一种智能型变电站电弧检测、抑爆系统及方法技术方案

一种智能型变电站电弧检测、抑爆系统及方法，涉及变电站安全维护领域。本发明专利技术是为了解决现有变电站安全系数低、且发生火灾时不能及时自主灭火的问题。本发明专利技术所述的一种智能型变电站电弧检测、抑爆系统及方法，能够在电弧、电火花产生的瞬间通过传感器检测到弧光，并自动喷射适用的灭火剂，将电气设备产生的电弧抑制住，防止因电弧产生的火灾及爆炸，从而保护操作人员的人身安全及电力设备财产安全。同时，本发明专利技术能够通过变电站内的保护系统将发生故障的电气设备的编码地址上传到控制室，第一时间告知工作人员事故发生的具体位置。本发明专利技术适用于单体变电站的拉弧火灾检测预警与灭弧抑爆。

An Intelligent Substation Arc Detection and Explosion Suppression System and Method

An intelligent arc detection and explosion suppression system and method for substation relates to the field of substation safety maintenance. The invention aims to solve the problems of low safety factor of existing substation and not being able to extinguish fire independently in time when fire occurs. The invention provides an intelligent substation arc detection and explosion suppression system and method, which can detect arc light through sensors at the instant of arc and spark generation, and spray suitable fire extinguishing agent automatically, restrain arc generated by electrical equipment, prevent fire and explosion caused by arc, thereby protecting the personal safety of operators and property safety of electric equipment. At the same time, the invention can upload the coded address of the malfunctioning electrical equipment to the control room through the protection system in the substation, and inform the staff of the specific location of the accident at the first time. The invention is applicable to the detection and early warning of arc-drawing fire and the suppression of arc-extinguishing and explosion in single substation.

【技术实现步骤摘要】
一种智能型变电站电弧检测、抑爆系统及方法
本专利技术属于变电站安全维护领域。
技术介绍
随着城市建设的高速发展，越来越多的自动化变电站在城市各个重要场所得到了广泛的应用。同时，由于自动化变电站数量的与日俱增，也诱发了大量的电气设备火灾隐患。变电站作为电力系统中电压等级的转换、接收及分配电能的重要场所，一旦出现故障将造成大面积电网停电事故的发生。如果发生电气设备火灾甚至引起爆炸，其造成的人员伤亡、社会影响和经济损失则会非常巨大。并且，变电站电气设备火灾事故发生后的抢修及复建工作也极为困难。因此，变电站内电气设备的防火安全十分重要，特别是在石油、石化、天然气、银行金库、重要通讯类服务器机房等不允许发生火灾的重要场合中。由于行业的特殊性，其周围的空气中会含有一定程度的易燃易爆气体，任何电气设备一旦发生电弧、电火花现象都有可能引发电气设备爆炸，从而酿成重大的火灾。所以，变电站的电气设备灭弧、抑爆在电气防火安全领域就显得更为突出了。此外，现阶段国内大部分自动化变电站均是无人值守状态、且建设位置较为集中。大部分变电站内电气设备均未配备自动灭火系统，而且站内消防设备多数为手提式灭火筒、防火沙等被动灭火设备。一旦变电站发生电气故障产生电弧而引发电火，电力系统根本无法第一时间排除故障并切断电源，而工作人员又不能在第一时间赶到现场进行灭火，这就会延误最佳灭火的时机，从而很容易引起成片火灾事故的发生。待作业人员赶到现场将火势扑灭以后，变电站内大部分重要设备配件多数已被烧毁，根本不具备维修价值，给供电企业及社会将带来重大的经济损失，还可能造成人员伤亡甚至更大的不良社会影响。专利技术内容本专利技术是为了解决现有变电站安全系数低、且发生火灾时不能及时自主灭火的问题，现提供一种智能型变电站电弧检测、抑爆系统及方法。一种智能型变电站电弧检测、抑爆系统，包括：控制器和k个工作组，每个工作组均包括弧光探测器和灭弧抑爆器，k为正整数；k个工作组均匀分布在变电站内，弧光探测器用于探测所在区域内是否发生拉弧现象，灭弧抑爆器用于在所在区域内进行灭弧抑爆工作，k个弧光探测器的探测信号输出端均连接控制器的探测信号输入端，控制器的灭弧控制信号输出端同时连接k个灭弧抑爆器的灭弧控制信号输入端，控制器内嵌有以下软件实现的单元：编码单元：分别对k个工作组进行编码，并赋予编码地址，采集单元：采集每个工作组中弧光探测器获得的探测信号，判断单元：根据每个工作组获得的探测信号判断该工作组是否出现拉弧现象，灭弧控制单元：当工作组所在区域出现拉弧现象时，识别该工作组的编码地址、并向该编码地址所对应的灭弧抑爆器发送灭弧控制信号。进一步的，上述弧光探测器发出的探测信号包括：烟雾变化量、温度变化量、光谱变化量和光线强度变化量，控制器内嵌有烟雾标定阈值、温度标定阈值、光谱标定阈值和光强标定阈值，判断单元具体为：判断烟雾变化量是否超过烟雾标定阈值，判断温度变化量是否超过温度标定阈值，判断光谱变化量是否超过光谱标定阈值，判断光线强度变化量是否超过光强标定阈值，当上述所有变化量均超过其对应阈值时，则判定出现拉弧现象。进一步的，上述系统还包括故障提示模块，故障提示模块的地址信号输入端连接控制器的地址信号输出端，控制器中还包括地址报告单元：将出现拉弧现象区域的工作组编码地址作为地址信号发送至故障提示模块；故障提示模块包括报警单元：当接收到地址信号时，通过声光方式进行发出报警信号，并通过显示器将地址信号显示出来。进一步的，上述系统还包括信息通讯传输模块，故障提示模块的报警信号输出端连接信息通讯传输模块的报警信号输入端，信息通讯传输模块通过无线传输方式将报警信号发送至巡查人员配备的便携终端中。进一步的，上述系统还包括取电模块，取电模块的电压输入端连接变电站进线柜中的PT装置或自动化终端的电压输出端，取电模块的电压输出端连接控制器的电压输入端。一种智能型变电站电弧检测、抑爆方法，该方法基于以下装置实现，所述装置包括k个工作组，每个工作组均包括弧光探测器和灭弧抑爆器，k为正整数，k个工作组均匀分布在变电站内，所述方法包括以下步骤：编码步骤：分别对k个工作组进行编码，并赋予编码地址，采集步骤：采集每个工作组中弧光探测器获得的探测信号，判断步骤：根据每个工作组获得的探测信号判断该工作组是否出现拉弧现象，当工作组所在区域出现拉弧现象时，执行灭弧步骤，灭弧步骤：识别出现拉弧现象区域中工作组的编码地址、并驱动该编码地址所对应的灭弧抑爆器进行灭弧抑爆工作。进一步的，上述探测信号包括烟雾变化量、温度变化量、光谱变化量和光线强度变化量。进一步的，上述判断步骤中，根据每个工作组获得的探测信号判断该工作组是否出现拉弧现象的具体步骤为：判断烟雾变化量是否超过烟雾标定阈值，判断温度变化量是否超过温度标定阈值，判断光谱变化量是否超过光谱标定阈值，判断光线强度变化量是否超过光强标定阈值，当上述所有变化量均超过其对应阈值时，则判定出现拉弧现象。进一步的，上述判断步骤中当工作组所在区域出现拉弧现象时，还同时执行故障提示步骤：所述故障提示步骤为：通过声光方式进行发出报警信号，并通过显示器将地址信号显示出来。进一步的，上述故障提示步骤中还包括：通过无线传输方式向巡查人员配备的便携终端中发送报警信号。本专利技术所述的一种智能型变电站电弧检测、抑爆系统及方法，能够在电弧、电火花产生的瞬间通过传感器检测到弧光，并自动喷射适用的灭火剂，将电气设备产生的电弧抑制住，防止因电弧产生的火灾及爆炸，从而保护操作人员的人身安全及电力设备财产安全。同时，本专利技术能够通过变电站内的保护系统将发生故障的电气设备的编码地址上传到控制室，第一时间告知工作人员事故发生的具体位置。且在事故抢修中仅需要替换掉故障设备，而不必对整个变电站内的设备进行大量的维修甚至替换，加快故障抢修时间，减少停电时间，缩小停电范围，从而减少供电公司的直接经济损失。本专利技术将大大提高变电站电力设备电气防火的安全性，可有效的避免电气设备火灾及爆炸的发生。本专利技术能够安装于高、低开关柜的电缆仓内、变压器室及密封性较好的空间内，适用于单体变电站的拉弧火灾检测预警与灭弧抑爆。附图说明图1为具体实施方式一所述的一种智能型变电站电弧检测、抑爆系统安装在变电站内的结构示意图。具体实施方式电弧、电火花是引起电气设备火灾发生的直接原因，电气设备运行环境周围存在易燃易爆物体或气体是电气火灾引起爆炸的环境条件。运行中的电气设备，开关电器接通或者断开的瞬间往往伴随着发光、发热的现象，就会产生电弧和电火花。由于电气线路短路、开关电器制造质量不良、安装不善或维护不及时；电气设备及线材的选择未按所处环境采取适当的防护措施；外力破坏造成绝缘损坏等情况都有可能造成电弧事故。电弧和电火花产生的危害主要有以下几方面：(1)电弧的产生会造成电气设备损伤。因为其温度高达数千摄氏度，能烧坏电气设备的连接触头，甚至导致触头熔焊、熔断。如果电弧不立即熄灭，就可能烧毁电气设备，甚至酿成大面积火灾。(2)电气误操作造成电弧伤人。由于带负荷拉闸操作失误，或者是在开关箱内有异物(导电体)，拉出开关箱的时候，异物瞬间接通了两极又分开，导致电弧产生进而引起电弧光爆炸现象，极有可能造成炸伤、烧伤操作人员甚至死亡。(3)电弧的产生延长了开关电器开、断本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能型变电站电弧检测、抑爆系统，其特征在于，包括：控制器和k个工作组，每个工作组均包括弧光探测器和灭弧抑爆器，k为正整数；k个工作组均匀分布在变电站内，弧光探测器用于探测所在区域内是否发生拉弧现象，灭弧抑爆器用于在所在区域内进行灭弧抑爆工作，k个弧光探测器的探测信号输出端均连接控制器的探测信号输入端，控制器的灭弧控制信号输出端同时连接k个灭弧抑爆器的灭弧控制信号输入端，控制器内嵌有以下软件实现的单元：编码单元：分别对k个工作组进行编码，并赋予编码地址，采集单元：采集每个工作组中弧光探测器获得的探测信号，判断单元：根据每个工作组获得的探测信号判断该工作组是否出现拉弧现象，灭弧控制单元：当工作组所在区域出现拉弧现象时，识别该工作组的编码地址、并向该编码地址所对应的灭弧抑爆器发送灭弧控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种智能型变电站电弧检测、抑爆系统，其特征在于，包括：控制器和k个工作组，每个工作组均包括弧光探测器和灭弧抑爆器，k为正整数；k个工作组均匀分布在变电站内，弧光探测器用于探测所在区域内是否发生拉弧现象，灭弧抑爆器用于在所在区域内进行灭弧抑爆工作，k个弧光探测器的探测信号输出端均连接控制器的探测信号输入端，控制器的灭弧控制信号输出端同时连接k个灭弧抑爆器的灭弧控制信号输入端，控制器内嵌有以下软件实现的单元：编码单元：分别对k个工作组进行编码，并赋予编码地址，采集单元：采集每个工作组中弧光探测器获得的探测信号，判断单元：根据每个工作组获得的探测信号判断该工作组是否出现拉弧现象，灭弧控制单元：当工作组所在区域出现拉弧现象时，识别该工作组的编码地址、并向该编码地址所对应的灭弧抑爆器发送灭弧控制信号。2.根据权利要求1所述的一种智能型变电站电弧检测、抑爆系统，其特征在于，弧光探测器发出的探测信号包括：烟雾变化量、温度变化量、光谱变化量和光线强度变化量，控制器内嵌有烟雾标定阈值、温度标定阈值、光谱标定阈值和光强标定阈值，判断单元具体为：判断烟雾变化量是否超过烟雾标定阈值，判断温度变化量是否超过温度标定阈值，判断光谱变化量是否超过光谱标定阈值，判断光线强度变化量是否超过光强标定阈值，当上述所有变化量均超过其对应阈值时，则判定出现拉弧现象。3.根据权利要求1或2所述的一种智能型变电站电弧检测、抑爆系统，其特征在于，还包括故障提示模块，故障提示模块的地址信号输入端连接控制器的地址信号输出端，控制器中还包括地址报告单元：将出现拉弧现象区域的工作组编码地址作为地址信号发送至故障提示模块；故障提示模块包括报警单元：当接收到地址信号时，通过声光方式进行发出报警信号，并通过显示器将地址信号显示出来。4.根据权利要求3所述的一种智能型变电站电弧检测、抑爆系统，其特征在于，还包括信息通讯传输模块，故障提示模块的报警信号输出端连接信息通讯传输模块的报警信号输入端，信息通讯传输模块通...

【专利技术属性】
技术研发人员：任海东，刘宇，潘菲，吴文凯，杨庆禹，
申请(专利权)人：黑龙江执田网络技术有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23