電力電纜火災報警與聯動系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了電力電纜火災報警與聯動系統，包括電纜溝監控消防模塊、RF通信模塊、信息檢測模塊、消防滅火設備、供電模塊。電纜溝監控消防模塊與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。電纜溝監控消防模塊包含聯動消防控制單元。系統通過聯動消防控制單元聯動控制消防滅火設備，當電力電纜發生火災時，有效控制了火災的蔓延；該系統通過電纜溝監控消防模塊可以實現準確預警、快速定位，提高了事件的處理效率；該系統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致火災的發生。
【專利說明】
電力電纜火災報警與聯動系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及電纜防火技術領域，尤其涉及一種電力電纜火災報警與聯動系統。【背景技術】
[0002]在城市現代化建設中，由于受建設條件、城市環境等制約的影響，在城市供配電網絡中出現了大量的電力電纜。電力電纜主要采用市政電纜溝敷設，隨著城市建設的發展，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，火災隱患多發于各電纜中間接頭處。因產品絕緣、電纜過載、外部火情等引發火災事故屢見不鮮，后果嚴重，影響惡劣，且對火災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。加大了火災范圍擴大的風險，最終導致大面積電纜燃燒，對城市供電可靠性造成嚴重的破壞。
[0003]現有的電力電纜火災報警系統沒有聯動消防機制，當電纜發生火災時，不能在第一時間控制火災的蔓延;此外，沒有對電纜溝水位及對電纜弧光的監測措施，無法對電纜做的很好的保護。【實用新型內容】
[0004]針對現有技術的不足，本實用新型提供了一種電力電纜火災報警與聯動系統，該系統根據電力電纜的運行工況，結合現有的運維模式，重點對電纜中間接頭進行溫度、火情進行監測報警，并配合聯動進行滅火處理。以實現準確預警、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]為了實現上述目的，本實用新型技術方案如下:
[0006]—種電力電纜火災報警與聯動系統，包括電纜溝監控消防模塊、RF通信模塊、信息檢測模塊、消防滅火設備、供電模塊。電纜溝監控消防模塊與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。電纜溝監控消防模塊用于對電纜火情進行監測與預警，并控制消防滅火設備;RF通信模塊用于實現電纜溝監控消防模塊與信息檢測模塊、消防滅火設備之間的數據和指令的傳輸;信息檢測模塊用于對電纜進行檢測；消防滅火設備用于當電纜發生火災時進行滅火處理;供電模塊用于為該系統進行供電。電纜溝監控消防模塊包含聯動消防控制單元。聯動消防控制單元用于當電力電纜發生火災時啟動消防滅火設備。
[0007]進一步地，電纜溝監控消防模塊還包含中央數據處理單元、數據采集單元、狀態監測單元、地理信息展示單元、數據統計分析單元、故障報警及定位單元。中央數據處理單元分別與數據采集單元、狀態監測單元、地理信息展示單元、數據統計分析單元、故障報警及定位單元、聯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。弧光傳感器、溫度傳感器分別與所述RF通信模塊相連接。弧光傳感器用于檢測電纜的弧光;溫度傳感器用于檢測電纜的溫度。
[0009]進一步地，該系統還包括手機。手機用于接收電纜溝監控消防模塊發出的有關電纜監測數據的短信。
[0010]進一步地，RF通信模塊、信息檢測模塊、消防滅火設備、供電模塊分別設置在電纜的每個探測點上。系統采用無線MESH通信網絡，以各探測點作為傳輸中繼進行信號傳輸。
[0011]進一步地，該系統還包括無線數據轉發模塊、GPRS接收模塊。無線數據轉發模塊接收所述RF通信模塊的射頻信號；無線數據轉發模塊通過GPRS傳輸將電纜的監測數據分別傳給所述手機、GPRS接收模塊;GPRS接收模塊與電纜溝監控消防模塊相連接。
[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)該系統通過聯動消防控制單元聯動控制消防滅火設備，當電力電纜發生火災時，有效控制了火災的蔓延；(2)該系統通過電纜溝監控消防模塊可以實現準確預警、快速定位，提高了事件的處理效率；(3)該系統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致火災的發生；(4)該系統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)該系統可以通過短信通知運維人員，使運維人員及時知曉火情。【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型提出的電力電纜火災報警與聯動系統的結構方框圖。
[0017]圖2是系統中電纜溝監控消防模塊1的結構方框圖。
[0018]圖3是系統中信息檢測模塊3的結構方框圖。[〇〇19]圖4是采用無線MESH進行通信的系統結構方框圖。
[0020]圖5是采用GPRS進行通信的系統結構方框圖。[0021 ]圖6是電纜溫度監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、消防滅火設備4、供電模塊5、手機6、無線數據轉發模塊7、GPRS接收模塊8、中央數據處理單元101、 數據采集單元102、狀態監測單元103、地理信息展示單元104、數據統計分析單元105、故障報警及定位單元106、聯動消防控制單元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生火災的原因主要有以下幾方面:過熱、絕緣受損引發拉弧、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體所產生的電弧，電弧一般會繞過絕緣體沿著絕緣體的表面產生，因而會對絕緣體產生損壞， 如電弧的高溫會使絕緣體融化或碎裂。[〇〇24]本實用新型為了監測電力電纜的火情及電力電纜發生火災時能實現自動消防，而提出了一種電力電纜火災報警與聯動系統。
[0025]如圖1所示，為該系統的結構方框圖。該電力電纜火災報警與聯動系統包括電纜溝監控消防模塊1、RF通信模塊2、信息檢測模塊3、消防滅火設備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]電纜溝監控消防模塊1用于對電纜火情進行監測與預警，并控制消防滅火設備4進行滅火處理。RF通信模塊2用于實現電纜溝監控消防模塊1與信息檢測模塊3、消防滅火設備 4之間的數據和指令的傳輸。信息檢測模塊3用于檢測電纜的信息。消防滅火設備4用于當電纜發生火災時進行滅火處理。供電模塊5用于為該系統進行供電。
[0028]供電模塊5通過高靈敏度的取電CT供應，取電CT內部集成后備鋰電池。當線路負荷電流大于5A時即可驅動裝置正常工作，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，仍然能持續工作48小時。[〇〇29]如圖2所示，電纜溝監控消防模塊1包含中央數據處理單元101、數據采集單元102、 狀態監測單元103、地理信息展示單元104、數據統計分析單元105、故障報警及定位單元 10 6、聯動消防控制單元10 7。
[0030]中央數據處理單元101分別與數據采集單元102、狀態監測單元103、地理信息展示單元104、數據統計分析單元105、故障報警及定位單元106、聯動消防控制單元107相關聯。
[0031]中央數據處理單元101用于對數據采集單元102采集到的數據進行處理和發送。數據采集單元102用于對電力電纜個檢測點的數據進行采集。數據統計分析單元105用于對各種采集到的數據進行分析，使其變成可視化數據。狀態監測單元103用于實時顯示電纜各接頭的數據信息。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。聯動消防控制單元107用于當電力電纜發生火災時啟動消防滅火設備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用于檢測電纜溝內的積水情況。信息檢測模塊3各傳感器采用模塊化獨立設計，多樣化計算機通信接口，兼容性好，有良好的擴展性。便于后期監測傳感器的增加和監測功能的擴展。[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檢測的各項數據傳給電纜溝監控消防模塊URF通信模塊2采用有線和無線相結合的通訊方式傳輸監測數據，并結合電纜溝監控消防模塊1的一系列先進的無線通信數據處理技術，確保數據傳輸的安全可靠。
[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及消防滅火設備4。[〇〇35]此外，該系統包括手機6。電纜溝監控消防模塊1可以將監測數據通過短信的方式發送給手機6,可以使操作人員隨時隨地知悉電力電纜的情況。
[0036]該電力電纜火災報警與聯動系統的工作原理為:
[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及消防滅火設備4。弧光傳感器301、溫度傳感器302、水位傳感器303實時監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將每個探測點的監測數據傳送給電纜溝監控消防模塊1。電纜溝監控消防模塊1的中央數據處理單元101對接收到的數據進行存儲并對電纜溝各個監控點的溫度等情況、進行有效的監督控制、預警、輔助決策等。數據統計分析單元105用于對各種采集到的數據進行統計分析，使其變成可視化數據。狀態監測單元103對全電纜各個接頭的溫度、弧光、水位、消防滅火設備4的狀態等信息實現圖形化展示，包括溫度變化情況、預測變化趨勢等，如圖6為狀態監測單元103顯示電纜溫度的監測圖。[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，出現短路故障，出現火情等。然后，聯動消防控制單元107聯動發生故障的探測點的消防滅火設備4啟動，以防止火災事故蔓延。出現故障時，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域的分布圖。
[0039]各探測點的探測設備及傳輸設備采用防爆、耐高溫、低功耗產品。考慮電纜溝內在暴雨天氣積水嚴重等情況，所有終端設備防護等級按IP66考慮。
[0040]RF通信模塊2與取電CT集成，含230MHz/433MHz自組網通信模塊、2.4GHz無線路由模塊。
[0041]本發明提供了該系統的兩種通信方式的實施例。[〇〇42]該系統通信方式的實施例一:[〇〇43]如圖4所示，系統采用無線MESH通信網絡(也稱多跳網絡)組成的監測與聯動系統， 各探測點的探測數據通過RF通信模塊2進行數據無線轉發，以其它探測點作為傳輸中繼(跳傳)，最終傳送給電纜溝監控消防模塊1。優選地，無線跳傳間隔為1.7km。
[0044]該系統通信方式的實施例二:[〇〇45]如圖5所示，該系統采用RF射頻+GPRS通信網絡組成監測與聯動系統。該系統還包含無線數據轉發模塊7、GPRS接收模塊8 AF通信模塊2接收無線數據轉發模塊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與電纜溝監控消防模塊1 相連接。
[0046]GPRS(General Packet Rad1 Service)是通用分組無線服務技術的簡稱，它是 GSM移動電話用戶可用的一種移動數據業務。各探測點的RF通信模塊2發射RF射頻信號將監測數據傳給無線數據轉發模塊7,無線數據轉發模塊7作為作為傳輸中繼發射GPRS信號將數據發送給GPRS接收模塊8，GPRS接收模塊8與電纜溝監控消防模塊1通過有線連接，GPRS接收模塊8最終將監測數據傳送給電纜溝監控消防模塊1。同時，無線數據轉發模塊7可以將檢測數據以短信的方式發個手機6。
[0047]以上所述的僅是本實用新型的優選實施方式，本實用新型不限于以上實施例。可以理解，本領域技術人員在不脫離本實用新型的基本構思的前提下直接導出或聯想到的其它改進和變化均應認為包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種電力電纜火災報警與聯動系統，其特征在于，包括:電纜溝監控消防模塊(1)、RF通信模塊(2)、信息檢測模塊(3)、消防滅火設備(4)、 供電模塊(5);電纜溝監控消防模塊(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；所述電纜溝監控消防模塊(1)用于對電纜火情進行監測與預警，并控制所述消防滅火 設備(4);所述RF通信模塊(2)用于實現所述電纜溝監控消防模塊(1)與所述信息檢測模塊(3)、 消防滅火設備(4)之間的數據和指令的傳輸；所述信息檢測模塊(3)用于對電纜進行檢測；所述消防滅火設備(4)用于當電纜發生火災時進行滅火處理；所述供電模塊(5)用于為該系統進行供電；所述電纜溝監控消防模塊(1)包含聯動消防控制單元(107);所述聯動消防控制單元(107)用于當電力電纜發生火災時啟動所述消防滅火設備(4)。2.根據權利要求1所述的電力電纜火災報警與聯動系統，其特征在于:所述電纜溝監控消防模塊(1)還包含中央數據處理單元(101)、數據采集單元(102)、狀 態監測單元(103)、地理信息展示單元(104)、數據統計分析單元(105)、故障報警及定位單 元(106);所述中央數據處理單元(101)分別與所述數據采集單元(102)、狀態監測單元(103)、地 理信息展示單元(104)、數據統計分析單元(105)、故障報警及定位單元(106)、聯動消防控 制單元(107)相連接。3.根據權利要求1所述的電力電纜火災報警與聯動系統，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.根據權利要求1所述的電力電纜火災報警與聯動系統，其特征在于:還包括手機(6);所述手機(6)用于接收電纜溝監控消防模塊(1)發出的有關電纜監測數據的短信。5.根據權利要求1所述的電力電纜火災報警與聯動系統，其特征在于:所述RF通信模塊(2)、信息檢測模塊(3)、消防滅火設備(4)、供電模塊(5)分別設置在電 纜的每個探測點上；系統采用無線MESH通信網絡進行通信，以各探測點作為傳輸中繼進行信號傳輸。6.根據權利要求4所述的電力電纜火災報警與聯動系統，其特征在于:還包括無線數據轉發模塊(7 )、GPRS接收模塊(8);無線數據轉發模塊(7)接收所述RF通信模塊(2)的射頻信號；無線數據轉發模塊(7)通 過GPRS傳輸將電纜的監測數據分別傳給所述手機(6 )、GPRS接收模塊(8);所述GPRS接收模 塊(8)與電纜溝監控消防模塊(1)相連接。7.根據權利要求3所述的電力電纜火災報警與聯動系統，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)用于檢測電纜溝內的積水情況。8.根據權利要求1所述的電力電纜火災報警與聯動系統，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
【發明人】劉煒, 史興坤, 陳永忠
【申請人】深圳市國電投資有限公司