一种用于地下电缆的火灾报警系统及其工作方法与流程

1.本发明涉及一种用于地下电缆的火灾报警系统及其工作方法，属于地下电缆消防技术领域。


背景技术：

2.将电缆铺设到地下，在室外设施上应用广泛，特别是电厂、变电站等室外设施为高压电力设施的场所。低压动力电缆、控制电缆、通信电缆和继电保护及自动化系统使用的光缆均铺设在地下，电缆在运行中监控手段单一，且无法直接进行观察，对于电缆发生火灾或运行过程中的不安全隐患较难及时发现，只有发现明火产生烟雾时，才能判定发生火灾。这就使得一旦地下电缆发生火灾时，较难迅速控制，往往会波及其它回路。而电缆火灾除了造成电缆损坏，还可能造成设备跳闸、减供负荷、甚至对救火人员造成伤害等严重的后果。且地下电缆种类繁多、后续修复难度大，工序复杂，恢复时间长，特别是发生在变电站的火灾，导致停断电区域大，社会影响恶劣。
3.现有技术中已有对地下电缆消防技术的报道，例如：中国专利cn106297156a中提供了一种预警措施，在整个电缆上选择部分点的形式进行温度和烟雾的测量，中国专利cn107545694a中提供的报警措施则是采用温度和气体测量的方式。烟雾和气体探测均是在发生火灾后才可探测到相应的信号，这就导致烟雾和气体探测在火灾发生前的升温阶段无法作出准确的判定。
4.采用温度测量方式，虽可有效解决烟雾和气体探测存在的问题，但单一的温度测量方式加大了测量失效的可能，使误报警或发生火灾时不报警的风险概率增加，特别是采用具有群测量能力的感温光纤系统，对电缆的温度测量时多采用单根单向感温光纤布置在电缆上，一旦光纤出现故障，更加无法确定电缆的真实情况。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种用于地下电缆的火灾报警系统及其工作方法，以实现对地下电缆的温度进行准确实时监测，从而实现火灾的报警。
6.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种用于地下电缆的火灾报警系统，包括控制器、信号处理单元和单根或多根具有若干长度的感温光纤，单根或多根感温光纤的外表面与被测电缆的外表面相接触，单根或多根感温光纤接入信号处理单元，信号处理单元与控制器相连接，以用于将光信号转换为电信号输入到控制器中，且对于同一被测电缆的某单一位置，均与单根或多根的不同长度处的感温光纤相接触。
8.一种实施方案，所述的火灾报警系统具有一个或多个信号处理单元；当具有一个信号处理单元时，在一个信号处理单元中接入至少一根感温光纤，且所述信号处理单元接入到控制器中；当具有多个信号处理单元时，每个信号处理单元均接入至少一根感温光纤，且所述多个信号处理单元接入到一个控制器中。
9.一种实施方案，所述被测电缆可以是单股的电缆或光缆，也可以是多股或多种形式呈相互平行或类平行布置的电缆或光缆。
10.一种优选方案，当所述被测电缆为多股电缆或光缆时，所述的感温光纤在单位长度内均与每根电缆或光缆进行接触。
11.一种优选方案，所述的火灾报警系统，包括一个控制器、一个信号处理单元和单根感温光纤，控制器与信号处理单元相连接，信号处理单元与感温光纤相连接，感温光纤的外表面与被测电缆的外表面相接触，感温光纤的前端与被测电缆的前端齐平，感温光纤的中端与被测电缆的末端齐平，感温光纤的末端与被测电缆的前端齐平，即在被测电缆上单根双向布置感温光纤，被测电缆的任一截面处均有两处感温光纤。
12.一种用于地下电缆的火灾报警系统的工作方法，包括如下操作：
13.通过感温光纤对被测电缆的不同的位置点进行数据采集，并将采集的数据通过信号处理单元传递给控制器，控制器对信号处理单元提供的数据组按设定的时间点，按照以下数据处理规则对某一位置点的两处数据进行处理：
14.a)若两处数据值均在所设定的报警值的下限，且两处数据值的差值在所设定的差值范围内，则维持正常工作状态；
15.b)若两处数据值均在所设定的报警值的下限，且两处数据值的差值超出所设定的差值范围内，则控制器输出检查信号、并提供位置点；
16.c)若两处数据值均超过所设定的报警值的下限，且两处数据值的差值在所设定的差值范围内，则控制器输出报警信号、并提供位置点；
17.d)若两处数据值中有一处数据超过所设定的报警值的下限，且两处数据值的差值在所设定的差值范围内，则控制器输出报警信号、并提供位置点；
18.e)若两处数据值中有一处数据超过所设定的报警值的下限，且两处数据值的差值超出所设定的差值范围内，以及两处数据值与上一次采集的每处数据值单独进行比较均有偏差，则控制器输出报警信号、并提供位置点；
19.f)若两处数据值中有一处数据超过所设定的报警值的下限，且两处数据值的差值超出所设定的差值范围内，以及两处数据值与上一次采集的每处数据值单独进行比较仅一处有偏差，则控制器输出检查信号、并提供位置点。
20.相较于现有技术，本发明的有益技术效果在于：
21.本发明实现了对电缆实际温度的实时准确测量，降低了测量失效的可能性，能有效降低误报警或发生火灾时不报警的风险概率，并且，感温光纤的布置方式结构简单，易于实现，适用范围广泛。
附图说明
22.图1是本发明实施例提供的一种用于地下电缆的火灾报警系统的结构示意图；
23.图2是本发明实施例提供的火灾报警系统的工作流程示意图；
24.图中标号示意如下：1、控制器；2、信号处理单元；3、感温光纤；4、被测电缆。
具体实施方式
25.下面结合附图对本发明技术方案做进一步详细、完整地说明。
26.请参阅图1所示，本发明提供的一种用于地下电缆的火灾报警系统，包括控制器1、信号处理单元2和单根或多根具有若干长度的感温光纤3，单根或多根感温光纤3的外表面与被测电缆4的外表面相接触，单根或多根感温光纤3接入信号处理单元2，信号处理单元2与控制器1相连接，用于将光信号转换为电信号输入到控制器1中，且对于同一被测电缆4的某单一位置，均与单根或多根的不同长度处的感温光纤3相接触。
27.本发明中，所述的火灾报警系统可以具有一个或多个信号处理单元2；当具有一个信号处理单元2时，在一个信号处理单元2中接入至少一根感温光纤3，且所述信号处理单元2接入到控制器1中；当具有多个信号处理单元2时，每个信号处理单元2均接入至少一根感温光纤3，且所述多个信号处理单元2接入到一个控制器1中。
28.本发明中，所述被测电缆4可以是单股的电缆或光缆，也可以是多股或多种形式呈相互平行或类平行布置的电缆或光缆。
29.本发明中，所述被测电缆4为多股电缆或光缆时，所述的感温光纤3在单位长度内均与每根电缆或光缆进行接触。
30.本发明所述的火灾报警系统的工作方法，包括如下操作：
31.通过感温光纤3对被测电缆4的不同的位置点进行数据采集，并将采集的数据通过信号处理单元2传递给控制器1，控制器1对信号处理单元2提供的数据组按设定的时间点，按照以下数据处理规则对某一位置点的两处数据进行处理：
32.a)若两处数据值均在所设定的报警值的下限，且两处数据值的差值在所设定的差值范围内，则维持正常工作状态；
33.b)若两处数据值均在所设定的报警值的下限，且两处数据值的差值超出所设定的差值范围内，则控制器输出检查信号、并提供位置点；
34.c)若两处数据值均超过所设定的报警值的下限，且两处数据值的差值在所设定的差值范围内，则控制器输出报警信号、并提供位置点；
35.d)若两处数据值中有一处数据超过所设定的报警值的下限，且两处数据值的差值在所设定的差值范围内，则控制器输出报警信号、并提供位置点；
36.e)若两处数据值中有一处数据超过所设定的报警值的下限，且两处数据值的差值超出所设定的差值范围内，以及两处数据值与上一次采集的每处数据值单独进行比较均有偏差，则控制器输出报警信号、并提供位置点；
37.f)若两处数据值中有一处数据超过所设定的报警值的下限，且两处数据值的差值超出所设定的差值范围内，以及两处数据值与上一次采集的每处数据值单独进行比较仅一处有偏差，则控制器输出检查信号、并提供位置点。
38.以下将结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步清楚、完整地描述。
39.实施例
40.请参阅图1和图2所示：本实施例提供的一种用于地下电缆的火灾报警系统，包括一个控制器1、一个信号处理单元2和单根感温光纤3，控制器1与信号处理单元2相连接，信号处理单元2与感温光纤3相连接，感温光纤3的外表面与被测电缆4的外表面相接触，感温光纤3的前端与被测电缆4的前端齐平，感温光纤3的中端与被测电缆4的末端齐平，感温光纤3的末端与被测电缆4的前端齐平，即在被测电缆4上单根双向布置感温光纤3，被测电缆4的任一截面处均有两处感温光纤3。
41.相应的，如图2所示，本实施例中所述的火灾报警系统的工作方法，包括如下操作：
42.设被测电缆4的位置点x，采样时间为t，采样时间间隔为t，感温光纤3对应x位置点的时间点t的数据值分别为a1及b1，对应x位置点的时间点t-t(上次采样时间)数据值分别为a0及b0，报警值为c，a1及b1数据值的设定差值为d；
43.当火灾报警系统进入运行状态后，感温光纤3对被测电缆4的位置点x进行采样，采集的数据通过信号处理单元2传递给控制器1，控制器1对信号处理单元2提供的数据组按设定的采样时间间隔t，时间点为t时对位置点x的a1及b1两处数据值按照以下数据处理规则进行处理：
44.a)若a1及b1两处数据值均在设定的报警值c的下限(a1＜c&b1＜c)，且a1及b1数据值的差值|a1-b1|在设定的差值d范围内(|a1-b1|＜d)，则维持正常工作状态；
45.b)若a1及b1两处数据值均在设定的报警值c的下限(a1＜c&b1＜c)，且a1及b1两处数据值的差值|a1-b1|超出设定的差值d范围内(|a1-b1|＞d)，则控制器1输出检查信号、并提供位置点x；
46.c)若a1及b1两处数据值均超过设定的报警值c的下限(a1＞c&b1＞c)，则控制器1输出报警信号，并提供位置点x；
47.d)若a1及b1两处数据值中有一处数据超过设定的报警值c的下限(a1＞c or b1＞c)，且a1及b1两处数据值的差值|a1-b1|在设定的差值d范围内(|a1-b1|＜d)，则控制器1输出报警信号、并提供位置点x；
48.e)若a1及b1两处数据值中有一处数据超过设定的报警值c的下限(a1＞c or b1＞c)，且a1及b1两处数据值的差值|a1-b1|超出设定的差值d范围内(|a1-b1|＞d)，以及a1及b1两处数据值与时间点为t-t采集的a0及b0数据值单独进行比较均有偏差(a1≠a0&b1≠b0)，则控制器1输出报警信号、并提供位置点x；
49.f)若a1及b1两处数据值中有一处数据超过设定的报警值c的下限(a1＞c or b1＞c)，且a1及b1两处数据值的差值|a1-b1|超出设定的差值d范围内(|a1-b1|＞d)，以及a1及b1两处数据值与间点为t-t采集的a0及b0数据值单独进行比较仅一处有偏差(a1≠a0 or b1≠b0)，则控制器1输出检查信号、并提供位置点x。
50.最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。