数字城市智慧电气火灾风险态势感知及预警.pdf

智慧电气火灾风险态势感知及预警模型主要内容电气火灾现状与发展趋势电气火灾原因分析过载、破损及老化的电缆温升研究电气火灾风险态势感知及预警平台电气火灾现状与发展趋势1、定电气(electrical,electrical power and equipment)是电能在生产、传输、分配、使用和电工装备制造等学科或工程领域的统称。是以 电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学，涵 盖电能的转换、利用和研究三方面，包括基础理论、应用技术、设施设备等。电气火灾现状与发展趋势1、定义电气火灾(Electrical fire)：电气火灾一般是指由于电气线路、用电设备、器具以及供配电设备出现故障性释放的热能，如 过载、短路、漏电、电弧或电火花等产生点火源 而引起的火灾。雷电和静电引起的火灾？:一 t电气火灾现状与发展趋势X_2、电气火灾案例121洁林辽源中心医院火灾2005年12月15日，吉林省辽源县中心医院特大火灾，造成37人死亡，95人受伤，直接经济损失822万元。事故原因是配电室电缆短路引燃可燃物。12-1端州市朵朵鲜园艺有限公司火灾2006年12月12日8时27分，温州市鹿城区人民路28层的温富大厦裙楼朵朵鲜花店店内起火，迅速引燃 花店里的包花纸和塑料花，在阁楼办公的2名员工逃离不及被烧死在店内。火灾产生的浓烟涌进二楼艺苑 舞厅，导致该舞厅内19人因烟气窒息中毒死亡。事故原因是吊顶内照明线路短路引起火灾。4-9广东东莞纸厂火灾2012年4月9日清晨4时30,东莞建晖纸厂发生了一起特大火灾。据了解，这起火灾是近年来广东省规模最大 的一次火灾，也是扑救难度最大、耗时最长、最为艰辛的一次火灾。从着火那一刻起到完全扑灭，共用了6天 时间。火灾原因也已初步查明，起火原因是地下电缆短路引起的。鼠一：电气火灾现状与发展趋势、_2、电气火灾案例卜北京大兴11 18火灾2017年1月18日，位于XXX市XXX区西红门镇一处集 储存、生产、居住功能为一体的三合一场所发生 火灾，共造成19人死亡，8人受伤及重大经济损失。火灾原因：冷库制冷设备调试过程中，被覆盖的聚氨酯保 温材料内为冷库压缩冷凝机组供电的铝芯电缆电气故障造 成短路，引燃周围可燃物；可燃物燃烧产生的一氧化碳等 有毒有害烟气蔓延导致人员伤亡。-i电气火灾现状与发展趋势2、电气火灾案例 哈尔滨825”重大火灾事故2018年8月25日4时12分许，XXX市松北区哈尔滨 北龙汤泉休闲酒店有限公司发生重大火灾事故，过火面积约400平方米，造成20人死亡，23人受伤,直接经济损失2504.8万元。事故原因风机盘管机组电气线路短路，形成高 温电弧，引燃周围塑料绿植装饰材料并蔓延成灾。电气火灾现状与发展趋势2、电气火灾案例2021416北京充储电站起火，爆炸2021年4月16日，XXX市XXX区内储能电站起火。当日下午，在对电站南区进行处置过程中，电站北区在毫无征兆的情况 下突发爆炸，导致2名消防员牺牲，1名消防员受伤（伤情稳 定），电站内1名员工失联。电池出现热失控电站设计布局不合理（无防护措施）电气火灾现状与发展趋势A电气火灾现状（1）电气火灾高发，比例最大据统计，20152020年，我国共发生已查明原因电气火灾 58.7万起，超过火灾发生总数的1/3。40-45 r 1 Q60怠散 电气火灾款一电气火灾占比电气火灾现状与发展趋势201L2019年电气火灾起数按发生场所排名2、电气火灾现状(2)电气火灾发生与居民用电活动关联大2011-2019年电气火灾按场所区分住宅宿舍交通工具商业场所厂房 工地物资仓储场所 餐饮场所 办公场所衣副业场所 60%年度2011 年2012 年2013 年2014 年2015 年2016 年2017年2018年2019 年住宅111111111宿舍223333333交通工具332222222厂房454444445商业场所545555554物资仓储场所666677777餐饮场所778988888工地897766666办公场所9810101010101010农副业场所10109899999宾馆、招待所111114121313131314公共娱乐场所121215151516151515交通枢纽站131312131215161616学校141413141412121212垃圾及废弃物151511111111111111医院161718181919191720汽车库171617161614141413邮电通信场所181816171717171819宗教文博191920202020212121石油化工企业202022222122222222三合一、多合一场所212121212221201918公园222219191818182017金融交易场所232323232324232323加油加气站242424242423242424体育场馆252726262625262526科研试蛉场所262627272727272727会议、展览中心272929282829282928养老院282525252526252624广播电视中心292828292928292829电气火灾原因分析1、电气火灾原因分类1短路：电流不流经用电器，直接连接电源正负两极。2 接触不良：一般包括导线与电器设备、插头与插座等所处的不安全状态。3 过载：当流过电源的电流过大时，称为过载。4 漏电：漏电是由于绝缘损坏或其他原因而引起的电流泄漏5 电弧、电火花：一种气体放电现象，电流通过某些绝缘介质所产生的瞬间火花。6 雷电：是雷雨云中有积累并形成极性。7 静电：是一种处于静止状态的电荷。8 非线性谐波：二电气火灾原因分析a电气火灾原因分析剩余电流 监测点火源助燃物异常电流j过载测温式探测点燃条件:接触不良短路 漏电非线性谐波 雷电静电故障电弧、电火花发热引燃温度点火能量故障电弧 探测可燃物绝缘线路电气设备可燃固体附近固体可燃物绝缘油爆炸性气体或蒸气三）电缆温升研究1、电缆温升理论接入恒流电流回路的导线，内芯导体在电 流热效应作用下会产生热量，由于热传递绝缘 层的温度会逐渐升高，此过程中导线绝缘层也 会向外界环境散热，如下图所示。接地电阻测试仪数据采集仪故执导线内芯温度，环境温度0,单位长度线芯电阻。导线换热系数。3,导线比热容，单位长度导线质量老化实验箱=1电缆温升研究2、过载、破损、老化单 L因素o o o o o O8 7 6 5 4 3(Q)J V So O 2 1500 6002。)一12&无破损下不同电流温升图0 100 200 300 400 500 600时间t(s)75%破损卜.不同电流温升图0 100 200 300 400时间t(s)不同电流下电线温升图50与破损下不同电流温升图不同破损电缆温升散点图=1电缆温升研究2.过我.破损.老化单L因素(P)二未理26个月老化电缆不同电流温升图1 57.873 62.775 806050103020(P)明12个月老化电缆不同电流温升图20A过载电缆不同老化时间温升表100 200 300 400 S00 600 0 100 200 300 400 500 600时间l(s)时间l(s)不同老化程度温升散点图L=电缆温升研究羲过载、破损、老化耦合因素o O 1-2(一 V)士明返计30电气火灾总体风险态势感知及预警1.询气火灾预警框架重庆涪陵烟草节点控制单一阈值多维度预测z构建数据 模型神经网络【四电气火灾总体风险态势感知及预警&_2同气火灾预警模型监测参数环境信号参数；四电气火灾总体风险态势感知及预警1、翁气火灾预警平台框架影响因子”经网络权重 教确定区域 监测 单元 划分*环境温度 线缆温度 电压电流神经网络模型计算电气设 备风险 评估风险评估 结果值 准 标汽火灾预警平台检测设备部署I电气火灾总体风险态势感知及预警4需尊iu.ii./o.ui/norne昆船主控智慧化电气火灾预警系统:原始数据首页ill风险趋势联合工房联合工房二层地下一层配电房出入库区 分拣区 高架库区当前曾录：admin UJ研究成果展示LLJUP+危险等级:极低风险 电压：233.7 V电流:8.3 A温度：0 湿度：0%氧气浓度:0%分数：12位置：昆船配电柜 厂区图3D显示分区域监测预警 可实时显示风险等级（绿-极低风险、蓝-低风险、黄-中风险、橙-高风险、红-极高风险 监测点位置、风险分数、监测信息实时显示