張曉晨

摘 要：為了防止變電站電纜溝發(fā)生火災(zāi)導(dǎo)致的二次電纜損毀等引起的繼電保護(hù)的誤動(dòng)作，我們小組利用溫度紅外傳感器以及延誤傳感器專門研發(fā)出一種可以檢測電纜溝是否有火情或者溫度異常的裝置，通過測試發(fā)現(xiàn)，該成果能夠有效的防止火情，從而提高變電站繼電保護(hù)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)報(bào)警；煙霧傳感器；紅外傳感器

中圖分類號：U223.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）33-0015-02

1 概述

隨著無人變電站的飛速發(fā)展，變電站的規(guī)模也隨著增加，從而導(dǎo)致二次電纜等明顯增多，由于電纜長度的增加，電纜的發(fā)熱現(xiàn)象就更加嚴(yán)重，因此，火災(zāi)發(fā)生的概率就相應(yīng)增加，無人值守的變電站一旦發(fā)生火災(zāi)，將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，輕則導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作，擴(kuò)大事故范圍，重則燒毀電力設(shè)備。例如，2016年底，國網(wǎng)某變電站電纜溝發(fā)生火災(zāi)，由于火情沒有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，導(dǎo)致該變電站的主變壓發(fā)生著火爆炸事件，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，為了解決上述問題，我們小組利用溫度傳感器和煙霧傳感器研制出一款專門應(yīng)用于電纜溝的防火檢測系統(tǒng)。通過工程的實(shí)際應(yīng)用效果來看，該成果能夠有效的防止電纜溝發(fā)生火災(zāi)的情況，從而提高變電站繼電保護(hù)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 項(xiàng)目簡介

2.1 項(xiàng)目所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域

成果主要的研究內(nèi)容隸屬電子技術(shù)領(lǐng)域，主要應(yīng)用的核心元件是紅外線溫度感應(yīng)傳感器、煙霧傳感器，涉及的核心原理主要是通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將溫度、煙霧等物理現(xiàn)象產(chǎn)生的模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)計(jì)算數(shù)據(jù)并輸出結(jié)果。

2.2 主要內(nèi)容

本成果主要研究的內(nèi)容包括以下主要內(nèi)容：

（1）煙霧傳感器在火災(zāi)環(huán)境中的變化以及特征。

（2）紅外測溫傳感器在火災(zāi)環(huán)境中的變化以及特征。

（3）模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的應(yīng)用。

（4）報(bào)警繼電器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

2.3 主要特點(diǎn)

（1）具有成熟的技術(shù)支持。模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，其技術(shù)相當(dāng)成熟，所以理論基礎(chǔ)比較強(qiáng)。

（2）有效防止電纜溝著火的問題。如果變電站屬于無人值守變電站，當(dāng)電纜溝發(fā)生火災(zāi)時(shí)，能夠快速的檢測火災(zāi)，向遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出告警信號，從而提高變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）采用溫度、煙霧分時(shí)告警技術(shù)，如果電纜溝產(chǎn)生高溫，首先由紅外測溫傳感器發(fā)出告警，如果電纜溝出現(xiàn)高溫和煙霧環(huán)境，則由兩個(gè)傳感器同時(shí)發(fā)出告警信號，并驅(qū)動(dòng)消防系統(tǒng)。

3 項(xiàng)目詳細(xì)內(nèi)容

3.1 選題背景

目前，大多數(shù)變電站都是無人值守的變電站，變電站投入運(yùn)行后，電纜的線芯帶電，長時(shí)間的帶電可能導(dǎo)致電纜發(fā)熱，進(jìn)一步發(fā)展則會(huì)導(dǎo)致著火現(xiàn)象，如果電纜溝發(fā)生火災(zāi)，由于電纜的內(nèi)部未安裝監(jiān)控視頻或者安裝監(jiān)測裝置，運(yùn)行監(jiān)控人員是無法監(jiān)測到火災(zāi)的，如果火情通過電纜溝進(jìn)入設(shè)備室或者一次設(shè)備機(jī)構(gòu)內(nèi)部，將會(huì)導(dǎo)致一次設(shè)備以及二次設(shè)備室的保護(hù)燒毀，從而發(fā)生更嚴(yán)重的事故。目前，變電站內(nèi)部只是安裝了二次設(shè)備室的火災(zāi)監(jiān)測裝置，并沒有對電纜溝的火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)測，雖然在多處設(shè)置防火墻，但效果不是很明顯，因此，我小組針對這種現(xiàn)象，專門制作一種可以監(jiān)測電纜溝火災(zāi)的裝置，當(dāng)電纜溝的電纜溫度異常時(shí)，及時(shí)發(fā)出告警信號，當(dāng)電纜溝溫度異常同時(shí)監(jiān)測到煙霧時(shí)，向后臺(tái)上送信號的同時(shí)啟動(dòng)消防系統(tǒng)，這樣不僅僅可以提醒監(jiān)控人員，同時(shí)能夠自動(dòng)的進(jìn)行消防滅火，從而大大的增加了無人值守變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。該成果不僅能用于電纜溝防火，同樣也可以應(yīng)用于各個(gè)公共場所的防火監(jiān)測，因此，具有廣闊的市場。

3.2 詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容

3.2.1 電路圖設(shè)計(jì)

上述原理圖主要是對火災(zāi)報(bào)警器的硬件原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要完成在火災(zāi)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)報(bào)警的功能。

3.2.2 軟件流程圖（如圖2）

3.2.3 整體設(shè)計(jì)與安裝

探測器的傳感部分安裝在主電纜溝和間隔電纜的T接口處，固定在上側(cè)電纜蓋，傳感器的電源部分安裝在間隔的匯控柜內(nèi)部，信號由間隔的智能終端進(jìn)行上送。

3.2.4 工作原理

當(dāng)電纜溝發(fā)生火災(zāi)時(shí)，首先由紅外測溫傳感器測量電纜的溫度，如果溫度低于正常溫度時(shí)，系統(tǒng)不進(jìn)行報(bào)警，如果溫度高于平時(shí)的正常溫度值時(shí)，向后臺(tái)發(fā)送一個(gè)溫度異常信號。如果溫度異常的同時(shí)煙霧探測器檢測到煙霧時(shí)，則向后臺(tái)發(fā)出緊急報(bào)警信號，發(fā)送信號的同時(shí)啟動(dòng)消防系統(tǒng)，最后，消防系統(tǒng)向著火處噴灑干粉，從而達(dá)到火災(zāi)監(jiān)測與處理的目的。

3.2.5 與當(dāng)前國內(nèi)外同類研究、同類技術(shù)的綜合比較

目前，變電站防火監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)比較成熟，但是只是對設(shè)備室的火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)生火災(zāi)后不能對火災(zāi)進(jìn)行處理，更沒有一項(xiàng)專門的防火技術(shù)應(yīng)用于電纜溝的防火，本成果采用獨(dú)立的設(shè)計(jì)理念，將電纜溝的防火分為三個(gè)步驟，即初步告警、緊急告警、啟動(dòng)消防。這樣將防火技術(shù)提升到一個(gè)新的層級，才能夠滿足智能化變電站的發(fā)展方向。

4 結(jié)束語

本成果主要的使用領(lǐng)域有變電站電纜溝、同時(shí)，也可以適用于變電站二次設(shè)備室以及其他公共場所，因此，本成果具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）可靠性高，本成果采用紅外傳感和煙霧傳感器與門關(guān)系進(jìn)行控制，能夠?qū)囟犬惓：突馂?zāi)做出不同的處理。

（2）實(shí)用性強(qiáng)，本成果的告警接點(diǎn)采用空接點(diǎn)輸出，電壓為220V直流電壓，能夠直接與智能終端裝置連接。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇世青.電纜火災(zāi)及其防護(hù)[M].華北電力技術(shù)，1994，6（50）.

[2]Chang S G， Yu Bin，Vetterli M. Adaptive wavelet thresholding for image enoising and compression.IEEE Trans. Image Processing，2000， 9（9）：1532-1546.

[3]楊宗文.淺談變電站電纜防火措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（18）：130.endprint