專(zhuān)利名稱：低壓配電柜電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專(zhuān)利涉及一種用在低壓配電柜中，能對(duì)因電弧引發(fā)的電氣火災(zāi)實(shí)現(xiàn)預(yù)警和報(bào)警的裝置。
背景技術(shù)：
目前低壓配電開(kāi)關(guān)雖然具有一些保護(hù)功能，但一般都是過(guò)載、短路、漏電等的保護(hù)，缺少對(duì)電氣火災(zāi)的預(yù)警和報(bào)警功能。也曾出現(xiàn)具有火災(zāi)報(bào)警功能的低壓配電柜，如申請(qǐng) (專(zhuān)利權(quán))人楊文海1999年申請(qǐng)的“消防型交流低壓配電柜(申請(qǐng)?zhí)?7227882. 6)”，柜體內(nèi)裝有火災(zāi)探測(cè)器，具有火災(zāi)檢測(cè)、火災(zāi)報(bào)警的功能，但不能對(duì)電氣火災(zāi)隱患進(jìn)行預(yù)警。另外，也曾出現(xiàn)一些電氣火災(zāi)在線監(jiān)控報(bào)警裝置或系統(tǒng)，如申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人廣東珠江開(kāi)關(guān)有限公司2007年申請(qǐng)的“電氣火災(zāi)隱患在線監(jiān)控報(bào)警裝置(申請(qǐng)?zhí)?00520120143. 2) ”，公開(kāi)了一種基于線路電壓、電流信號(hào)采樣的電氣火災(zāi)隱患在線報(bào)警裝置，但不能對(duì)配電柜內(nèi)的電弧這一重要電氣火災(zāi)隱患進(jìn)行檢測(cè)和預(yù)警；“基于自診斷的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)(申請(qǐng)?zhí)?00810043994. X) ”，公開(kāi)了一種基于計(jì)算機(jī)控制的、同時(shí)具有自診斷功能的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，重點(diǎn)是解決設(shè)備和系統(tǒng)中的安全問(wèn)題，而無(wú)電氣火災(zāi)的預(yù)報(bào)警功能；“一種電氣火災(zāi)監(jiān)控方法和系統(tǒng)(申請(qǐng)?zhí)?01010283818. 0) ”，公開(kāi)了一種將測(cè)溫探頭導(dǎo)入電氣設(shè)備的帶電體，通過(guò)測(cè)量電氣設(shè)備帶電體的溫度進(jìn)行電氣火災(zāi)監(jiān)控的方法；“一種在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中的報(bào)警方法和裝置(申請(qǐng)?zhí)?01010291723. 3) ”，公開(kāi)了一種通過(guò)短信方式將電氣火災(zāi)報(bào)警信息發(fā)送到指定聯(lián)系號(hào)碼的方法?？梢?jiàn)，上述電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)或裝置均不檢測(cè)配電柜內(nèi)的電弧，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)電弧這一電氣火災(zāi)直接隱患的預(yù)警功能，無(wú)法做到避免電氣火災(zāi)的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)目前低壓配電開(kāi)關(guān)常易產(chǎn)生故障電弧進(jìn)而引發(fā)電氣火災(zāi)的現(xiàn)狀，采用有效的檢測(cè)技術(shù)和故障判別方法實(shí)現(xiàn)對(duì)電弧的準(zhǔn)確預(yù)警和對(duì)電氣火災(zāi)的及時(shí)報(bào)警，從而避免或減少電氣火災(zāi)的發(fā)生。本發(fā)明的技術(shù)方案是本裝置主要由信號(hào)檢測(cè)部分、微處理電路部分、顯示電路部分、預(yù)報(bào)警輸出電路部分和按鍵部分組成。其中，信號(hào)檢測(cè)部分由超聲波傳感器(1)、紫外線傳感器O)、火光傳感器(3)、煙霧傳感器(4)和溫度傳感器( 組成。其中，超聲波傳感器、紫外線傳感器用于對(duì)電弧這一重要電氣火災(zāi)隱患的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)電氣火災(zāi)的預(yù)警；火光傳感器、煙霧傳感器和溫度傳感器對(duì)電弧引發(fā)的電氣火災(zāi)的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)電氣火災(zāi)的報(bào)警。其中，微處理電路(11)部分為以AT89S52單片機(jī)為核心的分析處理電路，主要完成對(duì)信號(hào)采集、數(shù)據(jù)的處理、分析、判斷，并將結(jié)果輸出到預(yù)報(bào)警電路中。其中，顯示電路(6)部分包括液晶顯示器，用于顯示當(dāng)前的測(cè)量值和報(bào)警值；發(fā)光二極管指示燈，用于預(yù)報(bào)警裝置工作狀態(tài)的指示。
其中，光預(yù)警(7)采用黃色發(fā)光二極管。其中，光報(bào)警(8)采用紅色發(fā)光二極管。其中，聲音預(yù)警和報(bào)警(9)采用蜂鳴器，并將預(yù)警聲音設(shè)定為斷續(xù)的，報(bào)警的聲音設(shè)定為連續(xù)的；其中，按鍵(10)部分包括設(shè)定鍵，用于報(bào)警值設(shè)定；復(fù)位鍵，用于對(duì)預(yù)報(bào)警裝置復(fù)位；消音鍵，用于對(duì)預(yù)報(bào)警消音；“丨”鍵，用于預(yù)報(bào)警設(shè)定值“加”;“丨”鍵，用于預(yù)報(bào)警設(shè)定值“減”，實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)警值的調(diào)節(jié)。其中，電源(1 部分的功能是，將220V交流電變換為5V直流電，為預(yù)報(bào)警裝置提供工作電源。本發(fā)明的目的可通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的預(yù)警方法如下由于電弧產(chǎn)生時(shí)通常伴隨著局部放電和電火花放電，在此期間有明顯的弧光和放電聲音產(chǎn)生。因此，通過(guò)超聲波傳感器和紫外線傳感器分別對(duì)電弧放電聲音和紫外光進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)信號(hào)分析、處理結(jié)果，判別是否有電弧發(fā)生，從而實(shí)現(xiàn)電氣火災(zāi)的預(yù)警。本發(fā)明的報(bào)警方法如下由于火災(zāi)發(fā)生時(shí)通常伴隨著光、煙霧的產(chǎn)生，并且還引起配電柜內(nèi)的溫度升高，因此，通過(guò)采用火光傳感器、煙霧傳感器和溫度傳感器分別對(duì)電弧引發(fā)電氣火災(zāi)的火光、煙霧、溫度信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)信號(hào)分析、處理結(jié)果，判別是否有火災(zāi)發(fā)生，從而實(shí)現(xiàn)電氣火災(zāi)的報(bào)警。本發(fā)明預(yù)警的算法如下將檢測(cè)到的超聲信號(hào)和紫外線信號(hào)強(qiáng)度分成10檔，當(dāng)兩個(gè)信號(hào)強(qiáng)度均達(dá)到中等(5檔)以上，或其中1個(gè)信號(hào)強(qiáng)度較大(大于8檔)，裝置發(fā)出預(yù)警信號(hào)；其它情況不發(fā)預(yù)警信號(hào)。本發(fā)明報(bào)警的算法如下將檢測(cè)到的火光、煙霧、溫度信號(hào)強(qiáng)度分成10檔，當(dāng)3個(gè)信號(hào)強(qiáng)度均達(dá)到中等(5檔)以上，或其中任意兩個(gè)達(dá)到較大(大于8檔)，裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，其它情況不發(fā)報(bào)警信號(hào)。本發(fā)明的特點(diǎn)是(1)采用超聲波傳感器和紫外線傳感器對(duì)電弧進(jìn)行檢測(cè)，既可準(zhǔn)確捕捉到電弧信息又可避免環(huán)境噪聲和其它光線的干擾，從而保證了預(yù)警的準(zhǔn)確性。(2)采用火光、煙霧和溫度3種傳感器對(duì)電氣火災(zāi)進(jìn)行檢測(cè)，參數(shù)檢測(cè)全面、信息豐富，從而保證了報(bào)警的準(zhǔn)確性。(3)采用檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度分檔及多信息融合比較的方法，電氣火災(zāi)預(yù)警和報(bào)警判別算法簡(jiǎn)單、實(shí)用，計(jì)算量小，軟件編寫(xiě)容易、運(yùn)行時(shí)間短，提高了預(yù)報(bào)警的快速性。(4)采用對(duì)超聲、紫外線、火光、煙霧和溫度5種非電量的檢測(cè)，不需要對(duì)配電柜的電壓、電流等電量檢測(cè)，因此本裝置不需與供電線路相連，安裝、接線簡(jiǎn)單、使用方便。


圖1是本發(fā)明的配電柜電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的配電柜電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置的面板圖；圖3是本發(fā)明的配電柜電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置的硬件原理圖；圖4是本發(fā)明的配電柜電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置的軟件流程圖5是本發(fā)明的配電柜電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置的實(shí)施示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施的詳細(xì)描述參照?qǐng)D5，本裝置采用正弦交流220V電源供電。通過(guò)電源開(kāi)關(guān)(13)將交流電源與火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置的電源電路(1 相連，經(jīng)電源電路(1 將正弦交流電壓變?yōu)?V直流電壓，為預(yù)報(bào)警裝置的傳感器、單片機(jī)、顯示電路等部件提供工作電壓。實(shí)施例1參照?qǐng)D5，將本裝置放置在大型商場(chǎng)的低壓配電柜內(nèi)，并選擇適當(dāng)位置，通過(guò)電源開(kāi)關(guān)(π)接入220V交流電源，即可對(duì)電壓配電柜的電氣火災(zāi)進(jìn)行預(yù)警和報(bào)警。實(shí)施例2參照?qǐng)D5，將本裝置放置在住宅樓房的配電開(kāi)關(guān)箱內(nèi)，并選擇適當(dāng)位置，通過(guò)電源開(kāi)關(guān)(13)接入220V交流電源，即可對(duì)住宅樓房的配電開(kāi)關(guān)箱的電氣火災(zāi)進(jìn)行預(yù)警和報(bào)警。實(shí)施例3參照?qǐng)D5，將本裝置放置在大型樓宇的電源柜內(nèi)，并選擇適當(dāng)位置，通過(guò)電源開(kāi)關(guān) (13)接入220V交流電源，即可對(duì)大型樓宇電源柜的電氣火災(zāi)進(jìn)行預(yù)警和報(bào)警。原理說(shuō)明低壓配電開(kāi)關(guān)電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置的硬件結(jié)構(gòu)圖1所示，超聲傳感器和紫外傳感器對(duì)故障電弧進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)過(guò)微處理電路對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理、分析，當(dāng)兩個(gè)信號(hào)達(dá)到一定強(qiáng)度，表明電弧發(fā)生，預(yù)報(bào)警裝置發(fā)出預(yù)警信號(hào)，使維護(hù)人員對(duì)配電開(kāi)關(guān)進(jìn)行及時(shí)維修，消除電弧，避免電氣火災(zāi)的發(fā)生。火光、煙霧、溫度傳感器對(duì)電弧引發(fā)的電氣火災(zāi)進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)過(guò)微處理電路對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理、分析，當(dāng)三個(gè)信號(hào)達(dá)到一定強(qiáng)度，表明火災(zāi)發(fā)生，預(yù)報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，使電氣火災(zāi)得到及時(shí)撲救。本裝置有兩種工作方式，即默認(rèn)值工作方式和設(shè)定值工作方式。當(dāng)開(kāi)機(jī)后通過(guò)按鍵對(duì)預(yù)報(bào)警值進(jìn)行設(shè)定，則測(cè)量信號(hào)超過(guò)設(shè)定值時(shí)，發(fā)出預(yù)警或報(bào)警信號(hào)。當(dāng)開(kāi)機(jī)后不調(diào)節(jié)預(yù)報(bào)警值，則測(cè)量信號(hào)超過(guò)默認(rèn)值時(shí)，發(fā)出預(yù)警或報(bào)警信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種用于低壓開(kāi)關(guān)或配電柜、配電箱的電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置，主要由探測(cè)部分、微處理電路部分、顯示器部分、預(yù)報(bào)警輸出電路部分、按鍵部分組成，其特征在于a.探測(cè)部分由超聲波傳感器、紫外線傳感器、火光傳感器、煙霧傳感器和溫度傳感器組成；b.微處理電路的核心部分為單片機(jī)；c.顯示器為液晶顯示器；d.預(yù)報(bào)警輸出電路主要由蜂鳴器和發(fā)光二極管組成；e.按鍵部分由設(shè)定鍵、復(fù)位鍵、消音鍵、“丨”鍵、“丨”鍵5個(gè)按鍵組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓配電柜電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置，其特征在于，預(yù)警檢測(cè)信號(hào)采用超聲波傳感器、紫外線傳感器對(duì)電弧的檢測(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓配電柜電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置，其特征在于，報(bào)警檢測(cè)信號(hào)采用火光傳感器、煙霧傳感器和溫度傳感器對(duì)電弧引發(fā)的電氣火災(zāi)的檢測(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓配電柜電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置，其特征在于，液晶顯示器， 用于對(duì)測(cè)量值顯示和預(yù)警值、報(bào)警值的顯示。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓配電柜電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置，其特征在于，微處理電路的核心部件為單片機(jī)，用于對(duì)信號(hào)采集、數(shù)據(jù)的處理、分析、判斷，并將結(jié)果輸出到顯示器和預(yù)報(bào)警電路中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓配電柜電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置，其特征在于，預(yù)警和報(bào)警方式為聲音和光兩種，并且聲音報(bào)警為蜂鳴器、光報(bào)警為發(fā)光二極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低壓配電柜電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置，其特征在于，預(yù)警聲音為斷續(xù)的，報(bào)警聲音為連續(xù)的；光預(yù)警為黃色發(fā)光二極管，光報(bào)警為紅色發(fā)光二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低壓配電柜電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置，其特征在于，將采集到的超聲信號(hào)和紫外信號(hào)分成10檔，并將超聲信號(hào)和紫外信號(hào)均大于5檔或其中1個(gè)大于8檔作為預(yù)警默認(rèn)值，即當(dāng)超聲信號(hào)和紫外信號(hào)均大于5檔或其中1個(gè)大于8檔發(fā)出預(yù)警信號(hào)， 其它情況不發(fā)預(yù)警信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低壓配電柜電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置，其特征在于，將采集到的火光、煙霧、溫度信號(hào)分成10檔，并將火光、煙霧、溫度3個(gè)信號(hào)均大于5檔或火光、煙霧、溫度3個(gè)中任意2個(gè)大于8檔作為報(bào)警默認(rèn)值，即火光、煙霧、溫度3個(gè)信號(hào)均大于5檔或火光、煙霧、溫度3個(gè)中任意2個(gè)大于8檔發(fā)出報(bào)警信號(hào)，其它情況不發(fā)報(bào)警信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓配電柜電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置，其特征在于，電氣火災(zāi)的預(yù)警值和報(bào)警值可通過(guò)按鍵設(shè)定。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的低壓配電柜電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置，其特征在于，設(shè)定鍵按下，裝置進(jìn)入預(yù)警、報(bào)警值的設(shè)定狀態(tài)，通過(guò)“丨”鍵和“丨”鍵增大和減小預(yù)警和報(bào)警的設(shè)定值。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓配電柜電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置，其特征在于，在預(yù)警和報(bào)警期間，可用消音鍵停止聲音預(yù)警和報(bào)警。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓配電柜電氣火災(zāi)預(yù)報(bào)警裝置，其特征在于，當(dāng)需要裝置重新開(kāi)始時(shí)，可用復(fù)位鍵對(duì)裝置復(fù)位。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于低壓開(kāi)關(guān)、低壓配電箱的電氣火災(zāi)的預(yù)警和報(bào)警裝置。本裝置主要由信號(hào)檢測(cè)部分(1)～(5)、微處理電路部分(11)、顯示電路部分(6)、預(yù)報(bào)警輸出電路部分(7)～(9)、按鍵部分(10)和電源部分(12)組成。其特征在于采用超聲波傳感器和紫外傳感器對(duì)電弧發(fā)生時(shí)伴隨的超聲放電信號(hào)和弧光中的紫外線信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)信號(hào)達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，表明有電弧發(fā)生，發(fā)出聲光預(yù)警，以便采取措施消除電弧，避免電氣火災(zāi)的發(fā)生。采用火光、煙霧、溫度傳感器對(duì)電弧引發(fā)的電氣火災(zāi)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)信號(hào)達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，表明有電氣火災(zāi)發(fā)生，發(fā)出聲光報(bào)警，使火災(zāi)得到及時(shí)撲救，降低電氣火災(zāi)造成危害和經(jīng)濟(jì)損失。因此，本發(fā)明具有很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。本裝置可用于低壓配電柜、住宅開(kāi)關(guān)箱以及樓宇電源箱中。
文檔編號(hào)G08B17/00GK102385785SQ201110347500
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者曾志輝, 楊藝, 耿新林, 董揚(yáng)眉, 董愛(ài)華 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué)