，剩余电量检测单元12，以及故障电弧监测单元13来检测机柜的工作状况与工作环境。同时，在密封箱内设置密封箱火灾检测组20，该密封箱火灾检测组20包括温度传感器21，湿度传感器22，气体检测传感器23，烟雾检测传感器24，以及照度检测传感器26来检测密封箱内的工作状况与工作环境，从而使得可以针对不同的场景进行针对性探测，使得探测结果更准确，更及时。对于所探测到的结果，通过所述数据采集模块40，以及判断模块50，从而可以得出所采集到的数据哪些是正常数据，哪些是正常数据，从而达到提前预警的目的。当如果有异常数据产生，则该数据会被上传到数据管理平台70中，从而达到提前报告的目的。通过所述初始化模块设置30的示警阈值，使得所述控制模块80可以进行提前干预，从而可以将火灾发生的苗头扼杀在开始阶段。同时，本发明的提供的通讯基站火灾探测***还可以根据不同的异常数据启用不同的消防策略，如区域断电，或者是联控灭火器，从而可以进一步降低消防成本。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种通讯基站机柜火灾探测***，所述机柜里设置有多个用于收容电池箱的密封柜，其特征在于：所述通讯基站火灾探测***包括一个设置在所述机柜上的电源***火灾检测组，一个设置在所述密封柜上的密封箱火灾检测组，一个初始化设置模块，一个数据采集模块，一个判断模块，一个控制模块，以及一个数据管理平台，所述电源***火灾检测组包括一个电流检测单元，一个剩余电量检测单元，以及一个故障电弧监测单元，所述电流检测单元设置在市电的输入输出的回路上并用于检测电流输入输出值，所述剩余电路检测单元设置在市电的输入输出的回路上并用于检测***中的剩余电流以判断是否存在漏电或短路，所述故障电弧监测单元设置在市电的主回路上并用于检测所述机柜里的电弧质量是否符合要求，所述密封箱火灾检测组包括至少一个温度传感器，一个湿度传感器，一个气体检测传感器，一个烟雾检测传感器，以及一个照度检测传感器，所述温度传感器设置在所述电池箱的表面，所述湿度传感器设置在所述机柜内用于检测电池箱的漏液情况，所述气体检测传感器设置在所述机柜内部的顶部以监测机柜内部的气体成分，所述照度检测传感器设置在所述机柜内部的顶部并用于机柜内部的照度值，所述烟雾检测传感器设置在所述机柜内部的顶部并用于所述机柜内部的烟雾成分，所述初始化设置模块用于初始化设置所述电流检测单元，所述剩余电量检测单元，所述故障电弧监测单元，所述温度传感器，所述湿度传感器，所述气体检测传感器，所述烟雾检测传感器，以及所述照度检测传感器所对应的示警阈值，所述数据采集模块用于采集所述电源***火灾检测组及密封箱火灾检测组所检测到的数据，所述判断模块用于将所述数据采集模块采集到的各个数据分别与各个所述示警阈值进行比较并根据比较结果输出控制命令，所述控制模块用于根据所述判断模块所输出的控制命令去控制开关与灭火装置的工作状态，当所述判断模块所输出的命令为所述灭火装置开始工作的命令时所述数据管理平台用于记录所述电源***火灾检测组及密封箱火灾检测组所检测到的数据，以及示警数据。
2.如权利要求1所述的通讯基站火灾探测***，其特征在于：所述电源***火灾检测组还包括一个电压检测单元，所述电压检测单元包括至少一个电压检测传感器，所述电压检测单元设置在市电的回路上以检测输入或输出的电压值。
3.如权利要求1所述的通讯基站火灾探测***，其特征在于：所述开关为断路器或接触器。
4.如权利要求1所述的通讯基站火灾探测***，其特征在于：所述灭火装置为灭火器或喷淋***。
5.如权利要求1所述的通讯基站火灾探测***，其特征在于：所述数据管理平台还包括一个可视化数据平台，所述可视化数据平台用于显示所述数据采集模块所采集到的数据，以及示警数据。
6.如权利要求1所述的通讯基站火灾探测***，其特征在于：所述通讯基站火灾探测***还包括一个单个数据异常判断模块，当数据检测模块检测到当仅采集到一个异常数据时，所述单个数据异常判断模块用于将异常数据与其他正常数据进行判断，以判断是否确实异常。
7.如权利要求1所述的通讯基站火灾探测***，其特征在于：所述电源***火灾检测组还包括一个DO单元和一个DI单元，所述D0单元用于控制外部器件以打开或关闭所述灭火装置，所述DI单元用于监测所述外部器件的开关量，所述外部器件为断路器或接触器。
8.如权利要求1所述的通讯基站火灾探测***，其特征在于：所述通讯基站火灾探测***还包括一个单项示警数据采集模块，以及一个严重程度判断模块，当数据采集模块所采集到的数据大于示警阈值时所述单项示警数据采集模块用于采集某一个传感器的检测值，所述严重程度判断模块用于判断所述单项示警数据采集模块所采集到的检测值所对应的检测参数的严重程度。
9.如权利要求8所述的通讯基站火灾探测***，其特征在于：所述初始化设置模块还用于设置各个检测传感器所对应的严重示警阈值，所述严重程序判断模块用于将判断模块所作出的比较结果与所述严重阀值作比较，并根据比较结果判断严重程度。
10.如权利要求9所述的通讯基站火灾探测***，其特征在于：当所述比较结果大于所述严重示警阈值时，所述控制模块输出切断所述开关并打开灭火装置，所述开关为用于关断或导通所述市电与所述机柜的电连接。
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