本發(fā)明專利技術專利屬于電氣安全技術領域，具體涉及一種電氣柜防火裝置和方法，電氣柜防火裝置包括電氣柜、電弧光傳感器、超聲波傳感器、單片機和顯示器，所述超聲波傳感器的數(shù)量至少為三個；所述電弧光傳感器和多個超聲波傳感器的輸出端分別與單片機I/O引腳連接；所述電弧光傳感器和多個超聲波傳感器均安裝在柜體內(nèi)靠近柜門側且均朝向柜體內(nèi)的電氣元件；所述單片機內(nèi)安裝有電弧定位計算軟件；與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明專利技術的優(yōu)點和積極效果在于：通過硬件和軟件的結合，使得電氣安全維護人員能夠及時得到電弧發(fā)生信息，并且通過顯示器獲得電弧發(fā)生的位置進行針對性的檢修，從而消除絕緣故障、接觸不良等產(chǎn)生電弧的不利因素。不良等產(chǎn)生電弧的不利因素。不良等產(chǎn)生電弧的不利因素。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種電氣柜防火裝置和方法
[0001]本專利技術專利屬于電氣安全
， 具體涉及一種電氣柜防火裝置和方法。
技術介紹
[0002]電氣柜火災事故很多是由線路中低于額定電流或預期短路電流的故障電弧引起的。這些危險的電弧可能發(fā)生在設計不合理或者老化的供電線路、電器插頭以及家用電器的電源線、內(nèi)部線束或零部件絕緣。當故障電弧發(fā)生時，線路上的漏電、過流和短路等保護裝置，可能無法檢測到或者無法迅速動作切斷電源，極易引發(fā)火災。
[0003]故障電弧的最主要危害是引發(fā)火災，當故障電弧產(chǎn)生時，其中心溫度高達3000℃
?
4000℃，并且伴有金屬熔化物噴濺出來。故障電弧產(chǎn)生的高溫高熱，極易引燃線路絕緣層導致線路起火，如果在故障點附近存在有可燃物時，也極易引燃可燃物而導致火災的發(fā)生。
[0004]工業(yè)生產(chǎn)、國防工業(yè)和高速列車等領域對電氣安全尤為重視。以高速列車為例，列車能夠跑起來依靠的是牽引供電系統(tǒng)給高速列車提供電力；高速列車的每節(jié)車廂內(nèi)均設有電氣柜，高速列車上的工作人員每隔一定時間就要打開電氣柜進行檢查。
技術實現(xiàn)思路
[0005]為了能使電氣安全維護人員及時得到用電安全預警，同時減少工作人員的工作量，研發(fā)了一種電氣柜防火裝置和方法。
[0006]為了達到上述目的，本專利技術采用的技術方案為：一種電氣柜防火裝置，包括電氣柜，所述電氣柜包括柜體和柜門，所述柜體內(nèi)安裝有電氣元件，還包括電弧光傳感器、超聲波傳感器、單片機和顯示器，所述超聲波傳感器的數(shù)量至少為三個；所述電弧光傳感器和多個超聲波傳感器的輸出端分別與單片機I/O引腳連接；所述電弧光傳感器和多個超聲波傳感器均安裝在柜體內(nèi)靠近柜門側且均朝向柜體內(nèi)的電氣元件；多個所述超聲波傳感器兩兩之間間隔預設距離；所述單片機內(nèi)安裝有電弧定位計算軟件；所述顯示器的輸入端與單片機I/O引腳連接。
[0007]作為優(yōu)選，多個所述超聲波傳感器處于一個豎直平面內(nèi)。
[0008]作為優(yōu)選，所述超聲波傳感器的數(shù)量為四個，分別為超聲波傳感器一、超聲波傳感器二、超聲波傳感器三和超聲波傳感器四；所述超聲波傳感器一、超聲波傳感器二、超聲波傳感器三和超聲波傳感器四分別安裝在柜體的頂板、底板和左右側板上。
[0009]作為優(yōu)選，所述電弧定位計算包括建立以每個超聲波傳感器的探頭為球心的半球面方程、建立兩個半球面交線方程和兩個不同的交線的交點的計算。
[0010]作為優(yōu)選，所述半球面的半徑等于超聲波傳感器和電弧光傳感器向單片機反饋信號的時間差與超聲波在空氣中傳播速度的乘積。
[0011]作為優(yōu)選，所述電弧光傳感器的數(shù)量為兩個，兩個所述電弧光傳感器分別安裝在柜體的頂板和底板上。
[0012]作為優(yōu)選，所述柜體內(nèi)還安裝有煙霧傳感器和氣味傳感器，所述煙霧傳感器和氣味傳感器輸出端與單片機I/O引腳連接。
[0013]作為優(yōu)選，還包括報警器，所述報警器輸入端與單片機I/O引腳連接。
[0014]基于所述電氣柜防火裝置的一種電氣柜防火方法，包括以下步驟：步驟一當電氣柜內(nèi)發(fā)生電弧，電弧發(fā)出電弧光和超聲波；由于光速遠大于超聲波在空氣中的傳播速度，所以電弧光傳感器先于超聲波傳感器檢測到電弧發(fā)生；多個超聲波傳感器與電弧發(fā)生點之間的距離不同，多個超聲波傳感器先后檢測到電弧發(fā)出的超聲波；步驟二電弧光傳感器和多個超聲波傳感器先后將檢測信號反饋到單片機；步驟三電弧定位計算軟件采集超聲波傳感器和電弧光傳感器向單片機反饋信號的時間，然后建立三個以每個超聲波傳感器的探頭為球心的半球面方程、再建立兩個半球面交線方程和最后計算不同的交線的交點；步驟四顯示器顯示出不同的交線的交點即電弧發(fā)生點，檢修人員根據(jù)顯示器顯示進行針對性的檢修；步驟五當煙霧傳感器和/或氣味傳感器向單片機反饋煙霧和/或燒焦氣味的檢測信號，單片機控制報警器發(fā)生警報聲。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本專利技術的優(yōu)點和積極效果在于：(1)電氣柜防火裝置中包含電弧光傳感器、超聲波傳感器、單片機和顯示器，單片機內(nèi)安裝有電弧定位計算軟件，通過以上硬件和軟件的結合，使得電氣安全維護人員能夠及時得到電弧發(fā)生信息，并且通過顯示器獲得電弧發(fā)生的位置進行針對性的檢修，從而消除絕緣故障、接觸不良等產(chǎn)生電弧的不利因素；(2)電弧定位計算包括建立以每個超聲波傳感器的探頭為球心的半球面方程、建立兩個半球面交線方程和兩個不同的交線的交點的計算；半球面的半徑等于超聲波傳感器和電弧光傳感器向單片機反饋信號的時間差與超聲波在空氣中傳播速度的乘積；通過以上方法，可以實現(xiàn)對電弧發(fā)生點的定位；(3)電氣柜防火裝置中還包括煙霧傳感器和氣溫傳感器，如果在尚未進行檢修處理時電弧就引發(fā)火災，煙霧傳感器和氣溫傳感器會檢測到電氣柜內(nèi)起火并反饋單片機，單片機控制報警器報警并切斷電路。
附圖說明
[0016]為了更清楚地說明本專利技術實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹：圖1為實施例一提供的電氣柜防火裝置立體圖，圖2為實施例一提供的電氣柜防火裝置中電弧光傳感器和超聲波傳感器示意圖,圖3為電弧定位計算軟件計算電弧發(fā)生點示意圖一，圖4為電弧定位計算軟件計算電弧發(fā)生點示意圖二，圖5為電弧定位計算軟件建立的以超聲波傳感器探頭為球心的球面示意圖，圖6為實施例一中電氣柜防火裝置運行原理示意圖。
[0017]附圖說明：1—電氣柜，2—電弧光傳感器；
3—超聲波傳感器，31—超聲波傳感器一，32—超聲波傳感器，33—超聲波傳感器三，34—超聲波傳感器四。
具體實施方式
[0018]為了能夠更清楚地理解本專利技術的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結合附圖和實施例對本專利技術做進一步說明。
[0019]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本專利技術，但是，本專利技術還可以采用不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本專利技術并不限于下面公開說明書的具體實施例的限制。
[0020]實施例1下面結合圖1
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6具體說明電氣柜防火裝置，一種電氣柜防火裝置，如圖1和6所示，包括電氣柜1，電氣柜1包括柜體和柜門，柜體內(nèi)安裝有電氣元件，還包括電弧光傳感器2、超聲波傳感器3、單片機和顯示器，超聲波傳感器3的數(shù)量至少為三個。
[0021]如圖6所示，電弧光傳感器2和多個超聲波傳感器3的輸出端分別與單片機I/O引腳連接。
[0022]如圖1和2所示，電弧光傳感器2和多個超聲波傳感器3均安裝在柜體內(nèi)靠近柜門側且均朝向柜體內(nèi)的電氣元件；多個超聲波傳感器3兩兩之間間隔預設距離(多個超聲波傳感器3的位置坐標為已知)。
[0023]單片機內(nèi)安裝有電弧定位計算軟件；如圖6所示，顯示器的輸入端與單片機I/O引腳連接。
[0024]如圖1所示，多個超聲波傳感器3處于一個豎直平面內(nèi)。
[0025]如圖1所示，超聲波傳感器3的數(shù)量為四個，分別為超聲波傳感器一31、超聲波傳感器二32、超聲波傳感器三33和超聲波傳感器四34；超聲波傳感器一31、超聲波傳感器二32、超聲波傳感器三33和超聲波傳感器四34分別本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種電氣柜防火裝置，包括電氣柜(1)，所述電氣柜(1)包括柜體和柜門，所述柜體內(nèi)安裝有電氣元件，其特征在于，還包括電弧光傳感器(2)、超聲波傳感器(3)、單片機和顯示器，所述超聲波傳感器(3)的數(shù)量至少為三個；所述電弧光傳感器(2)和多個超聲波傳感器(3)的輸出端分別與單片機I/O引腳連接；所述電弧光傳感器(2)和多個超聲波傳感器(3)均安裝在柜體內(nèi)靠近柜門側且均朝向柜體內(nèi)的電氣元件；多個所述超聲波傳感器(3)兩兩之間間隔預設距離；所述單片機內(nèi)安裝有電弧定位計算軟件；所述顯示器的輸入端與單片機I/O引腳連接。2.根據(jù)權利要求1所述的電氣柜防火裝置，其特征在于，多個所述超聲波傳感器(3)處于一個豎直平面內(nèi)。3.根據(jù)權利要求2所述的電氣柜防火裝置，其特征在于，所述超聲波傳感器(3)的數(shù)量為四個，分別為超聲波傳感器一(31)、超聲波傳感器二(32)、超聲波傳感器三(33)和超聲波傳感器四(34)；所述超聲波傳感器一(31)、超聲波傳感器二(32)、超聲波傳感器三(33)和超聲波傳感器四(34)分別安裝在柜體的頂板、底板和左右側板上。4.根據(jù)權利要求1
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3任一所述的電氣柜防火裝置，其特征在于，所述電弧定位計算包括建立以每個超聲波傳感器(3)的探頭為球心的半球面方程、建立兩個半球面交線方程和兩個不同的交線的交點的計算。5.根據(jù)權利要求4所述的電氣柜防火裝置，其特征在于，所述半球面的半徑等于超聲波傳感器(3)和電弧光傳感器(2)向單片機反饋信號...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：張方恒，吳勇，張文升，楊習習，石會瑩，王志強，刁燦，杜知蔚，房慧，吉越，
申請(專利權)人：和遠智能科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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