电气设备火灾模拟装置的制作方法

本实用新型涉及一种电气设备火灾模拟装置。

背景技术：

电气火灾通常是指由于电气线路、用电设备以及供电设备出现故障而引发的线路火灾。导致电气事故的原因较多，通常有由于电气设备不规范使用造成的线路短路，或由于供电线路系统的不合理敷设造成的线路漏电，另外，各种电气设备中的绝缘物质，大部分都是不同程度的易燃品制成的，如油开关、变压器中的绝缘油，各种绝缘物体和电缆绝缘部分的纸、橡皮、油漆、绝缘外皮以及各种配电盘构架外壳的木料、塑料等也都是可燃的。这些易燃的物质都有着一定的额定温度要求，如果当电气设备运行中温度超过其极限时，就有发生火灾的可能。

据考察，目前建设一套大型的完备的消防训练场动辄需要数千万的资金，同时这类训练场对于保障条件的要求也非常很高，因此通常只能配置在基地或训练中心一级的人员、舰船相对集中的部位，而对于一些小散远单位，建设大型的消防训练场从经济性和保障条件上来说都是难以实现，而简易的火灾消防训练设施难以为舰(船)员提供贴近实战的训练环境，因此有必要设计建造一种可以在低保障强度的、可模拟舰船上电气设备多种火灾形式的电气设备火灾模拟装置，以解决基层单位对消防实战训练的需求。

技术实现要素：

本实用新型提供一种电气设备火灾模拟装置，可对舰船上电气设备多种火灾形式进行模拟训练，结构简单实用。

一种电气设备火灾模拟装置，包括电源输入组件、PLC控制及显示组件、模拟器组件和传感器组件、导电介质检测器和模拟电源开关，PLC控制及显示组件包括PLC控制器、显示器，模拟器组件包括发热模拟器、发烟模拟器、电缆发光模拟器，传感器组件包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器，PLC控制器的控制信号端与发热模拟器、发烟模拟器、电缆发光模拟器连接，二氧化碳浓度传感器、温度传感器、电介质检测器和模拟电源开关的信号输出端与PLC控制器的信号输入端连接，PLC控制器的信号输出端与显示器连接。

进一步的，电源输入组件包括依次连接的交流电源、断路器、铜制汇流板，铜制汇流板用于监控系统电流大小，将电流信号发送到PLC控制器的输入端，铜制汇流板的输出端与直流电源模块连接，直流电源模块具备整流滤波功能，输出多路电源分别为PLC控制器、模拟器组件、传感器组件、导电介质检测器和模拟电源开关供电。

本实用新型通过传感器组件的温度传感器可实时监测电气设备内温度变化，或者电源输入铜制汇流板监测的电流信号判断是否发生火灾，然后通过PLC控制器启动发热模拟器、发烟模拟器以及电缆发光模拟器模拟起火现象，根据消防员参与灭火情况，通过模拟电源开关监测是否断电以及导电介质检测器监测是否选择正确的灭火器，若灭火战术正确则然后启动二氧化碳浓度传感器和温度传感器，若监测的二氧化碳浓度和温度达到预设值，则关闭模拟器组件，显示器上显示灭火成功，若灭火战术不正确，则直接显示灭火失败，可有效解决舰船消防训练相关科目实际操作训练难的问题。本模拟装置可推广用于舰艇损害管制队员开展分级分类训练中关于中级损害管制队员电气设备火灾消防科目模拟训练，以及武警消防战士和士官开展电火消防科目训练。

附图说明

图1是本实用新型电气设备火灾模拟装置的结构示意图；

图2是本实用新型其中一个工作状态的流程示意图；

图3是本实用新型其中另一个工作状态的流程示意图。

图中：1—交流电源，2—断路器，3—铜制汇流板，4—直流电源模块，5—PLC控制器，6—显示器，7—发热模拟器，8—发烟模拟器，9—电缆发光模拟器，10—二氧化碳浓度传感器，11—温度传感器，12—导电介质检测器，13—模拟电源开关。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1所示为本实用新型电气设备火灾模拟装置的结构示意图，所述电气设备火灾模拟装置包括电源输入组件、PLC控制及显示组件、模拟器组件和传感器组件，其中电源输入组件包括交流电源1、断路器2、铜制汇流板3、直流电源模块4，PLC控制及显示组件包括PLC控制器5、显示器6，模拟器组件包括发热模拟器7、发烟模拟器8、电缆发光模拟器9，传感器组件包括二氧化碳浓度传感器10、温度传感器11。

交流电源1、断路器2、铜制汇流板3依次连接，断路器2为手动断路器，铜制汇流板3用于监控系统电流大小，将电流信号发送到PLC控制器5的输入端。铜制汇流板3的输出端与直流电源模块4连接，直流电源模块4具备整流滤波功能，输出多路电源分别为PLC控制器4、模拟器组件、传感器组件供电。

PLC控制器5的控制信号端与发热模拟器7、发烟模拟器8、电缆发光模拟器9连接，二氧化碳浓度传感器10、温度传感器11的信号输出端与PLC控制器5的信号输入端连接，PLC控制器5的信号输出端与显示器6连接。

模拟器组件，即发热模拟器7、发烟模拟器8、电缆发光模拟器9，用于分别模拟火灾发生时电器柜内高温、烟雾及电缆起火。

传感器组件中的温度传感器11可采用红外测温的方式，分别对柜体和柜内空气温度进行测量，并向PLC控制器5发送监测数据，同时，PLC控制器5根据此两组信号判断是否在进行灭火操作；二氧化碳浓度传感器10用于监测二氧化碳浓度，将监测的二氧化碳浓度值发送给PLC控制器5以供PLC控制器5判断是否灭火成功。

PLC控制及显示组件负责模拟器的控制和显示，在模拟不同场景时分别控制火灾模拟器组件的关断，同时，实时监控电流信号、二氧化碳浓度、温度等数据，通过铜制汇流板3传入的电流大小判断是否发生短路或触电，通过二氧化碳浓度传感器10监测的二氧化碳浓度和温度传感器11监测的温度判断是否灭火成功，显示器6的显示界面则主要显示二氧化碳浓度和温度、火灾场景、以及灭火结果(“灭火成功”或“灭火失败”)。

本实用新型还可包括导电介质检测器12和模拟电源开关13，由直流电源模块4供电，导电介质检测器12和模拟电源开关13的信号输出端与PLC控制器5连接。电介质检测器12用于进行导电介质检测，如果使用导电灭火材料，PLC控制器5会接受到信号，从而判断灭火材料是否选择正确；模拟电源开关13用于模拟系统电源开关，监控在火灾事故发生后灭火操作时是否将电源断开，由此监控灭火操作是否正确。

本实用新型的工作原理介绍如下，分为两个工作状态：

状态一：外界环境过高导致电气设备起火，如图2所示，温度传感器11(设于柜体内)监测温度超限后发送信号给PLC控制器5，PLC控制器5将发热模拟器7、发烟模拟器8启动，然后启动电缆发光模拟器9模拟电缆着火，相应状态指示灯点亮显示状态，消防员参与灭火后，通过模拟电源开关13监测是否将电源闭合，根据模拟电源开关13状态在显示器6上显示灭火是否失败，若电源闭合，则通过导电介质检测器12监测是否选择正确的灭火器(配置2个手提式灭火器供损害管制队员选择)，如果选择水介质灭火，则导电介质检测器12不发出信号，显示器6上显示灭火失败，若选择CO₂灭火器或干粉灭火器灭火，则导电介质检测器12发出信号给PLC控制器5，PLC控制器5启动二氧化碳浓度传感器10和温度传感器11，若监测的二氧化碳浓度和温度达到预设值，则关闭发热模拟器7、发烟模拟器8，显示器6上显示灭火成功。

状态二：电气设备短路引起电气设备内部短路发生火灾，如图3所示，PLC控制器5触发发热模拟器7、发烟模拟器8，柜体内的温度传感器11监测柜内温度超限后启动电缆发光模拟器9模拟电缆着火，消防员参与灭火后，通过模拟电源开关13监测是否将电源闭合，根据模拟电源开关13状态在显示器6上显示灭火是否失败，若电源闭合，则通过导电介质检测器12监测是否选择正确的灭火器，如果选择水介质灭火，则导电介质检测器12不发出信号，显示器6上显示灭火失败，若选择CO₂灭火器或干粉灭火器灭火，则导电介质检测器12发出信号给PLC控制器5，PLC控制器5启动二氧化碳浓度传感器10和温度传感器11，若监测的二氧化碳浓度和温度达到预设值，则关闭发热模拟器7、发烟模拟器8，显示器6上显示灭火成功。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。