[发明专利]一种变电站电气设备火灾残留物检测分析系统及分析方法

说明书

本发明公开一种变电站电气设备火灾残留物检测分析系统，包括对变电站附近气象、地形数据进行收集和分析的WRF‑ARW气象场模拟单元和对变电站电气设备火灾后烟气混合物数据进行采集和分析的CALPUFF模拟单元；通过分析变电站大气沉降物中有毒有害污染状况和空间分布特征，采用正定矩阵因子分解(PMF)模型对大气沉降中的污染物进行源解析。通过变电站电器设备火灾残留物检测分析软件，对变电站电器设备火灾残留物检测分析能够达到精确的评估效果。

技术领域

本发明涉及电气设备管理系统，具体涉及一种变电站电气设备火灾残留物检测分析系统及分析方法。

背景技术

众所周知，变电站是电力系统中的枢纽，对电压和电流进行交换，是接受电能及分配电能的场所，在城市内随处可见。变电站一旦出现火灾，会造成整个电网系统的正常运行和供电可靠性受到威胁，所以做好变电站的防火措施，有利于保障电网系统的安全稳定运行。但是，由于变电站设施老化或受到外界环境影响(如台风、暴雨、雷电等)影响产生电弧或短路火花而将附近的可燃材质。蒸汽和粉尘引燃，引发火灾，造成财产损失，甚至人员伤亡。因此，火灾过后的很大一部分工作则是进行火灾原因分析，如通过收集火灾残留物，进行全方位的火灾模拟分析，找到火灾发生的原因，为解决火灾问题找到源头。

在变电站现有的火灾事故分析中，大多数事故是有电缆着火引起的。变电站地下电缆在运行过程中与外部环境基本隔绝，电缆沟出入口少，沟道内两壁敷设电缆，中间通道比较狭窄；火灾发生后，地下电缆沟道内的有毒有害气体不容易排出，因此，电缆引起的火灾不易由外部力量扑救，对地下电缆火灾的危害性进行归纳，分别为如下3点：

1、释放较强热量；电缆所采用的绝缘保护层都是橡胶、聚氯乙烯等具备可燃性的高分子有机化合物质，它们燃烧的过程中放出的热量高达19000-46000KJ/kg，当成束电缆发生火灾时，熔温达到800-1100℃，较大的热量可能延燃至附近区域的电缆；

2、产生大量有毒气体；一方面，电缆的外层护套原料在火灾的高温条件下会产生许多有毒气体，当有毒气体浓度大于人们能够承受的浓度时，将会使人员出现中毒症状，也会给消防人员的营救工作增添难度；另一方面，有毒氢化物气体遇水蒸气会结合生成酸类物质，附着在周围电气设备的上边，使电气设备遭到很大程度的腐蚀，设备和接线回路的绝缘出现下降趋势；

3、影响能见度；能见度直接影响火灾条件下电缆沟周围人员的疏散，还有消防人员的营救和灭火工作，火灾发展的过程中，会产生一些烟雾颗粒，遮挡可见光；另一方面，有毒气体具有刺激性，缩短了人的能见距离。

因此，在变电站电气设备火灾事故中尤其是电缆火灾产生的残留物检测分析以及在变电站内部及周围的扩散迁移情况的仿真分析模拟对其对环境污染的评估方面就显得十分重要。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种变电站电气设备火灾残留物检测分析系统及分析方法，包括WRF-ARW气象场模拟单元和CALPUFF模拟单元，利用两个单元对火灾残留物进行收集，并利用后天数据库，对残留物进行数据分析，模拟出火灾发生原因。

本发明的技术方案如下：

一种变电站电气设备火灾残留物检测分析系统，包括对变电站附近气象、地形数据进行收集和分析的WRF-ARW气象场模拟单元和对变电站电气设备火灾后烟气混合物数据进行采集和分析的CALPUFF模拟单元；

所述WRF-ARW气象场模拟单元包括前处理部分的WPS模块、WRF-ARW动力内核模块以及后处理部分的可视化模块；气象和地形数据经由WPS模块预处理后输入WRF-ARW动力内核模块进行数据处理和模型模拟，最后由可视化模块输出初始化数据至的CALPUFF模拟单元；