[发明专利]利用物联网技术的电气灾害预先探测及预防系统

说明书

本发明涉及一种通过测量分析线路的电功率损耗和线路电阻等线路的特性来预先检测电力网的异常征兆而预防电气灾害的技术。本发明为了检测可能在配电力网络中发生的火灾发生异常征兆，利用物联网(IoT)技术等通信技术，在带电状态(Live)下，在供电端和负载端始终测量着线路的物理量，从而间接测量线路上损耗的电功率和成为其原因的线路电阻，检测线路的缺陷，从而检测火灾征兆。

技术领域

本发明涉及一种通过测量分析线路的电功率损耗和线路电阻等线路的特性来预先检测电力网的异常征兆而预防电气灾害的技术。若电流超过预先设定的阈值，则电气断路器切断负载供应电功率。虽然在电气断路器的安全极限值以下可能发生电气火灾，但是现有技术没有对此的解决方案。

本发明为了检测可能在配电网络中发生的火灾发生异常征兆，利用物联网(IoT)技术等通信技术，在带电状态(Live)下，在供电端和负载端始终测量着线路的物理量，并间接测量线路上损耗的电功率和成为其原因的线路电阻，从而检测线路的缺陷，进而检测火灾征兆。

背景技术

在现有的火灾检测技术中，通常使用监测大部分火灾时出现的物理信号或者当超过允许电流时切断电路的方法，但是无法预防在过电流断路器的允许跳闸电流内因传输路径的劣化而发生的火灾。现有的电流切断技术难以检测由线路的电功率损耗引起的火灾因素。现有的过电流断路器对于在切断设定电流内由线路上的发热或接触不安全、电弧等火花引起的起火的对策不足。

发明内容

技术问题

检测供应电功率的电力网的缺陷非常重要，影响安全管理及预防维护/维修。尤其，在灾害发生之前检测缺陷是非常重要的。电气实用化以后，到目前为止，为了早期发现电力系统的缺陷，进行了很多研究。

然而，尽管大部分的电力系统具有过电流断路器等安全装置，但是仍然存在对电力设备的负载的不适当的电功率供应和线路的缺陷，这可能是严重的危险因素。现有的安全装置存在即使发生危险情况也无法检测的区域。现有的电气安全技术由于作为电功率供应单元的线路或断路器连接部异常、化学变形及半断路等线路的劣化而在电功率供应中存在缺陷，但对此的考虑不足。即，与负载的大小、线路的条件无关地，依赖于相同的现有的安全装置。

现有的过载/漏电切断技术能够检测过载、短路及漏电，因此对于电气灾害的主要原因中的过载和漏电的事故预防对策(功能)在一定程度上得到解决，但是无法在额定电功率内检测因线路或开关等接触不良而产生的电弧/火花等。

目前安全相关的主要技术只能在电力网或电力系统中的电气缺陷导致装置发生故障或影响后才能检测到缺陷。现有的过电流断路器技术仍然存在无法检测到由传输线路的缺陷引起的事故的区域。

现有的关于电气安全的保护技术的阈值通过负载的可用电流容量的最大值乘以余量来设定。其在具有多个负载的电力系统中使用一个线路的情况下属于一个线路保护机制。即，由于保护阈值由连接到线路的负载的电流容量的总和来确定，因此在具有重负载容量的装置和具有轻负载容量的负载混合使用的情况下，由于跳闸条件被设定为适合于重负载，因此轻负载(保护器的额定值内的短路)相对偏离保护范围。保护机制不根据负载或线路的允许容量适当地工作，而是统一应用，因此存在保护功能的不感测区域。

并且，现有的安全切断技术无法区分硬短路和正常负载，因此检测硬短路或触电的安全技术不足，从而存在不检测目前存在的火灾或触电危险的领域。

现有的断路器确认通过的电流是否不超过预先设定的电平。电弧故障断路器(AFCI：Arc-Fault Circuit Interrupter)为了找出表示Arc缺陷的电流变化而检查通过的电流。该方法是确认电流是否超过预先设定的电平的方法。