CN113884215A - 基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***,涉及变电站技术领域,包括:阵列光栅测温光缆,用于对变电站的温度进行采集;光栅阵列信号处理器,用于接收阵列光栅测温光缆的监测信号并与进行处理,产生报警信号并上传至综合监控平台;火灾报警器,用于接收光栅阵列信号处理器的报警信号发出报警提示;所述阵列光栅测温光缆通过传输光缆与光栅阵列信号处理器连接,所述光栅阵列信号处理器的输出端连接火灾报警器,所述火灾报警器还连接手动报警按钮,所述光栅阵列信号处理器与综合监控平台通过数据通信模块连接。本发明通过光栅阵列信号处理器将产生的报警信号发送至火灾报警器,实现变电站的电缆火灾实时监测与预警。
Description
技术领域
本发明涉及变电站技术领域,具体涉及基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***。
背景技术
电力设备、电缆廊道及电缆是电力输送的关键设施,其安全高效运行,是正常电力供给的安全保障。电力设备、电缆廊道及其电缆温度监测的目的:实时监控电缆廊道沿线温度变化情况,监测局部温度过高或温升异常,避免出现局部温度异常导致的电缆损坏或火灾发生隐患;精确掌握电缆、电缆廊道、电缆桥架、变压器等部位的温度分布情况,为***运行、荷载调配、维修养护提供检测依据。
由于电力电缆常采取集中布设,导致电缆的火灾风险增加,此外由于电缆火灾前期特征不明显、不易察,加上现有火灾监测技术存在的不足,导致电缆火灾防范安全运行,得不到有效保障,存在的很大的安全隐患。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足,提供基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***。
本发明采用的技术方案是:
基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***,包括:
阵列光栅测温光缆,用于对变电站的温度进行采集;
光栅阵列信号处理器,用于接收阵列光栅测温光缆的监测信号并与进行处理,产生报警信号并上传至综合监控平台;
火灾报警器,用于接收光栅阵列信号处理器的报警信号发出报警提示;
所述阵列光栅测温光缆通过传输光缆与光栅阵列信号处理器连接,所述光栅阵列信号处理器的输出端连接火灾报警器,所述火灾报警器还连接手动报警按钮,所述手动报警按钮通过传输光缆与火灾报警器连接,所述光栅阵列信号处理器与综合监控平台通过数据通信模块连接。
作为本发明的进一步技术方案为,所述火灾报警器与光栅阵列信号处理器通过继电器/RS232/RS485通信。
作为本发明的进一步技术方案为,所述阵列光栅测温光缆,用于对变电站的温度进行采集;具体为,变电站的温度包括变压器温度、电缆廊道上的电缆温度和电缆桥架上的电缆温度,所述阵列光栅测温光缆分别布设在变压器、电缆廊道和电缆桥架上对变压器温度、电缆廊道和电缆桥架上的电缆温度进行监测。
作为本发明的进一步技术方案为,所述阵列光栅测温光缆以从上至下缠绕方式或横向缠绕方式中的一种布设在变压器上。
作为本发明的进一步技术方案为,所述阵列光栅测温光缆通过缠绕环方式固定在电缆接头上。
作为本发明的进一步技术方案为,所述阵列光栅测温光缆通过固定夹具以S型结构固定在电缆桥架上。
作为本发明的进一步技术方案为,所述固定夹具包括:导板、支撑部和固定部,所述支撑部为L型结构,所述固定部为U型结构,所述导板与支撑部的L型结构的上端连接,所述L型结构的底部右侧与固定部连接且固定部的U型结构开口背离导板。
作为本发明的进一步技术方案为,所述U型结构的卡槽半径小于阵列光栅测温光缆的半径。
作为本发明的进一步技术方案为,所述固定夹具为绝缘材料制作。
作为本发明的进一步技术方案为,所述阵列光栅测温光缆选择型号为GWC-3000,光栅阵列信号处理器的型号为FBGDS-3000。
本发明的有益效果:
1、本发明光栅阵列信号处理器是***的控制中心,负责接收探测区域的信息并对信息进行计算和处理,将产生的报警信号发送至火灾报警器,并通过通信模块上传至综合监控平台,实现变电站的电缆火灾实时监测与预警。
2、阵列光栅测温光缆通过固定夹具在电缆桥架两侧安装形成S型敷设,可防止阵列光栅测温光缆的折拧,并能均匀检测布设的电缆温度,使得阵列光栅测温光缆的安装方便快捷,方便光缆的固定与拆卸,节约夹具的更换成本,提高安装效率。
3、采用拉丝塔在线制备的密集光栅阵列传感光缆作为感温火灾报警敏感单元,采用时分、波分混合复用技术对火灾信号进行解调报警,其兼具差定温火灾报警功能,能够对达到预定的温度或者预定的升温速率及时报警;能够响应10cm小尺寸火焰,适合火灾早期报警、快速报警的应用场景;单廊道最大探测长度可长达5公里,现场应用基本免维护,后期维护费用低;传感光缆对电绝缘、本质安全、抗电磁干扰,尤其适合潮湿、强电磁场应用场所。
附图说明
图1为本发明提出的基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***结构图;
图2为本发明提出的基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***示意图;
图3为本发明提出的基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***安装示意图;
图4为本发明提出的光栅阵列传感光缆与电缆桥架的安装结构图;
图5为本发明提出的电缆接头测温光缆安装结构图;
图6为本发明提出的电缆接头测温光缆安装立体图;
图7为本发明提出的固定夹具结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
需要说明的是,除非另外定义,本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。
参见图1和图2,其中,图1为本发明提出的基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***结构图;图2为本发明提出的基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***示意图;
如图1和图2所示,基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***,包括:
阵列光栅测温光缆10,用于对变电站的温度进行采集;
光栅阵列信号处理器20,用于接收阵列光栅测温光缆的监测信号并与进行处理,产生报警信号并上传至综合监控平台40;
火灾报警器30,用于接收光栅阵列信号处理器的报警信号发出报警提示;
所述阵列光栅测温光缆10通过传输光缆50与光栅阵列信号处理器20连接,所述光栅阵列信号处理器20的输出端连接火灾报警器30,所述火灾报警器30还连接手动报警按钮60,所述手动报警按钮60通过传输光缆与火灾报警器30连接,所述光栅阵列信号处理器20与综合监控平台40通过数据通信模块70连接。
本发明实施例中,基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***,包括光栅阵列传感光缆、传输光缆、光栅阵列信号处理器及火灾报警器,传输光缆用于将光栅阵列传感光缆的检测信息传输至光栅阵列信号处理器上,光栅阵列信号处理器是***的控制中心,负责接收探测区域的信息并对信息进行计算和处理,将产生的报警信号发送至火灾报警器,并通过通信模块上传至综合监控平台。
同时相关火灾控制信号通过继电器模块通信(或者RS232,RS485通信)与报警控制器连接,进行消防应急响应。即火灾报警器与光栅阵列信号处理器通过继电器/RS232/RS485通信。
本发明实施例中,光栅阵列信号处理器设置了定温报警限和温升报警限,当某个区域温度有异常波动,温度超限时,输出报警信息,以及相对应的报警位置信息,并将信息及其位置上传至光栅阵列信号处理器,通过光栅阵列信号处理器发送报警信号控制火灾报警器,联动相应的消防设备。通过标准接口与综合监控平台交换机相连,上传光纤光栅火灾探测***的所有信息至上级DCS综合监控平台,由综合监控平台进行控制、监测和管理等功能。
参见图3,为本发明提出的基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***安装示意图;
如图3所示,阵列光栅测温光缆用于对变电站的温度进行采集;具体为,变电站的温度包括变压器温度、电缆廊道上的电缆温度和电缆桥架上的电缆温度,所述阵列光栅测温光缆分别布设在变压器101、电缆廊道102和电缆桥架103上对变压器温度、电缆廊道和电缆桥架上的电缆温度进行监测。
变压器传感光缆布置有两种方式,一种为从上至下缠绕,一种为横向缠绕。
即阵列光栅测温光缆以从上至下缠绕方式或横向缠绕方式中的一种布设在变压器上。当变压器位于需敷设传感光缆电缆廊道或电缆沟附近时,将传感光缆从上至下的缠绕在变压器上,根据现场情况合理设置缠绕间距。传感光缆缠绕在变压器上时,传感光缆尽量贴紧,传感光缆敷设时,采用定制固定器进行固定,固定器间距根据现场情况进行合理布置。这种敷设方式可以全面覆盖变压器,完整的监测到变压器各个部位的实时温度,为变压器稳定运行提供保障。
参见图4和图5,阵列光栅测温光缆通过缠绕环方式固定在电缆接头104上。电缆接头是电缆运行中的重点监测部位,监测光缆敷设到电缆接头时,在接头部位多次缠绕,形成一个重点监测缠绕环。敷设方式为来回缠绕,具体操作为将光纤光栅传感光缆弯成半径不小于100mm的圈,来回敷设在电缆接头处,然后用扎带固定好。
参见图,6,阵列光栅测温光缆通过固定夹具以S型结构固定在电缆桥架上。测温***检测光缆在桥架内沿着电缆表面水平成正弦波布置,固定在线缆桥架内,单层桥架布线按桥架方向根据防火分区进行放线,多层桥架按先下层后上层的方法,顺序放线。对于单根独立敷设的大型动力电缆,测温光缆与动力电缆一对一陪伴敷设;固定夹具的使用可根据现场施工环境来确定使用常规尼龙扎带及定制固定夹具。
参见图7,本发明实施例中,固定夹具80包括:导板801、支撑部802和固定部803,所述支撑部802为L型结构,所述固定部803为U型结构,所述导板801与支撑部802的L型结构的上端连接,所述L型结构的底部右侧与固定部连接且固定部的U型结构开口背离导板801。
本发明实施例中,支撑部和固定部组成S型结构,其中支撑部与导板形成安装卡槽用于卡装在电缆桥架上,固定部的U型结构用于放置阵列光栅测温光缆,固定夹具间隔设置在电缆桥架的两侧,阵列光栅测温光缆通过固定夹具在电缆桥架两侧安装形成S型敷设,可防止阵列光栅测温光缆的折拧,并能均匀检测布设的电缆温度,使得阵列光栅测温光缆的安装方便快捷,方便光缆的固定与拆卸,节约夹具的更换成本,提高安装效率。
在实际安装过程中,固定夹具的安装距离为1.8米,感温光缆‘S’形的波峰与波谷均安装一个固定夹具。当需要对桥架上的电缆进行维修或增补时,只需将光缆从固定夹具中取出即可,固定夹具与桥架之间不需拆卸,电缆维修完之后再将光缆固定在夹具中即可。
本发明实施例中,U型结构的卡槽半径小于阵列光栅测温光缆的半径。感温光缆固定夹具的长边固定在电缆桥架两侧挡板上,中间的U型卡槽半径2.95mm,可以紧密固定对直径6mm的感温光缆,当然也可以根据不同尺寸的敢问光缆调整U型卡槽的半径。固定夹具为绝缘材料制作。
本发明实施例中,阵列光栅测温光缆选择型号为GWC-3000,光栅阵列信号处理器的型号为FBGDS-3000。采用拉丝塔在线制备的密集光栅阵列传感光缆作为感温火灾报警敏感单元,采用时分、波分混合复用技术对火灾信号进行解调报警,其兼具差定温火灾报警功能,能够对达到预定的温度或者预定的升温速率及时报警;能够响应10cm小尺寸火焰,适合火灾早期报警、快速报警的应用场景;单廊道最大探测长度可长达5公里,现场应用基本免维护,后期维护费用低;传感光缆对电绝缘、本质安全、抗电磁干扰,尤其适合潮湿、强电磁场应用场所。
上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明,但是本发明不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解,本发明不限于特定的实施方式,本发明的范围由所附权利要求限定。
Claims (10)
1.基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***,其特征在于,包括:
阵列光栅测温光缆,用于对变电站的温度进行采集;
光栅阵列信号处理器,用于接收阵列光栅测温光缆的监测信号并与进行处理,产生报警信号并上传至综合监控平台;
火灾报警器,用于接收光栅阵列信号处理器的报警信号发出报警提示;
所述阵列光栅测温光缆通过传输光缆与光栅阵列信号处理器连接,所述光栅阵列信号处理器的输出端连接火灾报警器,所述火灾报警器还连接手动报警按钮,所述手动报警按钮通过传输光缆与火灾报警器连接,所述光栅阵列信号处理器与综合监控平台通过数据通信模块连接。
2.根据权利要求1所述的基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***,其特征在于,所述火灾报警器与光栅阵列信号处理器通过继电器/RS232/RS485通信。
3.根据权利要求1所述的基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***,其特征在于,所述阵列光栅测温光缆,用于对变电站的温度进行采集;具体为,变电站的温度包括变压器温度、电缆廊道上的电缆温度和电缆桥架上的电缆温度,所述阵列光栅测温光缆分别布设在变压器、电缆廊道和电缆桥架上对变压器温度、电缆廊道和电缆桥架上的电缆温度进行监测。
4.根据权利要求3所述的基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***,其特征在于,所述阵列光栅测温光缆以从上至下缠绕方式或横向缠绕方式中的一种布设在变压器上。
5.根据权利要求3所述的基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***,其特征在于,所述阵列光栅测温光缆通过缠绕环方式固定在电缆接头上。
6.根据权利要求3所述的基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***,其特征在于,所述阵列光栅测温光缆通过固定夹具以S型结构固定在电缆桥架上。
7.根据权利要求6所述的基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***,其特征在于,所述固定夹具包括:导板、支撑部和固定部,所述支撑部为L型结构,所述固定部为U型结构,所述导板与支撑部的L型结构的上端连接,所述L型结构的底部右侧与固定部连接且固定部的U型结构开口背离导板。
8.根据权利要求6所述的基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***,其特征在于,所述U型结构的卡槽半径小于阵列光栅测温光缆的半径。
9.根据权利要求1所述的基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***,其特征在于,所述固定夹具为绝缘材料制作。
10.根据权利要求1所述的基于光栅阵列传感光缆的电缆火灾监测***,其特征在于,所述阵列光栅测温光缆选择型号为GWC-3000,光栅阵列信号处理器的型号为FBGDS-3000。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220104 |
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