電纜溝防火監測裝置的研制班效民殷占全

張曉晨

摘 要：為了防止變電站電纜溝發生火災導致的二次電纜損毀等引起的繼電保護的誤動作，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，通過測試發現，該成果能夠有效的防止火情，從而提高變電站繼電保護的安全穩定運行。

關鍵詞：火災報警；煙霧傳感器；紅外傳感器

中圖分類號：U223.8 文獻標志碼：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展，變電站的規模也隨著增加，從而導致二次電纜等明顯增多，由于電纜長度的增加，電纜的發熱現象就更加嚴重，因此，火災發生的概率就相應增加，無人值守的變電站一旦發生火災，將會導致嚴重的后果，輕則導致繼電保護裝置誤動作，擴大事故范圍，重則燒毀電力設備。例如，2016年底，國網某變電站電纜溝發生火災，由于火情沒有被及時發現和處理，導致該變電站的主變壓發生著火爆炸事件，造成嚴重的經濟損失。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用于電纜溝的防火檢測系統。通過工程的實際應用效果來看，該成果能夠有效的防止電纜溝發生火災的情況，從而提高變電站繼電保護的安全穩定運行。

2 項目簡介

2.1 項目所屬科學技術領域

成果主要的研究內容隸屬電子技術領域，主要應用的核心元件是紅外線溫度感應傳感器、煙霧傳感器，涉及的核心原理主要是通過模數轉換模塊將溫度、煙霧等物理現象產生的模擬量轉化成數字量，由單片機實現計算數據并輸出結果。

2.2 主要內容

本成果主要研究的內容包括以下主要內容：

（1）煙霧傳感器在火災環境中的變化以及特征。

（2）紅外測溫傳感器在火災環境中的變化以及特征。

（3）模數轉換模塊的應用。

（4）報警繼電器的設計與應用。

2.3 主要特點

（1）具有成熟的技術支持。模數轉換技術已經在多個領域得到應用，其技術相當成熟，所以理論基礎比較強。

（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，當電纜溝發生火災時，能夠快速的檢測火災，向遠方監控系統發出告警信號，從而提高變電站的安全穩定運行。

（3）采用溫度、煙霧分時告警技術，如果電纜溝產生高溫，首先由紅外測溫傳感器發出告警，如果電纜溝出現高溫和煙霧環境，則由兩個傳感器同時發出告警信號，并驅動消防系統。

3 項目詳細內容

3.1 選題背景

目前，大多數變電站都是無人值守的變電站，變電站投入運行后，電纜的線芯帶電，長時間的帶電可能導致電纜發熱，進一步發展則會導致著火現象，如果電纜溝發生火災，由于電纜的內部未安裝監控視頻或者安裝監測裝置，運行監控人員是無法監測到火災的，如果火情通過電纜溝進入設備室或者一次設備機構內部，將會導致一次設備以及二次設備室的保護燒毀，從而發生更嚴重的事故。目前，變電站內部只是安裝了二次設備室的火災監測裝置，并沒有對電纜溝的火災進行監測，雖然在多處設置防火墻，但效果不是很明顯，因此，我小組針對這種現象，專門制作一種可以監測電纜溝火災的裝置，當電纜溝的電纜溫度異常時，及時發出告警信號，當電纜溝溫度異常同時監測到煙霧時，向后臺上送信號的同時啟動消防系統，這樣不僅僅可以提醒監控人員，同時能夠自動的進行消防滅火，從而大大的增加了無人值守變電站的安全穩定運行。該成果不僅能用于電纜溝防火，同樣也可以應用于各個公共場所的防火監測，因此，具有廣闊的市場。

3.2 詳細技術內容

3.2.1 電路圖設計

上述原理圖主要是對火災報警器的硬件原理進行設計，主要完成在火災環境下實現報警的功能。

3.2.2 軟件流程圖（如圖2）

3.2.3 整體設計與安裝

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，固定在上側電纜蓋，傳感器的電源部分安裝在間隔的匯控柜內部，信號由間隔的智能終端進行上送。

3.2.4 工作原理

當電纜溝發生火災時，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，系統不進行報警，如果溫度高于平時的正常溫度值時，向后臺發送一個溫度異常信號。如果溫度異常的同時煙霧探測器檢測到煙霧時，則向后臺發出緊急報警信號，發送信號的同時啟動消防系統，最后，消防系統向著火處噴灑干粉，從而達到火災監測與處理的目的。

3.2.5 與當前國內外同類研究、同類技術的綜合比較

目前，變電站防火監測系統技術比較成熟，但是只是對設備室的火災進行監測，發生火災后不能對火災進行處理，更沒有一項專門的防火技術應用于電纜溝的防火，本成果采用獨立的設計理念，將電纜溝的防火分為三個步驟，即初步告警、緊急告警、啟動消防。這樣將防火技術提升到一個新的層級，才能夠滿足智能化變電站的發展方向。

4 結束語

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

（1）可靠性高，本成果采用紅外傳感和煙霧傳感器與門關系進行控制，能夠對溫度異常和火災做出不同的處理。

（2）實用性強，本成果的告警接點采用空接點輸出，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：

[1]蘇世青.電纜火災及其防護[M].華北電力技術，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].科技創新與應用，2014（18）：130.endprint