[0001] 本发明涉及火灾报警技术领域，具体地说，涉及一种应用于电气设备具备极早期火灾预警的系统。

[0002] 近年来，电力系统消防事故频发，并有逐年上升的趋势，给企业带来巨大的经济损失与严重的社会影响。而电力系统火灾不同于其他的火灾,具有破坏性大、火势蔓延快的特点。着火后电力设备可能仍带电，因电气绝缘损坏或带电线缆断落接地，在一定范围内存在跨步电压和接触压，极易引起触电事故，且部分电气设备内部充有大量油（如变压器、电压互感器等），且由于这些电气设备内部空间狭小，如果早期不能提前监测灾前信号，着火后可能发生喷油、爆炸等，一旦电力系统着火，灭火处置难度极大且可能造成大面积停电、生产停顿、生活混乱，危及社会公共安全。

[0003] 同时电气设备在启动过程中，其内部温度会随着运行而持续增加，对于现有的监测设备来说，其监测项目为电气设备内部温度，通过温度异常报警响应外接设备，这样很容易造成因设备运行自身产生的高温引起误报，导致外接设备提前启动，而电气设备内部空间本身狭小，启动后的外接设备会造成其空间内布满杂质，导致后期清理难度增加，甚至会直接损害整个电气设备内部零部件。

[0004] 为了应对上述问题，现亟需一种应用于电气设备具备极早期火灾预警的系统。

[0016] 下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0017] 请参阅图1所示，提供了一种应用于电气设备具备极早期火灾预警的系统，包括电气火灾监测点布控模块10、灾前信号采集模块20、采集信号分类处理模块30、响应信号传输方式规划模块40以及报警信号响应模块50；其中，电气火灾监测点布控模块10用于获取待测电气区域各个电器设备的分布情况，规划探测设备以及外接设备所处位置点；
灾前信号采集模块20通过物联网搭建的信号传输通道，实时获取探测设备的探测信号，并将探测信号反馈至采集信号分类处理模块30；
采集信号分类处理模块30结合探测信号内容，对探测信号进行分类处理；
响应信号传输方式规划模块40结合分类后的探测信号，建立响应信号传输策略，并按照响应信号传输策略搭建不同信号传输路线，传输响应信号至对应目标；
报警信号响应模块50获取目标接收到的响应信号后的动作执行情况以及探测设备实时获取的探测信号，发送响应信号至外接设备进行二次控制启动。

[0018] 具体使用时，在进行狭小电气空间火灾早期监测过程中，首先，由于其电气空间内的线路与零部件分布复杂，为了保证监测准确以及后期的灭火效率，需要通过电气火灾监测点布控模块10获取待测电气区域各个电器设备的分布情况，规划探测设备以及外接设备所处位置点，保证探测设备能够全面的监测到电气空间；实际监测过程时，灾前信号采集模块20通过物联网搭建的信号传输通道，实时获取探测设备的探测信号，并将探测信号反馈至采集信号分类处理模块30，此时采集信号分类处理模块30结合探测信号内容，对探测信号进行分类处理，这一步骤是为了区分火灾引起温度异常以及自身电气零部件运行过程中温度上升，同时对于灾前变化状态进行分类处理，通过区分灾前状态变化频率，并配合响应信号传输方式规划模块40结合分类后的探测信号，建立响应信号传输策略，并按照响应信号传输策略搭建不同信号传输路线，传输响应信号至对应目标，对于火灾发展趋势缓慢的情况，通过人工进行处理，对于火灾发展趋势迅速，通过外接设备自动响应，最后当人工未能及时处理，需要通过报警信号响应模块50获取目标接收到的响应信号后的动作执行情况以及探测设备实时获取的探测信号，发送响应信号至外接设备进行二次控制启动，即运维人员未及时做出反应与处理，导致电气空间内的达到热解粒子浓度阈值或者温度阈值，此时控制外接设备启动。

[0019] 此外，电气火灾监测点布控模块10中的探测设备为无线热解粒子探测器，通过监测电气空间中的热解粒子，获取电气空间内的灾前信息变化，电气火灾监测点布控模块10中的外接设备为小空间自动外接设备，其中小空间自动外接设备包括信号响应设备、灭火贴片、灭火胶带以及热敏线，其中灭火贴片通过灭火胶带粘贴在对应位置点，灭火贴片内部放置有包含全氟己酮微胶囊颗粒，通过信号响应设备响应电气空间内的灾前信息变化，同时通过配置的热敏线实时感应电气空间中温度变化，并通过设置的温度阈值响应电气空间中温度变化状态，当电气空间内的温度超过温度阈值时，自动响应信号响应设备进行控制。

[0020] 进一步的，电气火灾监测点布控模块10中规划探测设备以及外接设备所处位置点的方法包括如下步骤：S1、获取待测电气空间内各零部件以及线路编排方式；
S2、定位待测电气空间内空余区域位置点；
S3、获取各个空余区域位置点的空气流动效果，将其中空气流动效果最佳的空余区域位置点作为探测设备位置点；
S4、获取各个空余区域位置点的覆盖状态，将覆盖零部件以及线路范围最广的空余区域位置点作为外接设备位置点。

[0021] 具体使用时，在进行灾前监测过程中，由于电气设备内壁空间狭小，且分布的电气零部件以及连接线路密集，而探测设备需要进行及时响应，才能保证在火灾发生前进行处理，而本发明采用的无线热解粒子探测器是通过捕捉电气空间中的热解粒子浓度进行响应的，因此在进行捕捉过程中，需要尽量规避电气零部件以及连接线路遮挡，保证空气流动，具体布控时，首先需要获取待测电气空间内各零部件以及线路编排方式，定位待测电气空间内空余区域位置点，避免与零部件以及线路接触，影响其正常使用，而这些空余区域位置点所处状态不同，对应的空气流动速度也不相同，而空气流动是保证热解粒子流动接收的关键，因此下一步骤就是获取各个空余区域位置点的空气流动效果，通过气体捕捉设备不同空余区域位置点的空气流动效果，将其中空气流动效果最佳的空余区域位置点作为探测设备位置点。

[0022] 再进一步的，采集信号分类处理模块30中的探测信号包括温度变化信号以及热解粒子浓度变化信号；其中，温度变化信号为单位时间内电气空间中的温度变化率 ，通过热敏线进行实时感应；
热解粒子浓度变化信号为单位时间内电气空间中的热解粒子浓度变化率
，通过无线热解粒子探测器进行实时监测。

[0023] 响应信号传输方式规划模块40中建立响应信号传输策略的方法包括如下步骤：S10、制定单位监测时间 ，获取间隔单位监测时间 内的温度变化率
以及热解粒子浓度变化率 ；
S20、采集电气空间火灾变化信息，获取常规运行状态下以及灾前运行状态下的温度变化范围以及热解粒子浓度变化范围，并制定温度变化率阈值 以及热解粒子浓度变化阈值 ；
S30、采用阈值比对算法，判定当前温度变化范围以及热解粒子浓度变化范围是否达到灾前运行状态；
S40、获取当前监测到的异常变化率 ，并预测达到热解粒子浓度响应值
或者温度响应值 的预留人工响应时间 ；
S50、采集实际中人工操作处理应急时间，获取常规响应时间 ，判定人工操作或者外接设备自动启动的响应状态。

[0024] S30中的阈值比对算法如下：当 ≤ 且 ≤ ，则表示当前电气空间处于常
规运行状态；
当 ≤ 且 ＞ 时，获取当前无线热解粒子探
测器监测到的异常变化率 ，并预测出当前无线热解粒子探测器监测到的热解粒子浓度按照当前异常变化率 达到热解粒子启动浓度所消耗的时间，标记为间隔时间；
当 ＞ 且 ≤ 时，获取当前热敏线监测到的
异常变化率 ，并预测出当前热敏线监测到的温度按照当前异常变化率 达到温度响应启动所消耗的时间，标记为间隔时间 ；
当 ＞ 且 时，比对间隔时间 与间隔
时间 ，选取数值最小的间隔时间作为预留人工响应时间

[0025] S50中判定人工操作或者外接设备自动启动的响应状态的方法包括如下步骤：S51、获取不同状态下的判定出的预留人工响应时间 ；
S52、比对常规响应时间 与实时预测的预留人工响应时间 ；
当 ≤ 时，则将监测到的异常变化率 传输至运维人员，并
实时获取热解粒子浓度以及电气空间内的温度，达到热解粒子浓度阈值或者温度阈值后，外接设备响应启动；
当 时，实时获取热解粒子浓度以及电气空间内的温度，达到热
解粒子浓度阈值或者温度阈值后，外接设备响应启动。

[0026] 具体使用时，在进行监测信号传输过程中，由于部分情况下，通过人工及时处理，既能有效控制灾情进一步扩散，同时又能避免触发外接设备，减少损失，因此实际监测时，如图2所示，首先需要制定单位监测时间 ，获取间隔单位监测时间 内的温度变化率以及热解粒子浓度变化率 ；而实际运行过程中，灾前状态与常规运行状态下的温度变化情况与热解粒子浓度变化情况存在差异，灾前状态下温度变化率 以及热解粒子浓度变化率
是远高于常规运行状态，因此需要采集电气空间火灾变化信息，获取常规运行状态下以及灾前运行状态下的温度变化范围以及热解粒子浓度变化范围，并制定温度变化率阈值以及热解粒子浓度变化阈值 ，并进行实时比对：
当 ≤ 且 ≤ ，则表示当前电气空间处于常
规运行状态，此时无需进行处理；
当 ≤ 且 ＞ 时，则表明此时电气空间内的
温度变化出现异常，获取当前无线热解粒子探测器监测到的异常变化率 ，并预测出当前无线热解粒子探测器监测到的热解粒子浓度按照当前异常变化率 达到热解粒子启动浓度所消耗的时间，标记为间隔时间 ；
当 ＞ 且 ≤ 时，则表明此时电气空间内的
温度热解粒子浓度出现异常，获取当前热敏线监测到的异常变化率 ，并预测出当前热敏线监测到的温度按照当前异常变化率 达到温度响应启动所消耗的时间，标记为间隔时间 ；
当 ＞ 且 时，比对间隔时间 与间隔
时间 ，由于消耗的时间是判定运维人员能否在灾情来临前作出反应的关键，因此以最短间隔时间作为比对依据，所以选取数值最小的间隔时间作为预留人工响应时间 ；
预测完预留人工响应时间 后，需要采集实际中人工操作处理应急时间，获取常规响应时间 ，需要判定人工操作或者外接设备自动启动的响应状态；
当 ≤ 时，则将监测到的异常变化率 传输至运维人员，并
实时获取热解粒子浓度以及电气空间内的温度，达到热解粒子浓度阈值或者温度阈值后，外接设备响应启动，表明此时预测的预留人工响应时间 足以运维人员做出反应与处理，会在电气空间内达到热解粒子浓度阈值或者温度阈值前进行控制，从而避免外接设备启动；
当 时，实时获取热解粒子浓度以及电气空间内的温度，达到热
解粒子浓度阈值或者温度阈值后，外接设备响应启动，由于将监测到的异常变化率传输至运维人员需要花费一定时间，因此当判定出预测的预留人工响应时间不足以运维人员做出反应与处理时，则无需进行信号传输，从而避免错过最佳控制外接设备启动时间，导致后期的灭火效果受到影响。

[0027] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。