电气火灾预警方法与流程

1.本发明涉及电气火灾监测预警技术领域，具体涉及一种电气火灾预警方法。


背景技术：

2.电气火灾是指由于电气线路、用电设备、器具以及供配电设备出现故障性释放的热能而造成的火灾。电气火灾的隐蔽性强，燃烧快并且不易扑救，因此，对电气火灾的提前发现和预警，可以有效降低电气火灾发生的概率。


技术实现要素：

3.鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的电气火灾预警方法。
4.本发明实施例的第一个方面提供了一种电气火灾预警方法，包括：获取电气回路中至少一个被测点当前的温度值和电流值；分别根据每个所述被测点的所述温度值和所述电流值计算所述被测点的运算值；分别比较每个所述被测点的运算值与所述被测点对应的预警值，其中，每个所述被测点对应的所述预警值是预先确定的；根据所述比较结果确定是否发出预警信息。
5.本发明实施例的第二个方面提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行本发明实施例的第一个方面提供的电气火灾预警方法。
附图说明
6.通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
7.图1是本发明的一个实施例提供的电气火灾预警方法的流程示意图；
8.图2是本发明的一个实施例提供的确定预警值的流程示意图；
9.图3是本发明的一个实施例提供的计算预警值的流程示意图。
10.应该注意的是，附图并未按比例绘制，并且出于说明目的，在整个附图中类似结构或功能的元素通常用类似的附图标记来表示。还应该注意的是，附图只是为了便于描述优选实施例，而不是本发明本身。附图没有示出所描述的实施例的每个方面，并且不限制本发明的范围。
具体实施方式
11.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
12.除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
13.电气火灾，是指由于电气线路、用电设备、器具以及供配电设备出现故障性释放的热能：如高温、电弧、电火花以及非故障性释放的能量；如电热器具的炽热表面，在具备燃烧条件下引燃本体或其他可燃物而造成的火灾，也包括由雷电和静电引起的火灾。
14.电气火灾对人们生命和财产造成的危害十分严重，因此，应当加强对电气火灾的监控，能够提前预警电气火灾的发生。
15.本发明的实施例提供了一种电气火灾预警方法，图1是本发明的一个实施例提供的电气火灾预警方法的流程示意图，参见图1，该电气火灾预警方法包括：步骤11，获取电气回路中至少一个被测点当前的温度值和电流值；步骤12，分别根据每个被测温度值和所述电流值计算被测点的运算值；步骤13，分别比较每个被测点的运算值与被测点对应的预警值，其中，每个被测点对应的预警值是预先确定的；步骤14，根据比较结果确定是否发出预警信息。
16.在步骤11中，本领域技术人员可以通过监测电气回路整体或者某一段电气回路，从而获取被测点的温度值和电流值，也可以通过直接监测电气回路中的被测点来获取该被测点的温度值和电流值。可以理解，被测点的电流值与温度值是一一对应的，即，在获取某个被测点某一时刻的电流值时，同时获取该时刻该被测点的温度值。
17.在获取电气回路中至少一个被测点的温度值和电流值的过程中，也就是采样过程中，根据奈奎斯特采样定理，当采样频率大于信号中最高频率的2倍时，采样之后的数字信号可以完整保留原始信号中的信息。在实际应用中，采样频率可以是信号最高频率的2.56～4倍。在本发明的实施例中，由于我国电网频率为50hz，因此，采样频率可以为200hz。
18.在本发明的实施例中，运算值可以为温度值和电流值的平方的比值。
19.在本发明的实施例中，运算值可以为温度值的开平方和电流值的比值。
20.在基于温度的电气火灾预警装置中，由于电气回路的用电负荷是随时变化的，即，一条电气回路上会有多个负载，这些负载的数量会增加或减少，流经电气回路的电流随之变化，温度也会发生变化；或者，一条电气回路上接有一个负载，当电气回路中接入的负载的类型变化时，流经电气回路的电流随之变化，温度也会发生变化，电气火灾的预警需要自动适应负载类型或数量的变化。
21.当被测点的电阻，即电气回路中接入的负载不变时，温度与电流的平方成正比。选用上述比值作为运算值，可以屏蔽电气回路中接入的负载变化造成的影响，可以使该电气预警方法自动适应负载的变化。在一些实施例中，运算值可以是温度值与电流值的n次方的比值，在其它实施例中，运算值也可以是电流值的n次方与温度值的比值，其中n为大于等于1的正整数。
22.还包括：分别确定每个被测点对应的预警值，图2是本发明的一个实施例提供的确定预警值的流程示意图，参见图2，其中，针对每个被测点，通过以下步骤确定预警值：
23.步骤101，获取多组样本数据，每组样本数据包括被测点的温度值和对应的电流值；
24.步骤102，分别计算每组样本数据的运算值以获取多个运算值样本，在本发明的实施例中，运算值可以为温度值和电流值的平方的比值，在其他实施例中，运算值可以为温度
值的开平方和电流值的比值。在一些实施例中，运算值可以是温度值与电流值的n次方的比值，也可以是电流值的n次方与温度值的比值，其中n为大于等于1的正整数；
25.步骤103，根据多个运算值样本确定预警值。
26.在一些实施例中，可以通过监测电气回路来获取被测点的温度值和对应的电流值，可以监测电气回路整体或者某一段电气回路，也可以监测电气回路中的被测点。在其它实施例中，也可以通过云平台服务器，采集该电气回路的历史运行数据，从而获取被测点的温度值和对应的电流值。
27.在本发明的实施例中，步骤101中，获取多组样本数据的过程中，可以连续采集某个被测点在一段时间内的电流值与对应的温度值，也可以采集某个被测点在不同时刻的电流值与对应的温度值。
28.可选地，获取电气回路中的被测点的电流值，可以是通过电流波形信号确定被测点的电流值，也可以是通过直接测量该电气回路中的被测点得到电流值。
29.步骤103中，预警值可以根据多个运算值样本的算术平均值和标准差计算得出，此种计算方法可以使预警值不受电流值大小的影响。
30.图3是本发明的一个实施例提供的计算预警值的流程示意图，参见图3，具体地，步骤103中，根据多个运算值样本确定预警值包括：
31.步骤1031，计算所述多个运算值样本的算术平均值μ；
32.步骤1032，计算所述多个运算值样本的标准差σ；
33.步骤1033，预警值为th＝μ 2σ。
34.此时，在电气回路正常运行时，运算值落在(μ
‑
2σ，μ 2σ)区间的概率为95.44％，落在该区间外的概率为4.56％，大于该预警值的概率为2.28％。根据概率论和假设检验的基本思想，小概率事件是指发生概率小于5％的事件，因此，在电气回路正常运行时，运算值大于预警值为小概率事件。小概率事件在一次试验中是几乎不可能发生的，但是在多次重复试验中是必然发生的。因此，将预警值设为μ 2σ，当运算值大于该预警值时，说明在电气回路正常运行时的小概率事件发生，说明电气回路中的运算值出现异常。此种计算预警值的方法使结果更加准确，能够减少误报率。
35.在一些实施例中，根据多个运算值样本计算预警值也可以先计算多个运算值样本的标准差，再计算多个运算值样本的算术平均值。在其它实施例中，也可以同时计算多个运算值样本的算术平均值和标准差。
36.还包括：监测电气回路的负载，基于负载的变化，可以调整预警值。当监测的电气回路的负载不变时，预警值不变。当监测的电气回路增加或者减少负载时，可以按照上述方法自动重新计算预警值。在其它实施例中，也可以在人工发出指令后，再重新计算预警值。随着电气回路中接入负载的变化，重新计算预警值，对电气回路发生的变化及时作出适应性调整，使电气火灾预警更加准确、更加及时。
37.在步骤101中，本领域技术人员可以通过监测电气回路整体或者某一段电气回路，从而获取多组样本数据，即被测点的温度值和电流值，也可以通过直接监测电气回路中的被测点来获取该被测点的温度值和电流值。可以理解，被测点的电流值与温度值是一一对应的，即，在获取某个被测点某一时刻的电流值时，同时获取该时刻该被测点的温度值。在获取多组样本数据的过程中，由于受到采样干扰噪声的影响，多组样本数据的运算值的变
化规律服从正态分布，此时预警值可以通过统计计算确定。在获取电气回路的样本数据时，为了使统计计算结果更加准确，获取的样本数据的个数应当≥50个。在本发明的实施例中，可以获取电气回路中的300个被测点的样本数据，即被测点的电流值和对应的温度值。每个被测点对应的样本数据可以包括连续采集该被测点在一段时间内的电流值和对应的温度值，也可以包括被测点在不同时刻的电流值和对应的温度值。
38.在一些实施例中，在步骤12根据温度值和电流值计算被测点的运算值之前，可以对获取的电气回路的温度值和电流值进行滤波。由于获取温度值和电流值的过程中会受到噪声的干扰，因此，需要滤波从而去除噪声。在本发明的实施例中，可以选用平滑滤波对电流值进行去噪。可选地，某一时刻滤波后的电流值为该时刻采样值、前一时刻采样值和后一时刻采样值三者的算术平均值。在其它实施例中，也可以选用傅里叶变换方法或者小波分析方法对电流值进行滤波。
39.对电流值进行滤波后，可以计算滤波后的电流值的有效值。有效值是根据电流热效应规定的，使一个交流电流和一个直流电流分别通过阻值相同的电阻，如果在相同时间内产生的热量相等，那么就把这一直流电的数值成为这一交流电的有效值。计算电流值的有效值，可以使获取电流值操作更简单，不需要采集交流电的瞬时值，使得计算结果更加准确。
40.可选地，可以根据滤波后的电流值的有效值和对应的温度值计算运算值。
41.可选地，也可以对获取的多组样本数据进行滤波，即对电气回路中的被测点的电流值和对应的温度值进行滤波。
42.可选地，对样本数据进行滤波后，可以计算滤波后的电流值的有效值，并根据该电流值的有效值和对应的温度值计算运算值样本，并根据该运算值样本计算预警值。相应地，可以比较上述根据滤波后的电流值的有效值和对应的温度值计算的运算值和预警值。
43.在本发明的实施例中，可以预先设定一个时间，经过预设时间后，重新计算所述预警值，可以避免电气回路运行过程中出现异常，但是由于预警值没有及时更新而造成的对电气火灾的误判或遗漏。在一些实施例中，也可以预先设定一个时间，比如每周的周一，或者每个月的12号，自动更新预警值。
44.在重新计算预警值之前，可以重新获取电气回路中的样本数据，根据该重新获取的样本数据计算预警值，确保计算的预警值的准确性。
45.至少一个被测点包括多个被测点。
46.多个被测点中的至少一个被测点的运算值大于或等于被测点对应的预警值，则发出预警信息。在本发明的实施例中，在电气回路中选取三个被测点，根据上述方法分别计算每个被测点的运算值和每个被测点对应的预警值。在对运算值和预警值进行比较的过程中，只要该三个被测点中的其中一个被测点的运算值大于或者等于预警值，则进行电气火灾预警。在其它实施例中，也可以在电气回路中选取其他数量的被测点。可选地，被测点的数量可以与电气回路中接入负载的数量相对应，每个负载处可选取一个被测点。
47.在步骤14中，具体地，当运算值大于或者等于该预警值时，则发出火灾预警信息。可选地，可以通过声光报警器来进行火灾预警，也可以通过响铃或广播来进行火灾预警，也可以通过网络与云平台连接。
48.本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，该指令在计算机上
运行时，使得计算机执行本发明的实施例提供的电气火灾预警方法。
49.在本发明上述实施例中的执行上述方法的各个部件可以集成在一个处理单元中，也可以是各个部件单独存在。上述集成的部件既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能部件的形式实现。
50.该部件如果以软件功能部件的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带该计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
51.对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
52.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。