[发明专利]一种充油设备多源光学火灾探测方法及系统

说明书

一种充油设备多源光学火灾探测方法及系统，使用传感单元采集充油设备的视频信号、紫外信号和红外信号；将所述视频信号上传至图像处理单元，基于从视频信号逐帧提取采集的图像判断充油设备中是否存在火焰信号；将紫外信号和红外信号上传至信号处理单元，分别进行滤波、放大预处理；当分别基于预处理后的紫外信号和红外信号均判断充油设备产生光信号，且同时判断充油设备中存在火焰信号；将充油设备实时数据，与当前同一时刻的历史数据进行比对，不超过设定阈值时，判断充油设备发生火灾，并触发火灾报警。本发明利用光学设备的高灵敏度、高抗干扰能力，避免传统感温，感烟传感器造成的误判、误动作，实现对大型充油设备火焰探测与预警。

技术领域

本发明属于电站、换流站安全技术领域，涉及一种充油设备多源光学火灾探测方法及系统。

背景技术

随着电网规模的不断扩大，变电站、换流站内的充油设备容量也逐渐变大。随之带来的则是设备内绝缘油含量也逐渐增多，特高压变压器内的充油量目前已达到百吨级别，如此多烃类绝缘油，一旦设备发生故障，设备存在起火、爆炸的可能，严重威胁站内临近设备和工作人员的人身安全。同时高电压等级变电站往往作为区域电网的枢纽，一旦发生故障，往往会影响当地电网的稳定性，造成更大规模的经济损失。据统计，国内变压器火灾发生概率约为0.01％～0.03％/年，而换流变、电抗器等充油设备也面临着同样的问题。

对充油设备火灾进行早期探测，可以有助于及早布置消防措施，避免事故蔓延，造成更加恶劣的损失。目前变电站、换流站内常用的火灾探测设备以感烟探头和感温电缆为主。由于现场不可避免会有粉尘，同时大负荷条件下，大型充油设备温度会升高，此类探头容易产生误判，导致现场消防设备误动作，带来不必要的损失。燃烧物在燃烧时，火焰会发出红外及紫外光，相比较于温度、烟雾信号，光信号具有更好的抗干扰能力和更高的灵敏度。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于，提供了一种大型充油设备多源光学火灾探测系统及方法。

本发明采用如下的技术方案：

一种充油设备多源光学火灾探测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：使用传感单元采集充油设备的视频信号、紫外信号和红外信号；

步骤2：将所述视频信号上传至图像处理单元，基于从视频信号逐帧提取采集的图像判断充油设备中是否存在火焰信号；

步骤3：将紫外信号和红外信号上传至信号处理单元，分别进行滤波、放大预处理；

步骤4：当基于预处理后的紫外信号或基于红外信号均判断充油设备产生光信号，且根据步骤2也同时判断充油设备中存在火焰信号，进入步骤5，否则判断返回步骤1；

步骤5：将充油设备实时数据，与当前同一时刻的往年历史数据进行比对，如果变化超出设定判断阈值，则判断充油设备发生火灾，并触发火灾报警。

本发明进一步包括以下优选技术方案。

在步骤1中，所述传感单元包括视频传感器、紫外传感器和红外传感器，其中，所述紫外传感器的波段范围为185-260nm；

所述红外传感器为三波段红外传感器，其中第一波段中心波长为4.26μm，波段范围为[4.24μm,4.28μm]；第二波段中心波长为3.8μm，波段范围为[3.78μm,3.82μm]；第三波段中心波长为4.8μm，波段范围为[4.78μm,4.82μm]。

在步骤2中，具体包括以下内容：

2.1图像处理单元逐帧提取采集到的图像，根据第一阈值对图像进行灰度处理；

2.2对灰度图像进行二值化处理，然后判断是否存在明显特征轮廓的火焰二值化图像，其中，所述明显特征轮廓的火焰二值化图像是指该图像的边缘至少具备一个及以上的尖角凸起；