一种用于开关柜的灭火系统及其控制方法与流程

本发明涉及高压开关柜，特别是一种用于开关柜的灭火系统及其控制方法。

背景技术：

1、高压开关柜大量使用在变电站、电厂、配电站房，具有体积小、密封、承载负荷能力强、运行可靠等特点，是变、配电系统的10千伏主力设备，其安全性和可靠性直接影响广大用户供电。由于配网线路重过载、雷击或发生短路等原因，导致电缆发热、老化、绝缘破损，使得易燃物燃烧，造成火灾。因此工程上常用加装灭火装置来进行开关柜的辅助灭火。

2、现有的开关柜灭火装置结构较为简单，作用不明显，可靠率低，由于开关柜空间布局、与带电设备安全距离等原因，其做法一般安装于电缆仓底部或内侧面，启动方式也不相同、且比较单一，大部分采用感温或烟感方式，部分采用感温电缆方式，无法根据电力设备结构、材质特点、起火原因，采取全方位自动判断启动灭火，灭火不及时，导致扩大燃烧范围，设备严重损坏，造成严重经济损失。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于开关柜的灭火系统及其控制方法，全方位自动判断启动灭火，及时灭火，及时止损。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于开关柜的灭火系统，包括气溶胶灭火装置、就地控制柜以及远控终端；气溶胶灭火装置安装于开关柜电缆室的顶板上，其气体喷射口正对于高压电缆头，在触发后喷射出大量气溶胶灭火剂，直接作用于电缆头吸收大量热量，形成冷凝反应，再者，气溶胶灭火剂内部组分会发生化学反应，产生大量惰性气体充满整个电缆室，降低氧气至可燃极限以下，从而达到灭火效果；就地控制柜安装于变电站门卫处；远控终端部署于运维主站；气溶胶灭火装置的前部为温度探测器、烟感探测器以及火焰探测器，中间通过控制器分别连接温度探测器、烟感探测器以及火焰探测器与热气溶解灭火器，热气溶解灭火器的气体喷射口位于下部，正对于高压电缆头。

3、在一较佳的实施例中在工作时，控制器用于运行气溶胶灭火装置的控制逻辑，接收温度探测器、烟感探测器以及火焰探测器的实时监测信息及就地控制柜、远控终端下发的控制命令，当监测到的信息和命令满足动作要求后，输出触发命令，触发热气溶胶灭火器进行灭火，控制器还可将温度探测器、烟感探测器以及火焰探测器的实时监测信息上送至就地控制柜及远控终端，使运维人员可以及时发现柜内异常情况。

4、在一较佳的实施例中气溶胶灭火装置上送标准rs485信号，多个开关柜的485信号采用总线拓扑传输至就地控制柜与采集主机，经数据采集与转换后，由交换机通过以太网上送至远控终端；气溶胶灭火装置还接收来自就地控制柜与远控终端下发的控制命令，实现手动/远方启动灭火装置。

5、在一较佳的实施例中在就地控制柜上布置有多个监测窗，与高压室内的开关柜一一对应，同时预留有备用监测窗待新开关柜送电后启用；在监测窗上，有3个指示灯，分别展示每个开关柜内的烟雾、火焰、温度信息，当开关柜电缆室内的烟雾、火焰、温度传感器动作时，指示灯亮红灯，并有警铃讯响，，若启动逻辑满足则触发灭火装置，进行柜内气溶胶灭火。

6、在一较佳的实施例中，远控终端部署于运维主站，界面上展示辖区内多个变电站的开关柜运行情况，通过标签页可切换至所要查看的变电站页面；界面上有多个监测窗，与变电站（1）内高压室的开关柜一一对应，在监测窗上，有1个开关状态指示灯用于展示开关分合闸状态，绿色为分闸、红色为合闸；有3个指示灯，分别展示每个开关柜内的烟雾、火焰、温度信息，当开关柜电缆室内的烟雾、火焰、温度传感器动作时，指示灯亮红灯，并有警铃讯响及具体告警弹窗，提醒注意异常情况；若启动逻辑满足则触发灭火装置，进行柜内气溶胶灭火。

7、本发明还提供了一种用于开关柜的灭火系统的控制方法，采用了一种用于开关柜的灭火系统，开关柜电缆室内为受限空间内电缆燃烧过程，当受限距离大于120mm时，电缆燃烧和无墙体限制工况下的电缆燃烧曲线一致，电缆火焰稳定燃烧温度约为500℃，考虑灭火装置的温度探测器与电缆之间的距离以及电缆前期隐燃过程，温度探测器动作阈值设置为200℃，烟雾探测器和火焰探测器满足国标要求，为定性判断；

8、为防止单个传感器误动造成灭火装置误启动，采用三个探测器串联检测，当温度探测器、火焰探测器、烟雾探测器中的某一个动作后，控制器记录动作信号，并保持该信号10s，若在这个10s的信号窗口中检测到另两个探测器的动作信号，即输出触发信号，气溶胶灭火装置收到触发信号后进行灭火。

9、本发明还提供了一种用于开关柜的灭火系统的控制方法，采用了一种用于开关柜的灭火系统，当短路事故发生后，电缆中将产生非常大的短路电流，开关柜上的保护装置会根据短路故障的种类和大小启动相应保护，跳开开关柜手车开关，对短路电流进行切除，因此当控制器接收到保护装置动作信号后，会保持动作信号10s，若在这个10s的信号窗口中检测到火焰探测器或烟雾探测器的动作信号，说明电缆室有大短路电流造成起火，即启动灭火装置进行灭火。

10、本发明还提供了一种用于开关柜的灭火系统的控制方法，采用了一种用于开关柜的灭火系统，就地控制柜部署于变电站门卫室，当某个开关柜电缆室内的烟雾、火焰、温度传感器动作时，就地柜上对应监测窗的指示灯亮红灯，并有警铃讯响，提醒门卫注意异常情况，此时门卫可通过高压室内的多个高清摄像头观察开关柜情况，若发现火情，可按下对应监测窗上的启动按钮进行紧急人工启动灭火，为防止误按启动按钮导致灭火装置误启动，影响开关柜正常运行，在就地控制柜启动按钮后串接手车开关的常闭辅助接点，当且仅当手车开关处于分闸位置时，常闭辅助接点闭合，就地控制柜启动灭火装置逻辑成立，实施灭火。

11、本发明还提供了一种用于开关柜的灭火系统的控制方法，采用了一种用于开关柜的灭火系统，远控终端部署于运维主站，界面上展示辖区内多个变电站的开关柜运行情况，通过标签页可切换至所要查看的变电站页面；当辖区内某变电站的开关柜电缆室的烟雾、火焰、温度探测器动作时，远控终端对应监测窗上的指示灯亮红灯，并有警铃讯响及具体告警弹窗，提醒运维人员注意异常情况；此时运维人员通过高压室内的多个高清摄像头远程观察开关柜情况，若发现火情，可按下对应监测窗上的启动按钮进行紧急人工启动灭火，为防止误按启动按钮导致灭火装置误启动，影响开关柜正常运行，在远控终端启动按钮后串接手车开关的常闭辅助接点，当且仅当手车开关处于分闸位置时，常闭辅助接点闭合，远控终端启动灭火装置逻辑成立，实施灭火。

12、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：全方位自动判断启动灭火，及时灭火，及时止损。

技术特征：

1.一种用于开关柜的灭火系统，其特征在于，包括气溶胶灭火装置、就地控制柜以及远控终端；气溶胶灭火装置安装于开关柜电缆室的顶板上，其气体喷射口正对于高压电缆头，在触发后喷射出大量气溶胶灭火剂，直接作用于电缆头吸收大量热量，形成冷凝反应，再者，气溶胶灭火剂内部组分会发生化学反应，产生大量惰性气体充满整个电缆室，降低氧气至可燃极限以下，从而达到灭火效果；就地控制柜安装于变电站门卫处；远控终端部署于运维主站；气溶胶灭火装置的前部为温度探测器、烟感探测器以及火焰探测器，中间通过控制器分别连接温度探测器、烟感探测器以及火焰探测器与热气溶解灭火器，热气溶解灭火器的气体喷射口位于下部，正对于高压电缆头。

2.根据权利要求1所述的一种用于开关柜的灭火系统，其特征在于，在工作时，控制器用于运行气溶胶灭火装置的控制逻辑，接收温度探测器、烟感探测器以及火焰探测器的实时监测信息及就地控制柜、远控终端下发的控制命令，当监测到的信息和命令满足动作要求后，输出触发命令，触发热气溶胶灭火器进行灭火，控制器还可将温度探测器、烟感探测器以及火焰探测器的实时监测信息上送至就地控制柜及远控终端，使运维人员可以及时发现柜内异常情况。

3.根据权利要求1所述的一种用于开关柜的灭火系统，其特征在于，气溶胶灭火装置上送标准rs485信号，多个开关柜的485信号采用总线拓扑传输至就地控制柜与采集主机，经数据采集与转换后，由交换机通过以太网上送至远控终端；气溶胶灭火装置还接收来自就地控制柜与远控终端下发的控制命令，实现手动/远方启动灭火装置。

4.根据权利要求1所述的一种用于开关柜的灭火系统，其特征在于，在就地控制柜上布置有多个监测窗，与高压室内的开关柜一一对应，同时预留有备用监测窗待新开关柜送电后启用；在监测窗上，有3个指示灯，分别展示每个开关柜内的烟雾、火焰、温度信息，当开关柜电缆室内的烟雾、火焰、温度传感器动作时，指示灯亮红灯，并有警铃讯响，，若启动逻辑满足则触发灭火装置，进行柜内气溶胶灭火。

5.根据权利要求1所述的一种用于开关柜的灭火系统，其特征在于，远控终端部署于运维主站，界面上展示辖区内多个变电站的开关柜运行情况，通过标签页可切换至所要查看的变电站页面；界面上有多个监测窗，与变电站（1）内高压室的开关柜一一对应，在监测窗上，有1个开关状态指示灯用于展示开关分合闸状态，绿色为分闸、红色为合闸；有3个指示灯，分别展示每个开关柜内的烟雾、火焰、温度信息，当开关柜电缆室内的烟雾、火焰、温度传感器动作时，指示灯亮红灯，并有警铃讯响及具体告警弹窗，提醒注意异常情况；若启动逻辑满足则触发灭火装置，进行柜内气溶胶灭火。

6.一种用于开关柜的灭火系统的控制方法，其特征在于，采用了权利要求1-5中任意一项所述的一种用于开关柜的灭火系统，开关柜电缆室内为受限空间内电缆燃烧过程，当受限距离大于120mm时，电缆燃烧和无墙体限制工况下的电缆燃烧曲线一致，电缆火焰稳定燃烧温度约为500℃，考虑灭火装置的温度探测器与电缆之间的距离以及电缆前期隐燃过程，温度探测器动作阈值设置为200℃，烟雾探测器和火焰探测器满足国标要求，为定性判断；

7.一种用于开关柜的灭火系统的控制方法，其特征在于，采用了权利要求1-5中任意一项所述的一种用于开关柜的灭火系统，当短路事故发生后，电缆中将产生非常大的短路电流，开关柜上的保护装置会根据短路故障的种类和大小启动相应保护，跳开开关柜手车开关，对短路电流进行切除，因此当控制器接收到保护装置动作信号后，会保持动作信号10s，若在这个10s的信号窗口中检测到火焰探测器或烟雾探测器的动作信号，说明电缆室有大短路电流造成起火，即启动灭火装置进行灭火。

8.一种用于开关柜的灭火系统的控制方法，其特征在于，采用了权利要求1-5中任意一项所述的一种用于开关柜的灭火系统，就地控制柜部署于变电站门卫室，当某个开关柜电缆室内的烟雾、火焰、温度传感器动作时，就地柜上对应监测窗的指示灯亮红灯，并有警铃讯响，提醒门卫注意异常情况，此时门卫可通过高压室内的多个高清摄像头观察开关柜情况，若发现火情，可按下对应监测窗上的启动按钮进行紧急人工启动灭火，为防止误按启动按钮导致灭火装置误启动，影响开关柜正常运行，在就地控制柜启动按钮后串接手车开关的常闭辅助接点，当且仅当手车开关处于分闸位置时，常闭辅助接点闭合，就地控制柜启动灭火装置逻辑成立，实施灭火。

9.一种用于开关柜的灭火系统的控制方法，其特征在于，采用了权利要求1-5中任意一项所述的一种用于开关柜的灭火系统，远控终端部署于运维主站，界面上展示辖区内多个变电站的开关柜运行情况，通过标签页可切换至所要查看的变电站页面；当辖区内某变电站的开关柜电缆室的烟雾、火焰、温度探测器动作时，远控终端对应监测窗上的指示灯亮红灯，并有警铃讯响及具体告警弹窗，提醒运维人员注意异常情况；此时运维人员通过高压室内的多个高清摄像头远程观察开关柜情况，若发现火情，可按下对应监测窗上的启动按钮进行紧急人工启动灭火，为防止误按启动按钮导致灭火装置误启动，影响开关柜正常运行，在远控终端启动按钮后串接手车开关的常闭辅助接点，当且仅当手车开关处于分闸位置时，常闭辅助接点闭合，远控终端启动灭火装置逻辑成立，实施灭火。

技术总结
本发明提供了一种用于开关柜的灭火系统及其控制方法，包括气溶胶灭火装置、就地控制柜以及远控终端；气溶胶灭火装置安装于开关柜电缆室的顶板上，其气体喷射口正对于高压电缆头，在触发后喷射出大量气溶胶灭火剂，直接作用于电缆头吸收大量热量，形成冷凝反应，再者，气溶胶灭火剂内部组分会发生化学反应，产生大量惰性气体充满整个电缆室，降低氧气至可燃极限以下，从而达到灭火效果；就地控制柜安装于变电站门卫处；远控终端部署于运维主站；气溶胶灭火装置的前部为温度探测器、烟感探测器以及火焰探测器，中间通过控制器分别连接温度探测器、烟感探测器以及火焰探测器与热气溶解灭火器，热气溶解灭火器的气体喷射口位于下部，正对于高压电缆头。

技术研发人员：张俊康,许志坤,王铮,连和,许灵通,俞赐湖,官强华,曹志平,王辉煌,林培洪,王联合
受保护的技术使用者：国网福建省电力有限公司泉州供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22