電力電纜火災(zāi)報警與聯(lián)動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了電力電纜火災(zāi)報警與聯(lián)動系統(tǒng)，包括電纜溝監(jiān)控消防模塊、RF通信模塊、信息檢測模塊、消防滅火設(shè)備、供電模塊。電纜溝監(jiān)控消防模塊與RF通信模塊之間無線通信；RF通信模塊分別與信息檢測模塊、消防滅火設(shè)備相連接；供電模塊分別與RF通信模塊、信息檢測模塊相連接。電纜溝監(jiān)控消防模塊包含聯(lián)動消防控制單元。系統(tǒng)通過聯(lián)動消防控制單元聯(lián)動控制消防滅火設(shè)備，當電力電纜發(fā)生火災(zāi)時，有效控制了火災(zāi)的蔓延；該系統(tǒng)通過電纜溝監(jiān)控消防模塊可以實現(xiàn)準確預(yù)警、快速定位，提高了事件的處理效率；該系統(tǒng)通過弧光傳感器對電纜進行弧光檢測，有效防止了因電纜弧光導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。
【專利說明】
電力電纜火災(zāi)報警與聯(lián)動系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電纜防火技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電力電纜火災(zāi)報警與聯(lián)動系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在城市現(xiàn)代化建設(shè)中，由于受建設(shè)條件、城市環(huán)境等制約的影響，在城市供配電網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)了大量的電力電纜。電力電纜主要采用市政電纜溝敷設(shè)，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，電力負荷日益增加。市政纜溝的電力電纜越來越多，各電纜中間接頭隨之增加，火災(zāi)隱患多發(fā)于各電纜中間接頭處。因產(chǎn)品絕緣、電纜過載、外部火情等引發(fā)火災(zāi)事故屢見不鮮，后果嚴重，影響惡劣，且對火災(zāi)位置無法第一時間確定，也無防止火勢蔓延的滅火隔離措施。加大了火災(zāi)范圍擴大的風險，最終導(dǎo)致大面積電纜燃燒，對城市供電可靠性造成嚴重的破壞。
[0003]現(xiàn)有的電力電纜火災(zāi)報警系統(tǒng)沒有聯(lián)動消防機制，當電纜發(fā)生火災(zāi)時，不能在第一時間控制火災(zāi)的蔓延;此外，沒有對電纜溝水位及對電纜弧光的監(jiān)測措施，無法對電纜做的很好的保護?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種電力電纜火災(zāi)報警與聯(lián)動系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)電力電纜的運行工況，結(jié)合現(xiàn)有的運維模式，重點對電纜中間接頭進行溫度、火情進行監(jiān)測報警，并配合聯(lián)動進行滅火處理。以實現(xiàn)準確預(yù)警、快速定位，及時滅火，最大限度的提高事件處理效率，降低大面積燒溝的風險。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型技術(shù)方案如下:
[0006]—種電力電纜火災(zāi)報警與聯(lián)動系統(tǒng)，包括電纜溝監(jiān)控消防模塊、RF通信模塊、信息檢測模塊、消防滅火設(shè)備、供電模塊。電纜溝監(jiān)控消防模塊與RF通信模塊之間無線通信;RF 通信模塊分別與信息檢測模塊、消防滅火設(shè)備相連接;供電模塊分別與RF通信模塊、信息檢測模塊相連接。電纜溝監(jiān)控消防模塊用于對電纜火情進行監(jiān)測與預(yù)警，并控制消防滅火設(shè)備;RF通信模塊用于實現(xiàn)電纜溝監(jiān)控消防模塊與信息檢測模塊、消防滅火設(shè)備之間的數(shù)據(jù)和指令的傳輸;信息檢測模塊用于對電纜進行檢測；消防滅火設(shè)備用于當電纜發(fā)生火災(zāi)時進行滅火處理;供電模塊用于為該系統(tǒng)進行供電。電纜溝監(jiān)控消防模塊包含聯(lián)動消防控制單元。聯(lián)動消防控制單元用于當電力電纜發(fā)生火災(zāi)時啟動消防滅火設(shè)備。
[0007]進一步地，電纜溝監(jiān)控消防模塊還包含中央數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)采集單元、狀態(tài)監(jiān)測單元、地理信息展示單元、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析單元、故障報警及定位單元。中央數(shù)據(jù)處理單元分別與數(shù)據(jù)采集單元、狀態(tài)監(jiān)測單元、地理信息展示單元、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析單元、故障報警及定位單元、聯(lián)動消防控制單元相連接。
[0008]進一步地，信息檢測模塊包含弧光傳感器、溫度傳感器?；」鈧鞲衅?、溫度傳感器分別與所述RF通信模塊相連接?；」鈧鞲衅饔糜跈z測電纜的弧光;溫度傳感器用于檢測電纜的溫度。
[0009]進一步地，該系統(tǒng)還包括手機。手機用于接收電纜溝監(jiān)控消防模塊發(fā)出的有關(guān)電纜監(jiān)測數(shù)據(jù)的短信。
[0010]進一步地，RF通信模塊、信息檢測模塊、消防滅火設(shè)備、供電模塊分別設(shè)置在電纜的每個探測點上。系統(tǒng)采用無線MESH通信網(wǎng)絡(luò)，以各探測點作為傳輸中繼進行信號傳輸。
[0011]進一步地，該系統(tǒng)還包括無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊、GPRS接收模塊。無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊接收所述RF通信模塊的射頻信號；無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊通過GPRS傳輸將電纜的監(jiān)測數(shù)據(jù)分別傳給所述手機、GPRS接收模塊;GPRS接收模塊與電纜溝監(jiān)控消防模塊相連接。
[0012]進一步地，信息檢測模塊還包含水位傳感器。水位傳感器用于檢測電纜溝內(nèi)的積水情況。
[0013]進一步地，供電模塊包含備用鋰電池。[〇〇14]本實用新型的有益效果:
[0015](1)該系統(tǒng)通過聯(lián)動消防控制單元聯(lián)動控制消防滅火設(shè)備，當電力電纜發(fā)生火災(zāi)時，有效控制了火災(zāi)的蔓延；(2)該系統(tǒng)通過電纜溝監(jiān)控消防模塊可以實現(xiàn)準確預(yù)警、快速定位，提高了事件的處理效率；(3)該系統(tǒng)通過弧光傳感器對電纜進行弧光檢測，有效防止了因電纜弧光導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生；(4)該系統(tǒng)通過水位傳感器對電纜溝進行水位檢測，使運維人員及時了解電纜溝的水位情況；(5)該系統(tǒng)可以通過短信通知運維人員，使運維人員及時知曉火情?！靖綀D說明】
[0016]圖1是本實用新型提出的電力電纜火災(zāi)報警與聯(lián)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0017]圖2是系統(tǒng)中電纜溝監(jiān)控消防模塊1的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0018]圖3是系統(tǒng)中信息檢測模塊3的結(jié)構(gòu)方框圖。[〇〇19]圖4是采用無線MESH進行通信的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖。
[0020]圖5是采用GPRS進行通信的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖。[0021 ]圖6是電纜溫度監(jiān)測顯示畫面的示意圖。[〇〇22]其中，圖1?圖6的附圖標記為:消防模塊1、RF通信模塊2、信息檢測模塊3、消防滅火設(shè)備4、供電模塊5、手機6、無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊7、GPRS接收模塊8、中央數(shù)據(jù)處理單元101、 數(shù)據(jù)采集單元102、狀態(tài)監(jiān)測單元103、地理信息展示單元104、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析單元105、故障報警及定位單元106、聯(lián)動消防控制單元107、弧光傳感器301、溫度傳感器302、水位傳感器 303〇【具體實施方式】
[0023]目前，10千伏的電力電纜發(fā)生火災(zāi)的原因主要有以下幾方面:過熱、絕緣受損引發(fā)拉弧、電纜接頭爆炸、外部火源引燃等。拉弧是電壓超過空氣的耐受力使空氣電離變成導(dǎo)體所產(chǎn)生的電弧，電弧一般會繞過絕緣體沿著絕緣體的表面產(chǎn)生，因而會對絕緣體產(chǎn)生損壞， 如電弧的高溫會使絕緣體融化或碎裂。[〇〇24]本實用新型為了監(jiān)測電力電纜的火情及電力電纜發(fā)生火災(zāi)時能實現(xiàn)自動消防，而提出了一種電力電纜火災(zāi)報警與聯(lián)動系統(tǒng)。
[0025]如圖1所示，為該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。該電力電纜火災(zāi)報警與聯(lián)動系統(tǒng)包括電纜溝監(jiān)控消防模塊1、RF通信模塊2、信息檢測模塊3、消防滅火設(shè)備4、供電模塊5。[〇〇26] RF通信模塊2分別與信息檢測模塊3、消防滅火設(shè)備4有線連接;且RF通信模塊2通過無線射頻信號與電纜溝監(jiān)控消防模塊1進行通信;供電模塊5分別與RF通信模塊2、信息檢測模塊3相連接。
[0027]電纜溝監(jiān)控消防模塊1用于對電纜火情進行監(jiān)測與預(yù)警，并控制消防滅火設(shè)備4進行滅火處理。RF通信模塊2用于實現(xiàn)電纜溝監(jiān)控消防模塊1與信息檢測模塊3、消防滅火設(shè)備 4之間的數(shù)據(jù)和指令的傳輸。信息檢測模塊3用于檢測電纜的信息。消防滅火設(shè)備4用于當電纜發(fā)生火災(zāi)時進行滅火處理。供電模塊5用于為該系統(tǒng)進行供電。
[0028]供電模塊5通過高靈敏度的取電CT供應(yīng)，取電CT內(nèi)部集成后備鋰電池。當線路負荷電流大于5A時即可驅(qū)動裝置正常工作，當負荷電流大于10A時，可同時對后備鋰電池進行充電。電纜斷電后，依靠后備鋰電池供電，仍然能持續(xù)工作48小時。[〇〇29]如圖2所示，電纜溝監(jiān)控消防模塊1包含中央數(shù)據(jù)處理單元101、數(shù)據(jù)采集單元102、 狀態(tài)監(jiān)測單元103、地理信息展示單元104、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析單元105、故障報警及定位單元 10 6、聯(lián)動消防控制單元10 7。
[0030]中央數(shù)據(jù)處理單元101分別與數(shù)據(jù)采集單元102、狀態(tài)監(jiān)測單元103、地理信息展示單元104、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析單元105、故障報警及定位單元106、聯(lián)動消防控制單元107相關(guān)聯(lián)。
[0031]中央數(shù)據(jù)處理單元101用于對數(shù)據(jù)采集單元102采集到的數(shù)據(jù)進行處理和發(fā)送。數(shù)據(jù)采集單元102用于對電力電纜個檢測點的數(shù)據(jù)進行采集。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析單元105用于對各種采集到的數(shù)據(jù)進行分析，使其變成可視化數(shù)據(jù)。狀態(tài)監(jiān)測單元103用于實時顯示電纜各接頭的數(shù)據(jù)信息。故障報警及定位單元106用于顯示電力電纜的故障原因及故障位置。聯(lián)動消防控制單元107用于當電力電纜發(fā)生火災(zāi)時啟動消防滅火設(shè)備4。地理信息展示單元104用于顯示顯示全電纜的各檢測點的所在位置。[〇〇32] 如圖3所示，信息檢測模塊3包含弧光傳感器301、溫度傳感器302、水位傳感器303。 弧光傳感器301用于檢測電纜的弧光;溫度傳感器302用于檢測電纜的溫度;水位傳感器303 為可選器件，水位傳感器303用于檢測電纜溝內(nèi)的積水情況。信息檢測模塊3各傳感器采用模塊化獨立設(shè)計，多樣化計算機通信接口，兼容性好，有良好的擴展性。便于后期監(jiān)測傳感器的增加和監(jiān)測功能的擴展。[〇〇33] RF通信模塊2分別與信息檢測模塊3的弧光傳感器301、溫度傳感器302、水位傳感器303有線連接，然后，RF通信模塊2采用RF無線射頻將信息檢測模塊3檢測的各項數(shù)據(jù)傳給電纜溝監(jiān)控消防模塊URF通信模塊2采用有線和無線相結(jié)合的通訊方式傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)，并結(jié)合電纜溝監(jiān)控消防模塊1的一系列先進的無線通信數(shù)據(jù)處理技術(shù)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩煽俊?br>[0034]如圖4所示，將電纜的每個接頭或消防的重點部位視為一個探測點，該系統(tǒng)在每個探測點分別安裝信息檢測模塊3、RF通信模塊2及消防滅火設(shè)備4。[〇〇35]此外，該系統(tǒng)包括手機6。電纜溝監(jiān)控消防模塊1可以將監(jiān)測數(shù)據(jù)通過短信的方式發(fā)送給手機6,可以使操作人員隨時隨地知悉電力電纜的情況。
[0036]該電力電纜火災(zāi)報警與聯(lián)動系統(tǒng)的工作原理為:
[0037]將電纜的每個接頭或消防的重點部位視為一個探測點，在每個探測點分別安裝弧光傳感器301、溫度傳感器302、水位傳感器303、RF通信模塊2及消防滅火設(shè)備4?；」鈧鞲衅?01、溫度傳感器302、水位傳感器303實時監(jiān)測每個探測點的電纜溫度、弧光及電纜溝的水位，并通過RF通信模塊2將每個探測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送給電纜溝監(jiān)控消防模塊1。電纜溝監(jiān)控消防模塊1的中央數(shù)據(jù)處理單元101對接收到的數(shù)據(jù)進行存儲并對電纜溝各個監(jiān)控點的溫度等情況、進行有效的監(jiān)督控制、預(yù)警、輔助決策等。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析單元105用于對各種采集到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，使其變成可視化數(shù)據(jù)。狀態(tài)監(jiān)測單元103對全電纜各個接頭的溫度、弧光、水位、消防滅火設(shè)備4的狀態(tài)等信息實現(xiàn)圖形化展示，包括溫度變化情況、預(yù)測變化趨勢等，如圖6為狀態(tài)監(jiān)測單元103顯示電纜溫度的監(jiān)測圖。[〇〇38]當溫度傳感器302檢測到探測點達到溫度高限值或弧光傳感器301檢測到弧光信號時，故障報警及定位單元106根據(jù)檢測值來顯示故障原因及故障點的位置，故障原因包括:電纜接頭溫度值超過警戒值，水位超過警戒值，出現(xiàn)短路故障，出現(xiàn)火情等。然后，聯(lián)動消防控制單元107聯(lián)動發(fā)生故障的探測點的消防滅火設(shè)備4啟動，以防止火災(zāi)事故蔓延。出現(xiàn)故障時，可通過地理信息展示單元104來顯示報警畫面及故障信號所在區(qū)域的分布圖。
[0039]各探測點的探測設(shè)備及傳輸設(shè)備采用防爆、耐高溫、低功耗產(chǎn)品。考慮電纜溝內(nèi)在暴雨天氣積水嚴重等情況，所有終端設(shè)備防護等級按IP66考慮。
[0040]RF通信模塊2與取電CT集成，含230MHz/433MHz自組網(wǎng)通信模塊、2.4GHz無線路由模塊。
[0041]本發(fā)明提供了該系統(tǒng)的兩種通信方式的實施例。[〇〇42]該系統(tǒng)通信方式的實施例一:[〇〇43]如圖4所示，系統(tǒng)采用無線MESH通信網(wǎng)絡(luò)(也稱多跳網(wǎng)絡(luò))組成的監(jiān)測與聯(lián)動系統(tǒng)， 各探測點的探測數(shù)據(jù)通過RF通信模塊2進行數(shù)據(jù)無線轉(zhuǎn)發(fā)，以其它探測點作為傳輸中繼(跳傳)，最終傳送給電纜溝監(jiān)控消防模塊1。優(yōu)選地，無線跳傳間隔為1.7km。
[0044]該系統(tǒng)通信方式的實施例二:[〇〇45]如圖5所示，該系統(tǒng)采用RF射頻+GPRS通信網(wǎng)絡(luò)組成監(jiān)測與聯(lián)動系統(tǒng)。該系統(tǒng)還包含無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊7、GPRS接收模塊8 AF通信模塊2接收無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊7的射頻信號， 并且通過GPRS與手機6、GPRS接收模塊8無線通信;GPRS接收模塊8與電纜溝監(jiān)控消防模塊1 相連接。
[0046]GPRS(General Packet Rad1 Service)是通用分組無線服務(wù)技術(shù)的簡稱，它是 GSM移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。各探測點的RF通信模塊2發(fā)射RF射頻信號將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳給無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊7,無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊7作為作為傳輸中繼發(fā)射GPRS信號將數(shù)據(jù)發(fā)送給GPRS接收模塊8，GPRS接收模塊8與電纜溝監(jiān)控消防模塊1通過有線連接，GPRS接收模塊8最終將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送給電纜溝監(jiān)控消防模塊1。同時，無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊7可以將檢測數(shù)據(jù)以短信的方式發(fā)個手機6。
[0047]以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型不限于以上實施例?？梢岳斫猓绢I(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型的基本構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其它改進和變化均應(yīng)認為包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種電力電纜火災(zāi)報警與聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，包括:電纜溝監(jiān)控消防模塊(1)、RF通信模塊(2)、信息檢測模塊(3)、消防滅火設(shè)備(4)、 供電模塊(5);電纜溝監(jiān)控消防模塊(1)與RF通信模塊(2)之間采用無線通信;RF通信模塊(2)分別與 信息檢測模塊(3)、消防滅火設(shè)備(4)相連接;供電模塊(5)分別與RF通信模塊(2)、信息檢測 模塊(3)相連接；所述電纜溝監(jiān)控消防模塊(1)用于對電纜火情進行監(jiān)測與預(yù)警，并控制所述消防滅火 設(shè)備(4);所述RF通信模塊(2)用于實現(xiàn)所述電纜溝監(jiān)控消防模塊(1)與所述信息檢測模塊(3)、 消防滅火設(shè)備(4)之間的數(shù)據(jù)和指令的傳輸；所述信息檢測模塊(3)用于對電纜進行檢測；所述消防滅火設(shè)備(4)用于當電纜發(fā)生火災(zāi)時進行滅火處理；所述供電模塊(5)用于為該系統(tǒng)進行供電；所述電纜溝監(jiān)控消防模塊(1)包含聯(lián)動消防控制單元(107);所述聯(lián)動消防控制單元(107)用于當電力電纜發(fā)生火災(zāi)時啟動所述消防滅火設(shè)備(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力電纜火災(zāi)報警與聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于:所述電纜溝監(jiān)控消防模塊(1)還包含中央數(shù)據(jù)處理單元(101)、數(shù)據(jù)采集單元(102)、狀 態(tài)監(jiān)測單元(103)、地理信息展示單元(104)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析單元(105)、故障報警及定位單 元(106);所述中央數(shù)據(jù)處理單元(101)分別與所述數(shù)據(jù)采集單元(102)、狀態(tài)監(jiān)測單元(103)、地 理信息展示單元(104)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析單元(105)、故障報警及定位單元(106)、聯(lián)動消防控 制單元(107)相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力電纜火災(zāi)報警與聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于:所述信息檢測模塊(3)包含弧光傳感器(301)、溫度傳感器(302);弧光傳感器(301 )、溫度傳感器(302)分別與所述RF通信模塊(2)相連接；所述弧光傳感器(301)用于檢測電纜的弧光；所述溫度傳感器(302)用于檢測電纜的溫度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力電纜火災(zāi)報警與聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于:還包括手機(6);所述手機(6)用于接收電纜溝監(jiān)控消防模塊(1)發(fā)出的有關(guān)電纜監(jiān)測數(shù)據(jù)的短信。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力電纜火災(zāi)報警與聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于:所述RF通信模塊(2)、信息檢測模塊(3)、消防滅火設(shè)備(4)、供電模塊(5)分別設(shè)置在電 纜的每個探測點上；系統(tǒng)采用無線MESH通信網(wǎng)絡(luò)進行通信，以各探測點作為傳輸中繼進行信號傳輸。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力電纜火災(zāi)報警與聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于:還包括無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊(7 )、GPRS接收模塊(8);無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊(7)接收所述RF通信模塊(2)的射頻信號；無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊(7)通 過GPRS傳輸將電纜的監(jiān)測數(shù)據(jù)分別傳給所述手機(6 )、GPRS接收模塊(8);所述GPRS接收模 塊(8)與電纜溝監(jiān)控消防模塊(1)相連接。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力電纜火災(zāi)報警與聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于: 所述信息檢測模塊(3)還包含水位傳感器(303);所述水位傳感器(303)用于檢測電纜溝內(nèi)的積水情況。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力電纜火災(zāi)報警與聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于: 所述供電模塊(5)包含備用鋰電池。
【文檔編號】A62C37/00GK205582180SQ201620141454
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年2月25日
【發(fā)明人】劉煒, 史興坤, 陳永忠
【申請人】深圳市國電投資有限公司