張志明

（甘肅第三建設(shè)集團有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

調(diào)查數(shù)據(jù)表明，我國電氣火災(zāi)發(fā)生率正在逐年增長，而且該類型的火災(zāi)發(fā)生占比較高，接近于30%，因此不斷促進電氣火災(zāi)探測裝置和自動滅火裝置的應(yīng)用對于電力系統(tǒng)的發(fā)展而言至關(guān)重要。電氣火災(zāi)相較于其他火災(zāi)而言，具有高危險、難滅火等特點，所以提前預(yù)防電氣火災(zāi)是處理電氣火災(zāi)最重要的方法，這就對電氣火災(zāi)探測器提出了較高的要求，只有提前探測出電氣火災(zāi)，才有可能杜絕電氣火災(zāi)。

1 電氣火災(zāi)探測器與自動滅火裝置的工作原理

電氣火災(zāi)探測器和自動滅火裝置是一整套防火裝置，其核心技術(shù)為利用圖像技術(shù)對現(xiàn)場電氣火災(zāi)進行智能分析和判斷，同時增加溫度和煙霧判別技術(shù)來提高判斷的準確性，然后將判斷結(jié)果傳輸給中央處理器，并由中央處理器來控制自動滅火裝置滅火。其基本原理如圖1。

圖1 電氣火災(zāi)探測與自動滅火裝置原理圖

2 電氣火災(zāi)探測裝置在電容柜中的應(yīng)用

2.1 電氣火災(zāi)探測裝置

電氣火災(zāi)探測裝置主要包括圖像采集和分析判斷技術(shù)。圖像采集部分主要是對火災(zāi)發(fā)生的光信號進行采集，然后通過裝置內(nèi)部的光電轉(zhuǎn)化設(shè)備將其轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，這些數(shù)字信號需要利用特定的算法來進行計算，以提取分析火災(zāi)現(xiàn)場的靜態(tài)特性和動態(tài)特性。靜態(tài)和動態(tài)特性的提取至關(guān)重要，這兩種特性是計算機分析判斷火災(zāi)和干擾源的重要依據(jù)，但是計算機無法直接識別這兩種特性，只能識別出判據(jù)向量。因此需要提前采用相關(guān)技術(shù)將上述特性轉(zhuǎn)變?yōu)榕袚?jù)向量，之后才能由計算機識別并判斷出是否為干擾源。利用這種技術(shù)能夠及時發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)，然后自動滅火裝置會快速對其進行滅火處理，降低火災(zāi)繼續(xù)蔓延的風(fēng)險[1]。

2.2 火焰特征提取方法

火焰特征提取方法主要包括三種，分別是邊緣擴大特征、跳動特征、以及尖角特征。固定干擾源的主體在火災(zāi)初期基本保持不變，而火焰主體卻不斷在變化，導(dǎo)致目標(biāo)周圍的周長也在不斷增加，這種想象被稱為邊緣擴大特征。跳動特征是指火焰自身的頻譜特征是有一定規(guī)律的，肉眼觀察到的火焰的跳動是無序的，但實際上火焰的閃動頻率主要集中與7～12Hz。火焰邊緣出現(xiàn)的一定數(shù)量的尖角稱為火焰的尖角特征，該特征主要用于描述火焰的抖動情況，一般尖角數(shù)量越多，代表火焰抖動情況越厲害。

2.3 電氣火災(zāi)探測裝置在電容柜中的應(yīng)用方法

火災(zāi)探測器會對電容柜中的光源信號進行捕捉，然后通過圖像采集系統(tǒng)形成具體的圖像，中央處理系統(tǒng)會對形成的圖像進行分析判斷，最終得出是否會發(fā)生火災(zāi)或者是否已經(jīng)發(fā)生火災(zāi)的信息，并通過警報系統(tǒng)發(fā)出警報。但是在火災(zāi)探測裝置所在的探測區(qū)域往往存在一些其他的光源信號，這些信號會對電容柜中的光源信號帶來一定的影響，如果干擾光源信號較大，探測裝置對火焰的探測情況會受到較大影響，嚴重時會出現(xiàn)無法分辨的情況。圖像采集系統(tǒng)形成的圖像類型是黑白圈時，可以通過該類型直接觀察火焰的變化情況，這是因為黑白圈內(nèi)的高亮部分為火焰，亮度越大、范圍越廣，說明火焰較大，同時在這種具有高亮情況的圖像下，可以有效排除其他光源的干擾，對火焰判斷情況的準確度也很高。圖像中火焰的存在形式主要包括靜態(tài)和動態(tài)，處于靜態(tài)狀態(tài)的火焰是不規(guī)則的，有十分明顯的棱角；處于動態(tài)狀態(tài)的火焰的特點主要是可以在圖像中閃動。一般情況下相比于手電、燈泡等形狀規(guī)則的干擾光源來講，火焰的形狀是很容易區(qū)分出來的，因為通過圖像采集系統(tǒng)收集到的干擾光源的圖像通常有比較規(guī)則的形狀，而采集到的火焰的形狀是不規(guī)則的，并沒有任何固定的形態(tài)。發(fā)生火災(zāi)后，火焰的燃燒不僅會使自身內(nèi)部的氣流呈現(xiàn)出一種由內(nèi)向外的擴散趨勢，同時也會不同程度地改變周圍氣流的運動情況，最終會在采集系統(tǒng)下會呈現(xiàn)出十分顯眼的棱角。根據(jù)火焰的這個特點，探測器也能很好地區(qū)分干擾光源[2]?；鹧婢哂胁⒉环€(wěn)定的閃動頻率，也稱為它的跳動特征，閃動頻率雖然不穩(wěn)定，但是仍然處于一定的范圍內(nèi)，探測器可以根據(jù)這個范圍來區(qū)分火災(zāi)和干擾源，大部分干擾源的閃動頻率都低于8Hz。一般情況下，火災(zāi)發(fā)生后火焰的數(shù)量和規(guī)模會逐漸擴大，可以根據(jù)這一情況直接確定為火災(zāi)發(fā)生。圖像的抖動和變化也受到火焰數(shù)量和規(guī)模的影響，火焰數(shù)量越多、規(guī)模越大，圖像的抖動程度也就越大，此時可由圖像的抖動情況大致判斷出火災(zāi)的情況。

電氣火災(zāi)探測裝置可直接安裝在電容柜上，實現(xiàn)對電容柜24小時的監(jiān)測，一旦電容柜中有火焰產(chǎn)生，探測器的圖像采集系統(tǒng)直接將現(xiàn)場火災(zāi)情況采集為相應(yīng)的圖片，然后將生成的圖像立刻傳輸給中央控制處理系統(tǒng)，由中央控制系統(tǒng)對傳輸過來的火災(zāi)圖像進行數(shù)據(jù)分析，從而得出是否發(fā)生火災(zāi)以及火災(zāi)的程度等。在判斷出火災(zāi)后，電氣火災(zāi)探測系統(tǒng)將第一時間觸發(fā)火災(zāi)警報，同時自動開啟滅火裝置，及時避免火災(zāi)形勢擴大等問題，從而保證電容柜能夠安全穩(wěn)定運行，將企業(yè)的經(jīng)濟損失降至最低。

3 自動滅火裝置在電容柜中的應(yīng)用

3.1 自動滅火裝置

自動滅火裝置主要由滅火劑、電磁閥、滅火噴頭、管道和儲藏器組成。電容柜中有多個不同體積的隔離室，這些隔離室通過管道與儲藏器相連，同時根據(jù)每個隔離室的體積對應(yīng)安裝不同流量的滅火噴頭。管道開關(guān)是由電磁閥組成的，它會受到中央控制器的控制，具體系統(tǒng)如圖2所示。另外，我們可以用中央控制器來控制噴頭的開啟和關(guān)閉，同時將電磁閥也連接到控制器的控制端口，這樣可以實現(xiàn)滅火裝置全湮滅自動滅火，并防止其引燃到其他隔離室。通常儲藏器中儲存的滅火劑是七氟丙烷和六氟丙烷[3]。

圖2 電氣火災(zāi)探測與自動滅火裝置系統(tǒng)圖

3.2 自動滅火裝置在電容柜中的應(yīng)用方法

電容柜對電壓和電能質(zhì)量的敏感程度很高，一旦某些性能參數(shù)如溫度等出現(xiàn)變動，很容易會出現(xiàn)問題，從而導(dǎo)致電氣火災(zāi)的發(fā)生。因此做好電容柜的電氣火災(zāi)探測和自動滅火對于整個電力系統(tǒng)而言十分重要。在電容柜上安裝這兩個裝置時，首先要保證電容柜始終處于絕緣狀態(tài)，同時要保證電容柜中各個電氣元件的安裝距離保持在一個合理的范圍，從而保證自動滅火裝置和電氣火災(zāi)探測裝置能夠安全穩(wěn)定地運行。最后要對電氣火災(zāi)探測裝置和自動滅火裝置進行檢查和維護，保證其在電容柜出現(xiàn)故障時能夠始終處于正常工作狀態(tài)。通常情況，電容柜中的電氣元件會對自動滅火裝置和火災(zāi)探測裝置有一定的影響，無論是裝置安裝的位置，還是自動滅火噴頭和攝像頭的數(shù)量，都需要根據(jù)電氣元件的安裝位置進行調(diào)整，以不斷提高電氣火災(zāi)探測裝置的靈敏性和自動滅火裝置的滅火效率[4-5]。

下面介紹幾種電氣火災(zāi)探測器和自動滅火裝置的改進方法：①縮短電氣火災(zāi)的探測時間到5秒之內(nèi)；②控制滅火時間為10秒以上，以保證可以徹底將火滅掉；③提升煙霧、溫度的綜合識別能力，并不斷提高系統(tǒng)識別干擾源的能力；④將探測系統(tǒng)的警報裝置與消防部門相連接，這樣一旦發(fā)生火災(zāi)可以立刻通報給消防部門，讓消防部門第一時間準備救火，以防自動滅火裝置失靈給電力企業(yè)造成嚴重的損失。

4 結(jié)語

總之，電氣火災(zāi)是一類比較嚴重的火災(zāi)事故，一旦發(fā)生會給電力系統(tǒng)造成嚴重的損壞，從而給電力企業(yè)帶來嚴重的經(jīng)濟損失，如果火災(zāi)事故比較嚴重，還會給人民的生命健康造成威脅。通過加強電氣火災(zāi)探測裝置和自動滅火裝置在電容柜中的應(yīng)用，能大幅降低電氣火災(zāi)發(fā)生的幾率，從而有效保障電力系統(tǒng)的安全運行。