一种变电站室外电抗器火灾自动探测方法及装置与流程

本发明属于电力系统的监控通信领域，具体是一种变电站室外电抗器火灾自动探测方法及装置。

背景技术：

电抗器是电力系统里不可缺少的关键设备，在超/特高压应用场景下使用的电抗器电压高、容量大，对响应速度、谐波含量以及可靠性等性能指标及相关技术有着更高的要求。随着干式电抗器投运数量的增加，由于产品质量参差不齐，恶劣天气对设备的影响，电抗器运行故障频繁发生，其中一些严重的故障导致设备完全烧毁甚至引发局部火灾，波及其他正常运行的设备，严重影响电力系统的安全稳定运行。而目前仍然缺乏针对该类火灾探测行之有效且成本较低的探测方法或装置，如果能在设备故障早期及时发现故障时的火灾现象，可及时隔离问题设备，有效控制问题设备的影响面，同时针对轻度损坏设备可通维修过再利用，达到提高运检效率、降低运检工作量和运维成本的目的。

申请号为201420172202.x的专利公开了一种电抗器光纤光栅测温装置，包括安装在电抗器星架上的左连接夹具和右连接夹具，左连接夹具和右连接夹具通过第一紧固件与下盖和固定板相连，后侧板垂直插入到左连接夹具和右连接夹具插槽内，卡线板水平插入到左连接夹具和右连接夹具插槽内，支撑片通过铝铆钉与后侧板连接在一起，探测器支架与固定板通过第一紧固件连接，光纤光栅感温探测器支架通过第二紧固件连接；其通过与光纤光栅感温火灾信号处理器可实现远程实时监测，并可实现高温预、报警。然而该装置安装比较复杂，且成本较高，不便推广。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种变电站室外电抗器火灾自动探测方法及装置，通过在电抗器两侧分别设置可见光信号发生器和可见光信号探测器，并通过控制器控制可见光信号发生器按照一定频率产生变化的可见光信号，并将可见光信号探测器探测到的可见光信号与原始可见光信号进行对比，分析判断是否发生火灾。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种变电站室外电抗器火灾自动探测方法，包括以下步骤：

s1，在电抗器两侧分别设置可见光信号发生器和可见光信号探测器，所述可见光信号发生器、可见光信号探测器分别与控制器通信连接；

s2，所述控制器控制可见光信号发生器按照一定频率变化发射不同颜色的可见光；

s3，所述可见光信号发生器发射的可见光穿过电抗器上方后被所述可见光信号探测器采集，所述可见光信号探测器将采集到的可见光信号发送给控制器；

s4，所述控制器将接收到的可见光信号与可见光信号发生器发射的可见光信号进行对比，判断所述电抗器是否发生火灾。

具体地，步骤s1中，所述控制器与可见光信号发生器之间的通信方式包括rs485、rs232、有线ip网络、wifi或433m中的任一种通信方式；所述控制器与可见光信号探测器之间通过有线ip网络或无线wifi网络进行通信。

具体地，步骤s2中，所述控制器控制可见光信号发生器发射可见光具体包括以下步骤：

s21，控制器发送控制信号至可见光信号发生器，可见光信号发生器根据控制信号发出颜色a的可见光信号或者不发射可见光信号；

s22，等待第一预设延时时间，所述第一预设延时时间在0.5秒～10秒范围内可调；

s23，控制器再次发送控制信号至可见光信号发生器，可见光信号发生器根据控制信号发出颜色b的可见光或者不发射可见光；颜色b与颜色a为不同的颜色；

s24，等待第二预设延时时间，所述第二预设延时时间在0.5秒～10秒范围内可调；

s25，循环执行步骤s21至s24。

具体地，步骤s4中，判断所述电抗器是否发生火灾的流程包括以下步骤：

s41，控制器将接收到的可见光信号的颜色及变化频率与可见光信号发生器发射的可见光信号的颜色及频率进行对比；

s42，若对比频率保持一致，且颜色保持一致，则认为无火灾现象，若对比频率和/或颜色不一致，则开始统计不一致的总时间；

s43，若不一致的总时间超过设定时间，则认为存在火灾现象，若不一致的总时间未达到设定时间，则认为不存在火灾现象；所述设定时间在1秒～10秒范围内可调；

s44，循环执行步骤s41至s43。

与上述方法相对应的，本发明还包括一种变电站室外电抗器火灾自动探测装置，包括控制器以及与所述控制器通信连接的可见光信号发生器、可见光信号探测器；所述控制器用于控制可见光信号发生器按照一定频率变化发射不同颜色的可见光，还用于接收所述可见光信号探测器探测到的可见光信号；所述可见光信号发生器、可见光信号探测器成对设置在电抗器的两侧，且所述可见光信号发生器和可见光信号探测器的正对水平线高于电抗器上表面0至20cm。

具体地，所述可见光信号发生器为led灯，所述可见光信号探测器为视频监控摄像头。

具体地，所述可见光信号发生器发射的可见光颜色包括r、g、b三原色混合的多种颜色；所述控制器控制可见光信号发生器按一定频率发射闪烁的灯光；所述灯光的闪烁包括亮和灭的闪烁以及不同颜色灯光之间的切换闪烁；所述灯光闪烁的周期在0.5秒～10秒范围内可调。

具体地，所述控制器内部设有单片机和通信模块；

所述通信模块包括rs485模块、rs232模块、wifi模块、433m模块或网线接口中的一种或多种；

所述单片机用于控制所述led灯按一定频率发射闪烁的灯光，还用于对可见光信号探测器接收到的可见光信号进行数据处理。

本发明的工作原理为：通过控制器给led灯发送控制信号，led灯根据控制信号按照一定频率发出不同颜色的灯光，该灯光经过电抗器上部后被摄像头采集到，摄像头将采集到的视频数据传送给控制器，控制器将视频中的灯光颜色和闪烁频率与原始灯光颜色和闪烁频率进行对比，若电抗器发生火灾，则在一定时间段内，led灯发出的灯光颜色和闪烁频率与摄像头采集到的不一致，则可判定为电抗器发生火灾；若电抗器未发生火灾，则led灯发出的灯光颜色和闪烁频率与摄像头采集到的是保持一致的，可判定为电抗器未发生火灾。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在电抗器两侧设置led灯和摄像头，并由控制器对比经过电抗器上部之前的原始灯光信号与经过经过电抗器上部之后的灯光信号，来判别电抗器是否发生火灾；本发明结构简单、安装方便，且能有效对无人值守、有人值守变电站的室外电抗器设备进行长期的火灾监测；尤其适用于直接暴露在室外环境下、并排的易燃易爆性设备或装置。

附图说明

图1为本发明控制器控制led灯按照一定频率发出不同颜色灯光的控制流程图；

图2为本发明控制器判断电抗器是否发生火灾的流程图；

图3为本发明的装置整体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种变电站室外电抗器火灾自动探测方法，包括以下步骤：

s1，在电抗器两侧分别设置led灯和监控摄像头，所述led灯、监控摄像头分别与控制器通信连接；

s2，所述控制器控制led灯按照一定频率变化发射不同颜色的灯光；

s3，所述led灯发射的灯光穿过电抗器上方后被所述监控摄像头采集，所述监控摄像头将采集到的灯光信号发送给控制器；

s4，所述控制器将接收到的灯光信号与led灯发射的灯光信号进行对比，判断所述电抗器是否发生火灾。

具体地，步骤s1中，所述控制器与led灯之间通过rs485通信模块实现无线通信；所述控制器与监控摄像头之间通过无线wifi网络进行通信。

具体地，如图1所示，步骤s2中，所述控制器控制led灯发射灯光具体包括以下步骤：

s21，控制器发送控制信号至led灯，使led灯按照控制指令发出颜色a的灯光信号或者关闭灯光；颜色a为led灯发出的红、绿、蓝三原色的混色光；

s22，等待第一预设延时时间，所述第一预设延时时间在0.5秒～10秒范围内可调；

s23，经过第一预设延时时间后，控制器再次发送控制信号至led灯，使led灯按照控制指令发出颜色b的灯光信号或者关闭灯光；颜色b为led灯发出的红、绿、蓝三原色的混色光；颜色b与颜色a采用不同的颜色；

s24，等待第二预设延时时间，所述第二预设延时时间在0.5秒～10秒范围内可调；

s25，经过第二预设延时时间后，循环执行步骤s21至步骤s24。

具体地，所述控制器内部设有延时电路。

具体地，如图2所示，步骤s4中，判断所述电抗器是否发生火灾的流程包括以下步骤：

s41，摄像头将采集到的视频发送给控制器；

s42，控制器从实时视频中获取连续帧中的灯光闪烁频率及颜色；

s43，控制器将获取的灯光闪烁频率及颜色与led灯发出的灯光闪烁频率及颜色进行对比；

s44，若对比频率保持一致，且颜色也保持一致，则认为无火灾现象，若对比频率和/或颜色不一致，则开始统计不一致的总时间；

s45，若不一致的总时间超过设定时间，则认为存在火灾现象，并发送火灾告警信号至远程监控中心；若不一致的总时间未达到设定时间，则认为不存在火灾现象；所述设定时间在1秒～10秒范围内可调；

s46，循环执行步骤s41至步骤s45。

具体地，所述控制器内部设有时钟模块，用于统计不一致的总时间。

本实施例通过在电抗器两侧设置led灯和摄像头，并由控制器对比经过电抗器上部之前的原始灯光信号与经过经过电抗器上部之后的灯光信号，来判别电抗器是否发生火灾，能长时间对室外电抗器设备进行火灾监测。

实施例2

如图3所示，本实施例提供了一种变电站室外电抗器火灾自动探测装置，包括控制器1以及与所述控制器1通信连接的可见光信号发生器2、可见光信号探测器3；所述控制器1用于控制可见光信号发生器2按照一定频率变化发射不同颜色的可见光，还用于接收所述可见光信号探测器3探测到的可见光信号；所述可见光信号发生器2、可见光信号探测器3成对设置在电抗器4的两侧，且所述可见光信号发生器2和可见光信号探测器3的正对水平线高于电抗器4上表面0至20cm。

具体地，所述控制器1与可见光信号发生器2之间通过rs485通信模块实现无线通信；

具体地，所述可见光信号发生器2为led灯，所述可见光信号探测器3为视频监控摄像头；

进一步地，所述led灯内设有能控制led灯发出红、绿、蓝三原色的三个芯片和四个引脚，其中一个引脚与三个芯片共同的阳极/阴极相连，另外三个引脚分别连接三个芯片对应的阴极/阳极；通过控制器1可以控制led灯发出不同颜色及亮度的r、g、b三原色进行混合以实现led灯发出多种颜色；该实现过程为现有技术，在此就不多做赘述了。

具体地，所述控制器1控制可见光信号发生器2按一定频率发射闪烁的灯光；所述灯光的闪烁包括亮和灭的闪烁以及不同颜色灯光之间的切换闪烁；所述灯光闪烁的周期在0.5秒～10秒范围内可调。

具体地，所述控制器1与可见光信号探测器3之间通过无线wifi网络进行通信。

具体地，所述控制器1内部设有单片机和通信模块；

所述通信模块包括rs485模块和wifi模块；

所述单片机用于控制所述led灯按一定频率发射闪烁的灯光，还用于对可见光信号探测器3接收到的可见光信号进行数据处理；所述单片机可采用stc12c5a60s2型号的单片机(但不限于此种型号)。

本实施例的工作原理为：通过控制器1给led灯发送控制信号，led灯根据控制信号按照一定频率发出不同颜色的灯光，该灯光经过电抗器4上部后被摄像头采集到，摄像头将采集到的视频数据传送给控制器1，控制器1将视频中的灯光颜色和闪烁频率与原始灯光颜色和闪烁频率进行对比，若电抗器4发生火灾，则在一定时间段内，led灯发出的灯光颜色和闪烁频率与摄像头采集到的不一致，则可判定为电抗器4发生火灾；若电抗器4未发生火灾，则led灯发出的灯光颜色和闪烁频率与摄像头采集到的是保持一致的，可判定为电抗器4未发生火灾。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。