[发明专利]一种变电站内电缆火灾预测监控系统及方法

说明书

本发明公开了一种变电站内电缆火灾预测监控系统及方法，所述系统包括：电缆沟火灾探测装置和密闭设施探测装置；火灾监控系统服务器，用于接收电缆沟火灾探测装置和密闭设施探测装置发出的测量数据；将相同类型传感器的测量数据通过自适应加权融合估计算法进行融合，获得各类型传感器的最小误差值；将火灾概率作为做出决策的验证，采用D‑S证据理论技术对火灾趋势做出判断，基于预设判断规则给出火灾报警信息。本发明能够解决现有技术利用单一传感器对火灾信号进行监测时存在的：抗干扰能力差，易受环境干扰和噪声影响，漏报概率和误报概率均较高的技术问题。

技术领域

本发明涉及电缆火灾预警技术领域，具体涉及一种变电站内电缆火灾预测监控系统及方法。

背景技术

火灾是可燃物和助燃剂之间发生的剧烈的化学反应，通常伴有发光发热的物理化学现象，且在此过程中会产生气溶胶、烟雾、光、热和燃烧波等；目前的火灾探测就是通过对上述参量的测量和分析来确定火灾的过程。

人类对火灾的探测研究已经历了100多年的历史。早在1847年美国就研究出世界上第一台用于城镇火灾报警的发送装置，1890年英国研制成功了感温火灾探测器，在接下来的半个多世纪中感温火灾探测器一直占主导地位，火灾自动报警系统处于初级发展阶段。感温型探测器灵敏度比较低，火灾进入发展阶段才能探测到，所以无法实现火灾早期报警的要求。

20世纪50年代瑞士研究出离子型感烟探测器，促进了火灾早期自动报警技术的发展。在火灾发生的初期一般均会释放出烟雾颗粒，通常出现的比火焰和高温都要早；感烟型探测器稳定性好、误报率低、寿命长，因此得到了广泛的引用并占据了主要地位。

20世纪70年代末，由于长寿命的光电元件技术取得突破，光电感烟探测器应运而生，而且比离子型探测器更环保，因此到20世纪90年代，日本、瑞士的光电感烟探测器的销售量上升到90％以上。火焰探测器是探测火灾燃烧火焰的探测器，它感应火焰辐射的电磁波，具有响应速度快、探测范围广等优点。由于阳光及环境的影响，火焰探测器一般使用的光谱区主要集中在紫外和较窄的红外谱带。20世纪60年代研制出宽带红外火焰探测器，60年代末出现了紫外火焰探测器，70年代初期随着紫外光敏管器件制作工艺的进步和电子技术的不断发展，紫外火焰探测器能够用于室外环境，成为真正意义上的火灾探测器。

电气火灾中很大部分是由于电气线路发生故障而引起的，检测电气线路的运行状况，及早发现火灾隐患有着重要的意义。在引发电缆火灾的原因中，电缆过负荷、短路、连接处接触电阻过大、绝缘老化或者绝缘性能下降等，表观上都难以直接发现；通过视觉方式可以观察到的绝缘损坏只占25％。

目前在电缆火灾方面常规的探测技术主要还是基于电线电缆表面温度的检测。常用的电缆温度监测技术包括：感温电缆式、热敏电阻式、光纤感温式、红外热像温度检测技术。除了温度和气体检测之外，通过电磁原理的电线电缆故障探测和火灾监测技术也有广泛的研究与应用。以剩余电流动作保护装置在防止电缆火灾中的应用为例，它利用电流互感器检测线路相间电流差异，实现接地故障或漏电的检测，具有较好的效果。然而受原理所限，它只能处理部分电气火灾的隐患，而且对探测器的安装具有特殊的要求。此外，它也是简单基于阈值判断的开关量报警装置，阈值需要根据经验值来设置，这也带来了误报漏报的危险。其中，火灾探测方法多利用单一传感器对火灾信号进行监测，当发现传感器所监测的信号大于所设的阈值时，通常认为此时可能发生火灾，便立即发出警报报警信号。这种预测算法易于理解且算法容易实现，在实际工程中较少的发生故障，便于检修。但这种方法自身也有很多不足，例如易受到环境的干扰和噪声的影响，抗干扰能力差等不足，因此，容易出现较高的误报率。火灾探测器使用开关量探测报警方式，在应用过程中不可避免地会遇到由于干扰引起的误报警问题，由此会造成经济和人力上的巨大损失。

综上，如何提高变电站内电缆火灾探测的抗干扰能力，降低误报率，成为火灾探测报警技术领域的重要研究课题。

发明内容