本發(fā)明涉及火災(zāi)隱患監(jiān)測與預(yù)警，具體為一種封閉空間火災(zāi)隱患在線監(jiān)測與超前預(yù)警方法。

背景技術(shù)：

1、隨著電力系統(tǒng)和工業(yè)自動化的發(fā)展，封閉空間內(nèi)的電氣設(shè)備，如高壓環(huán)網(wǎng)柜、開關(guān)柜、箱式變電站等，廣泛應(yīng)用于各種電力輸配電場景。這些設(shè)備在長時間運行過程中，常見的隱患包括局部過熱、絕緣老化和電弧放電等。傳統(tǒng)的火災(zāi)隱患檢測方法，如紅外成像、無線測溫等，由于檢測范圍有限、實時性差、安裝復(fù)雜，難以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的火災(zāi)隱患，容易導(dǎo)致設(shè)備故障、跳閘甚至火災(zāi)事故。因此，亟需一種能夠?qū)崿F(xiàn)封閉空間內(nèi)火災(zāi)隱患的實時監(jiān)測和超前預(yù)警的技術(shù)。

2、現(xiàn)有的火災(zāi)監(jiān)測方法大多基于單一物理量的檢測，如溫度、氣體、煙霧等，難以全面反映設(shè)備內(nèi)部復(fù)雜環(huán)境下的隱患特征。此外，傳統(tǒng)方法對隱患類型的識別多采用經(jīng)驗判斷，缺乏精確的計算模型，難以動態(tài)調(diào)整和優(yōu)化隱患識別的準確度。特別是在電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣老化過程中，由于絕緣材料的逐漸劣化，往往伴隨co、h2s等特征氣體的緩慢釋放，而這些緩慢變化的隱患不易被傳統(tǒng)檢測方法識別，造成安全隱患的累積和風(fēng)險上升。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種封閉空間火災(zāi)隱患在線監(jiān)測與超前預(yù)警方法，以解決上述技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種封閉空間火災(zāi)隱患在線監(jiān)測與超前預(yù)警方法，包括：

3、通過安裝在封閉空間內(nèi)部的傳感器實時獲取火災(zāi)隱患監(jiān)測數(shù)據(jù)；

4、對所述火災(zāi)隱患監(jiān)測數(shù)據(jù)進行去噪處理，通過小波變換結(jié)合自適應(yīng)閾值算法去除噪聲，得到平滑后的火災(zāi)隱患監(jiān)測數(shù)據(jù)；

5、根據(jù)平滑后的火災(zāi)隱患監(jiān)測數(shù)據(jù)計算特征融合指標，根據(jù)所述特征融合指標構(gòu)建隱患分類決策函數(shù)；

6、根據(jù)隱患分類決策函數(shù)和特征融合指標，識別火災(zāi)隱患類型，并計算隱患類型的隱患強度；

7、將所述隱患類型和所述隱患強度發(fā)送至監(jiān)控中心，進行超前預(yù)警。

8、本發(fā)明進一步設(shè)置為，所述傳感器包括微粒傳感器、特征氣體傳感器和溫度傳感器；所述火災(zāi)隱患監(jiān)測數(shù)據(jù)包括微粒濃度數(shù)據(jù)、特征氣體濃度數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)，其中，所述微粒濃度數(shù)據(jù)包括微米級微粒濃度數(shù)據(jù)和納米級微粒濃度數(shù)據(jù)，所述特征氣體濃度數(shù)據(jù)包括co濃度數(shù)據(jù)、h2s濃度數(shù)據(jù)、o3濃度數(shù)據(jù)和nox濃度數(shù)據(jù)。

9、本發(fā)明進一步設(shè)置為，所述特征融合指標的計算邏輯為：其中，φt為t時刻的特征融合指標，ct為t時刻平滑后的微粒濃度數(shù)據(jù)，δct為t時刻微粒濃度數(shù)據(jù)的變化速率，gt為t時刻平滑后的特征氣體濃度數(shù)據(jù)，δgt為t時刻特征氣體濃度數(shù)據(jù)的變化速率，tt為t時刻平滑后的溫度數(shù)據(jù)，tref為封閉空間設(shè)定的參考溫度，α、β和γ為融合系數(shù)，用于調(diào)節(jié)不同火災(zāi)隱患監(jiān)測數(shù)據(jù)對融合指標的影響權(quán)重。

10、本發(fā)明進一步設(shè)置為，隱患分類決策函數(shù)的計算邏輯為：其中，dt為t時刻的隱患分類決策函數(shù)值，sign()為符號函數(shù)，用于區(qū)分溫度變化方向，δtt為t時刻溫度數(shù)據(jù)的變化速率，η為權(quán)衡系數(shù)，用于控制微粒濃度變化速率和氣體濃度變化速率對隱患分類決策函數(shù)的影響。

11、本發(fā)明進一步設(shè)置為，根據(jù)隱患分類決策函數(shù)和特征融合指標，識別火災(zāi)隱患類型，包括：

12、當隱患分類決策函數(shù)值大于預(yù)設(shè)的決策函數(shù)閾值，且特征融合指標遞增時，識別火災(zāi)隱患類型為局部過熱隱患；

13、當隱患分類決策函數(shù)值小于或等于預(yù)設(shè)的決策函數(shù)閾值，特征融合指標遞增時，獲取微粒濃度數(shù)據(jù)和特征氣體濃度數(shù)據(jù)，當微米級微粒濃度數(shù)據(jù)變化速率大于納米級微粒濃度數(shù)據(jù)，且co濃度數(shù)據(jù)和h2s濃度數(shù)據(jù)遞增時，識別火災(zāi)隱患類型為絕緣老化隱患；

14、當納米級微粒濃度數(shù)據(jù)變化速率大于微米級微粒濃度數(shù)據(jù)，且o3濃度數(shù)據(jù)和nox濃度數(shù)據(jù)遞增時，識別火災(zāi)隱患類型為電弧放電隱患。

15、本發(fā)明進一步設(shè)置為，所述隱患強度的計算邏輯為：其中，it為t時刻的隱患強度，n為時間窗口長度，φt-k為t-k時刻的特征融合指標，dt-k為t-k時刻的隱患分類決策函數(shù)值，tt-k為t-k時刻的溫度數(shù)據(jù)，δct-k為t-k時刻的微粒濃度數(shù)據(jù)的變化速率，δgt-k為t-k時刻的特征氣體濃度數(shù)據(jù)的變化速率。

16、本發(fā)明進一步設(shè)置為，將所述隱患類型和所述隱患強度發(fā)送至監(jiān)控中心，進行超前預(yù)警，包括：

17、當所述隱患強度大于第一強度閾值時，將火災(zāi)隱患標記為高風(fēng)險，并將高風(fēng)險信號和隱患類型發(fā)送至管理員，觸發(fā)緊急處理流程，封閉空間內(nèi)部設(shè)備停止運行；

18、當所述隱患強度小于或等于第一強度閾值且大于第二強度閾值時，將火災(zāi)隱患標記為中風(fēng)險，并將中風(fēng)險信號和隱患類型發(fā)送至管理員，提示進行內(nèi)部設(shè)備維護；

19、當所述隱患強度小于或等于第二強度閾值時，將火災(zāi)隱患標記為低風(fēng)險，并將低風(fēng)險信號和隱患類型發(fā)送至管理員，進行持續(xù)監(jiān)測和預(yù)警。

20、本發(fā)明進一步設(shè)置為，當識別火災(zāi)隱患類型為絕緣老化隱患時，所述方法還包括：

21、根據(jù)co濃度數(shù)據(jù)和h2s濃度數(shù)據(jù)計算co濃度變化速率和h2s濃度變化速率；

22、根據(jù)co濃度變化速率和h2s濃度變化速率計算絕緣老化速率指數(shù)和絕緣老化程度累計指數(shù)；

23、根據(jù)絕緣老化程度累計指數(shù)計算絕緣剩余壽命預(yù)測值，根據(jù)絕緣剩余壽命預(yù)測值提供絕緣更換時間建議。

24、本發(fā)明進一步設(shè)置為，所述絕緣老化速率指數(shù)的計算邏輯為：其中，iage,t為t時刻的絕緣老化速率指數(shù)，gco,t為t時刻的co濃度數(shù)據(jù)，為t時刻的h2s濃度數(shù)據(jù)，為h2s的參考濃度，即絕緣材料的穩(wěn)態(tài)濃度，δ、ε和∈為調(diào)節(jié)系數(shù)，用于調(diào)整co濃度數(shù)據(jù)和h2s的濃度數(shù)據(jù)在絕緣老化速率指數(shù)中的權(quán)重；

25、所述絕緣老化程度累計指數(shù)的計算邏輯為：其中，sage,t為t時刻的絕緣老化程度累計指數(shù)，m為時間窗口長度，tt-j為t-j時刻的溫度數(shù)據(jù)；

26、所述絕緣剩余壽命預(yù)測值的計算邏輯為：其中，rlife,t為t時刻的絕緣剩余壽命預(yù)測值，λ為絕緣材料的設(shè)計壽命常數(shù)。

27、本發(fā)明進一步設(shè)置為，根據(jù)絕緣剩余壽命預(yù)測值提供絕緣更換時間建議，包括：

28、當所述絕緣剩余壽命預(yù)測值小于預(yù)設(shè)的絕緣剩余壽命預(yù)測閾值時，生成絕緣材料替換信號，并將絕緣材料替換信號至管理員，進行絕緣材料替換；

29、當所述絕緣剩余壽命預(yù)測值大于或等于預(yù)設(shè)的絕緣剩余壽命預(yù)測閾值時，進行持續(xù)監(jiān)測和預(yù)警。

30、本發(fā)明提供一種封閉空間火災(zāi)隱患在線監(jiān)測與超前預(yù)警方法，所述方法通過通過安裝在封閉空間內(nèi)部的傳感器實時獲取火災(zāi)隱患監(jiān)測數(shù)據(jù)；對所述火災(zāi)隱患監(jiān)測數(shù)據(jù)進行去噪處理，通過小波變換結(jié)合自適應(yīng)閾值算法去除噪聲，得到平滑后的火災(zāi)隱患監(jiān)測數(shù)據(jù)；根據(jù)平滑后的火災(zāi)隱患監(jiān)測數(shù)據(jù)計算特征融合指標，根據(jù)所述特征融合指標構(gòu)建隱患分類決策函數(shù)；根據(jù)隱患分類決策函數(shù)和特征融合指標，識別火災(zāi)隱患類型，并計算隱患類型的隱患強度；將所述隱患類型和所述隱患強度發(fā)送至監(jiān)控中心，進行超前預(yù)警，產(chǎn)生的有益效果包括：

31、1、精確識別火災(zāi)隱患類型：通過構(gòu)建特征融合指標和隱患分類決策函數(shù)，能夠精確識別局部過熱、絕緣老化和電弧放電等常見的火災(zāi)隱患類型。特征融合指標通過對微粒濃度、氣體濃度及其變化速率的綜合分析，克服了傳統(tǒng)單一參數(shù)檢測的局限性，實現(xiàn)了多維度數(shù)據(jù)的深度融合，為火災(zāi)隱患的精準分類提供了科學(xué)依據(jù)；

32、2、隱患嚴重度量化評估：通過隱患嚴重度評估模型，對歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)的累積和量化，綜合分析隱患的動態(tài)演變過程。評估結(jié)果以數(shù)值化的方式反映火災(zāi)隱患的嚴重程度，能夠?qū)崟r判定隱患處于輕微、中等或嚴重狀態(tài)，為隱患的分級預(yù)警和應(yīng)急處理提供了科學(xué)支持，顯著提高了監(jiān)測系統(tǒng)的響應(yīng)能力；

33、3、絕緣老化程度評估與維護建議：針對絕緣老化隱患，本發(fā)明根據(jù)co和h2s的濃度變化速率，構(gòu)建絕緣老化速率指數(shù)和累積老化程度評估模型，精確評估絕緣材料的老化程度。通過計算絕緣剩余壽命預(yù)測值，為運維人員提供合理的絕緣更換或維護時間建議，有效延長了設(shè)備的使用壽命，降低了設(shè)備故障率和維護成本。

34、上述說明僅是本技術(shù)技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本技術(shù)的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本技術(shù)的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本技術(shù)的具體實施方式。