[发明专利]铅酸蓄电池智能火灾预警系统

说明书

本发明涉及一种铅酸蓄电池智能火灾预警系统，属于变电站直流电源预警技术领域；包括依次连接的终端物联传感模块、铅酸蓄电池状态识别模块、报警模块，铅酸蓄电池与电源线路并联，通过切换电路连接恒流放电负载，终端物联传感模块包括恒流放电电压传感器、浮充电流传感器、温度传感器、可燃气体传感器、烟雾探测器、湿度传感器、摄像设备，温度传感器、可燃气体传感器、烟雾探测器、湿度传感器位于铅酸蓄电池电池室，摄像设备用于获取铅酸蓄电池视频；铅酸蓄电池状态识别模块连接终端物联传感模块，包括内阻监测单元、电流监测单元、温度监测单元、可燃气体监测单元、湿度监测单元、烟火视频识别模块；实现蓄电池火灾极早期的智能预警。

技术领域

本发明涉及一种铅酸蓄电池智能火灾预警系统，属于变电站直流电源预警技术领域。

背景技术

变电站直流电源系统是变电站二次系统继电保护、安全自动装置、及自动化设备等的工作电源来源，是变电站得以安全可靠运行的基本保障。而蓄电池作为直流电源系统最核心的部分，是交流输入异常时直流电源系统得以继续为负荷提供工作电源的唯一后背支撑。因此，一旦蓄电池损坏，继电保护装置将失去工作电源，失去快速切除事故负荷的能力，将会直接造成重大设备损坏或变电站全停，对电网企业和国民经济造成重大损失。

铅酸蓄电池具有成本低、性价比高、可靠性好、原材料易得等优点。由于全密封，无须加水维护，阀控式密封铅酸蓄电池也被称为“免维护”蓄电池。但正是由于“免维护”使得用户放松了对阀控铅酸蓄电池的日常维护和管理，阀控铅酸蓄电池在实际使用中常出现过早失效与热失控现象。当电池被充电时，电池内部温度发生累积增强作用。增温过程中，热量累积到一定程度，电池端电压会突然降低，迫使电流突然增大，从而损坏蓄电池，这种现象称为热失控。铅酸蓄电池热失控严重时可引发蓄电池燃烧，导致变电站发生火灾或全站直流系统失压，危害电力系统安全运行。基于上述事实，分析铅酸蓄电池常见故障与明火引发的关联特性，寻找蓄电池火灾引发的关键因素并研发一种铅酸蓄电池智能火灾预警系统至关重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种铅酸蓄电池智能火灾预警系统，实现蓄电池火灾极早期的智能预警。

本发明所述铅酸蓄电池智能火灾预警系统，包括依次连接的终端物联传感模块、铅酸蓄电池状态识别模块、报警模块，铅酸蓄电池与电源线路并联，通过切换电路连接恒流放电负载，终端物联传感模块包括恒流放电电压传感器、浮充电流传感器、温度传感器、可燃气体传感器、烟雾探测器、湿度传感器、摄像设备，温度传感器、可燃气体传感器、烟雾探测器、湿度传感器位于铅酸蓄电池电池室，摄像设备用于获取铅酸蓄电池视频；铅酸蓄电池状态识别模块连接终端物联传感模块，包括内阻监测单元、电流监测单元、温度监测单元、可燃气体监测单元、湿度监测单元、烟火视频识别模块。

内阻监测单元用于监测铅酸蓄电池内阻，电流监测单元用于监测铅酸蓄电池浮充电流，温度监测单元用于监测铅酸蓄电池表面温度，可燃气体监测单元用于监测铅酸蓄电池可燃气体析出，湿度监测单元用于监测铅酸蓄电池湿度情况，图烟火视频识别模块用于根据视频监测铅酸蓄电池烟火信号。对于铅酸蓄电池失效或火灾极早期较为敏感的判断因素进行实时状态采集监测，提前发现铅酸蓄电池的火灾隐患。铅酸蓄电池状态识别模块综合考虑不同状态监测传感器测量结果与烟火图像识别结果的综合判断逻辑关系，通过报警模块报警，实现蓄电池火灾极早期的智能预警。

优选地，烟火视频识别模块连接摄像设备，包括依次连接的预处理单元、分割单元、提取单元、识别单元、标记单元、输出单元；预处理单元获取变电站直流电源系统蓄电池现场视频流数据，解码得到单帧图片并进行预处理提升数据质量；分割单元将预处理后的单帧图片进行分割划分为相同大小的图像块；提取单元基于高斯混合模型的运动目标检测方法进行背景图像建模提取包含运动物体区域的小图像块，作为识别候选区域图像；识别单元将候选区域图像输入到训练好的火焰颜色、火焰外形、火焰动态、烟雾静态、烟雾动态特征模型中进行识别分类；标记单元将经过模型验证确认的隐患区域在原视频帧中的位置进行标记，作为检测识别出来的烟火区域；输出单元输出结果。