电缆沟火灾风险智能预警系统研究

发表时间：2016-12-21T14:13:38.250Z 来源：《电力设备》2016年第21期 作者： 袁锋

[导读] 本系统进过测试能够及时有效的发出火灾风险报警信息，有效预防电缆火灾事故的发生。

（国网安徽省电力公司电力科学研究院 安徽 合肥 230601）

摘要：本文介绍了一套用于防范电缆火灾事故的电缆沟火灾风险实时监测系统。该系统采用了多种火灾预警探测器用于火灾风险评估，本系统进过测试能够及时有效的发出火灾风险报警信息，有效预防电缆火灾事故的发生。关键词：电缆沟；火灾风险；智能预警

1 系统结构

电缆沟火灾风险实时监测系统主要包括计算机监控系统、数据集中处理器、温度探测器、烟气探测器以及消防联动设备。

现有火灾探测技术按探测[1][2]的目标源可分为：温度、火焰和烟雾。本系统是一套基于多种探测原理的电缆温度、烟气实时监测预警系统，探测单元采用了定点式温度探测器、定点式烟感探测器以及感温电缆，监测系统能够综合温度和烟气探测信息对电缆温度及火灾风险进行综合判断，克服了常规电缆温度预警系统误报、自动灭火系统误动的缺陷，显著提高了电缆的消防安全等级，能够确保电力设备的安全运行。

2 探测单元

本系统中的探测单元采用了点式测量与全程测量相结合的设计方案，确保了温度测量与火灾事故探测的准确性，具体设计方法如下: 1）烟感探测器和温感探测器在电缆沟内定点分布安装，如电缆的接头处、转弯处、密集布置处等，系统中烟感探测器采用防爆离子感烟探测器，如图1所示。温感探测器采用了一线式数字温度传感器，同时采用“一线总线”接口，方便系统扩展，可以在一条线缆上挂接多个温度传感器。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量。与传统的测温方式比较，省去了复杂的信号调理电路，不易受干扰，信号传输的可靠性增强，精度高，实现方便。温度传感器采用“三通”造型，如图2所示，左右两边采用防水公、母插头，方便现场根据情况自由进行扩展，最多可在一条线上接入32只传感器。传感器封装在金属铜鼻子里面，增强导热性，方便固定到电缆上，直接用扎带等捆扎，不会损伤电缆。

2）采用可恢复式缆式线型定温火灾探测器（感温电缆），以波浪形状包裹在电力电缆外部，测量范围需覆盖整个被监控电缆长度，感温电缆的微电脑处理器根据温度探测结果在火灾的各个阶段将信号传送至功放电路，驱动报警继电器发出温度报警信号，并经RS-232接口送入数据集中处理器。 3 数据集中处理器

本系统中的数据集中处理器采用了JB-TBL-2100联动型火灾报警控制器，采用CAN总线技术构建内部网络，采用RJ45通用数据接口实现模块化结构。该控制器有总线回路1~24，每回路2个信息点，共6096点，可实现控制器与回路器件（各类探测器、输入输出模块）之间的数据及信息交换，单机回路最大容量可扩展至回路，共16256点；直接联动控制14组，可扩展至2组，可直接控制外部消防设备动作；总线联动控制112点，可扩展至2032点，可通过联动编程实现对任意回路总线上的输出设备进行控制。 4 网络通信及监控系统

本系统中的计算机监控系统采用了B/S（Browser/Server，浏览器/服务器）结构和SQL数据库工作模式，由数据服务器、监控平台和短信服务器三部分组成，服务器和工作站均采用HP Pavilion p7-1005cx型号计算机，通过TL-SG1024T千兆以太网交换机连接构成TCP/IP局域网。监控系统具有界面友好、快速报警、自动记录、多级协同浏览，操作简单方便等优点，极大的方便了用户的使用和管理。系统采用浏览器访问，简化了用户的使用复杂程度，不需要专门培训。同时为了便于管理，系统采用了不同的操作权限。

数据集中处理器即联动火灾报警控制器根据各种探测器的反馈信号对火灾风险进行综合评估，给出综合分析报警结果，经TCP/IP网络送至数据库服务器，如果报警值达到联动界限，则触发联动消防设备进行灭火动作。前台工作站可以通过网络实时浏览数据库服务器上的火灾监控信息，预警信息短信服务器可以将每条报警信息通过短信方式发送给相关工作人员，提醒其对报警线路进行故障检查，以便提早排除故障，消除火灾风险。 5 报警处理方法

本系统的报警处理分为电缆温度报警处理和火灾预警两部分，其中电缆温度告警的判据采用五种方式综合判断，以保证告警信息的可靠性。

5.1 电缆温度报警处理 1）绝对温度报警判断

绝对温度报警用于判断电缆温度是否超过了运行所能承受的温度限值，可对报警温度进行分级设置，设定值应根据电缆的型号、特性以及所能承受的最高温度进行设置。 2）相对温度报警判断

相对温度报警是将电缆温度与环境温度相对比，如果运行电缆的温度超过环境温度达到一定的限值，就会进行报警，相对温度告警方式可以避免因季节变化对电缆温度造成的影响。 3）温升率Δt判断

Δt是指在一个固定的时间段内，对于某一个指定的监测点，如果在这个固定的时间段内，温度增量达到某一个设定的阈值，则判断为此监测点出现温度故障，这是对电缆温度的纵向比较。 4）电缆整体温度判断

整体温度判断是指同时对同一条电缆的多个不同监测点进行监测比较，当这条电缆某一点或几点的温度高于其他多数监测点的温度达到某一个设定的阈值时，判断为此监测点出现温度故障，这是对电缆整体温度的横向比较。 5）感温电缆辅助判断

系统方案预留开关量接入端口，可以接入来自感温电缆系统的报警信号，把感温电缆系统的报警信息作为电缆温度告警的辅助判断依据。

5.2 火灾报警处理

对于火警信息的判断采用多种检测信号综合判断，除判断电缆本身的温度之外，还要综合考虑烟感探测信息以及环境温度。 1）电缆本身温度出现报警； 2）烟感探测器发出的报警；

3）电缆沟内环境温度超过一个设定值，如50℃； 6 结语

本文介绍的电缆沟火灾风险实时监测系统主要采用了智能探测、计算机控制、网络通信等技术，构成了一个一体化的网络监控系统，对于火警的判断，主要以电缆本身温度为判断依据，环境温度作为辅助条件；对于火警的处理，是要在火灾还未发生之前，检测到将要发生火灾的趋势，解除火灾发生的物理条件。参考文献

[1]吴龙标,袁宏永.火灾探测与控制工程[M].安徽：中国科学技术大学出版社1999 [2]李丽娜.火灾探测器浅析[J].信息技术,2003,27(7): 67 - 69