计量箱自动灭火报警定位装置设计与实现

胡淼1,李大新1,张琪1,王庆新1

摘要：本论文致力于研究和设计一种新型的计量箱自动灭火报警定位装置，以自制干粉灭火装置为主体，通过借鉴计量箱、灭火材料和火灾预警装置的先进技术，对其构造和应用场景进行革新，通过功能整合实现新的灭火和报警功能。主要技术方案是以各种表位计量箱壳体为主要载体，融合了自动感应式灭火装置和远程反馈式烟雾报警器，形成了一款简易而高效的消防装置，本装置旨在解决传统消防措施及工具存在的灭火效率低、触电风险高、灭火成本高、火灾位置定位慢等问题。通过便捷的安装、低成本、高安全性和消防效率等特点，该装置能够提高火灾应对的速度和效果，有效降低火灾带来的危害。在实际问题的解决方面，本装置在灭火和报警功能上取得了显著的优势，为提升计量箱安全性和消防效率提供了一种创新的解决方案。

关键词：计量箱；自制干粉灭火装置；远程反馈式烟雾报警器；消防效率

1引言

计量箱作为电力系统的关键组成部分，其安全性直接关系到电力生产和使用的正常进行。然而，在生产实践中，计量箱若发生火灾会造成供电中断[1]，给人身和财产安全带来了巨大威胁。传统的消防工具在计量箱工作环境下往往存在灭火效率低、触电风险高等问题，亟待一种创新性的解决方案。市面上现有的火灾报警系统主要分为三类:感烟型、感温型和火焰型,但现有的火灾报警系统存在采用单一参数报警检测容易造成误报漏报、有线传输线路容易老化、无法对受困人员进行定位等问题[2]。针对以上问题,本文设计了一种智能的计量箱自动灭火报警定位装置，以自制干粉灭火装置为主体，结合先进的火灾预警技术，通过革新构造和应用场景、整合功能，实现对计量箱火灾的自动防范和应急响应。在设计中，将各种表位计量箱壳体作为主要装置的载体，将自动感应式灭火装置巧妙嵌入计量箱内部，确保其在不干扰正常运行的情况下。该装置一般在受到外界启动组件所传输的有关火灾方面的信号时即会发生响应[3]。同时，远程反馈式烟雾报警器感知到火灾情况，发出警报信号，火灾报警系统主要功能是把火灾报警和自动灭火相互作用联动结合起来并且及时加以进行管理[4]，并通过远程通信网络将火灾位置信息及时反馈至工作人员手机，以便他们能够立即采取行动，整体工作的稳定性较高,安全性得到可靠保障,并且不需投入过多的建设成本,也不需要进行定期保养工作,实现该设备的经济价值[5]。该研究的主要贡献为：

1.利用硝酸锶气溶胶灭火器自动感应，自启动，体积小巧，喷放无残留，绿色环保，使用方便，灭火能力强等干特点可有效扑救初起火灾，有效控制火势蔓延、快速灭火。发挥远程反馈式烟雾报警器位置发送的定位功能可第一时间报告火灾发生位置给工作人员，有利于及时到达现场控制火情减少次生灾害，同时警报声会提醒周边人员远离危险。

2.创新领先水平：通过网络调研和专利检索发现现有的计量箱消防方案及设备中，存在成本高、不便操作、不便安装、灵敏度差、故障率高等缺陷，而本装置可以兼顾计量箱应用操作环境，有着稳定性高、安全性高、成本低、便于安装的特点。

通过系统仿真和实际场景测试，验证了该装置的可行性和有效性。实验结果表明，在模拟计量箱火灾的情境下，该装置能够迅速响应、自动灭火，并准确地反馈火灾位置，为实际应用奠定了坚实的基础。

2相关工作

计量箱 计量箱是电力系统中一种用于电能计量和监测的设备。作为电力行业的重要设施,其管理方法对于确保电力系统的稳定运行具有关键作用[6]。计量箱的正常运行对于电力系统的稳定性和可靠性至关重要。尽管计量箱是电力系统中不可或缺的组成部分，但在一些情况下，计量箱可能会成为火灾的源头，引发火灾的原因主要有：电器故障和电缆故障以及外部环境因素。

自制干粉灭火装置 自制干粉灭火装置是一种用于灭火的设备，其主要成分是干粉灭火剂，干粉灭火剂是一种细微粉末，具备干燥性和流动性[7]。这种装置通常设计成紧凑且易于携带，适用于各种火灾场景。自制是该装置的干粉灭火剂可能由用户自行准备或配置。自制干粉灭火装置的主要组成部分包括：容器，干粉灭火剂，压力装置。

3方法

这款消防装置采用现有各种表位计量箱壳体作为主要结构，并集成了自动感应式灭火装置和远程反馈式烟雾报警器，构成了一个简便而高效的火灾防护系统。以下详细介绍了该装置的结构设计以及系统开发。

3.1结构设计与原型开发

结构设计以表位计量箱壳体为主要载体，这种箱体结构通常具有坚固耐用、防护性强的特点，适合用于容纳消防系统的组件。内置远程反馈式烟雾报警器，装置内部集成了高灵敏的烟雾感应器，能够迅速察觉到火灾产生的烟雾。该干粉灭火系统，无需设置消防排水系统, 对其他专业设置亦无特殊要求与影响，从设计，安装上来看，是可行的[8]。

火灾预警系统一旦探测到火灾迹象，即刻启动报警器，通过声光信号提醒周围人员有火灾危险。装置配备了能够实时传输信息的通信模块，将火灾位置信息迅速发送至预设的工作人员手机，

从而实现了无线火灾报警和定位，大大降低救援难度[9]。自动灭火系统内有自动感应式灭火装置，针对计量箱内的电气组件，当火灾发生时，灭火装置自动启动，采用灭火剂进行扑灭，有效控制火势蔓延，保护计量箱内的设备。灭火装置的设计应考虑使用对人体无害的灭火剂，由于干粉的应用范围越来越广泛，而人们对其认识却非常有限，尤其是在有人员活动或电子产品的防护场所，担心其对人体健康或电子设备产生不良影响[10]。该装置确保在灭火的同时不对周围环境和人员造成不良影响。

3.2安全性和环境适应性评估

在计量箱自动灭火报警定位装置设计中，安全性和环境适应性评估至关重要。首先，电器安全性需仔细评估，确保与计量箱内电气组件之间存在有效电气隔离。对烟雾报警器进行人体安全评估，确保警报不会产生不良影响。远程通信系统采用加密协议以保障数据传输安全。环境适应性测试验证设备在各种温湿度条件下的性能和稳定性，确保其在实际应用中安全可靠。这些评估方法将有助于确保装置在多样化条件下正常工作，提高其实际应用可行性。

4实验

通过系统仿真和实际场景测试，验证了该装置的可行性和有效性。实验结果表明，在模拟计量箱火灾的情境下，该装置能够迅速响应、自动灭火，并准确地反馈火灾位置，为实际应用奠定了坚实的基础。

4.1实验设计

设计实验以验证远程反馈烟雾报警器和自动感应式灭火装置性能。在模拟计量箱中设置电气组件和火源模型，触发火灾条件。测试自动感应式灭火装置启动时间和效果，确保烟雾报警器感应到火灾并测试其响应时间和准确性。配置远程通信系统，模拟火灾情况，验证报警器是否能及时发送位置信息至工作人员手机。通过实验证明系统协同工作，提供及时的警报和灭火保护，评估可行性和实用性。

4.2结果分析

烟雾报警器性能分析，分析烟雾报警器的灵敏度，确保在火灾初期能够迅速、准确地检测到烟雾。自动感应式灭火装置性能分析，分析自动感应式灭火装置的启动时间，确保在火灾初期能够及时响应，评估灭火效果，包括对不同类型火源的扑灭效果。实地模拟测试分析，分析在真实计量箱中的实地模拟测试结果，评估系统在实际使用环境中的可行性和效果。

结论

本研究设计并实现了一款创新的计量箱自动灭火报警定位装置，通过自制干粉灭火装置和远程反馈式烟雾报警器的有机融合，成功解决了传统消防手段在计量箱工作环境下的一系列问题。该装置在提高灭火效率、降低触电风险、即时报警和精准定位等方面具有显著的优势，为计量箱火灾的防范和应急处理提供了一种先进而可靠的解决方案。未来的工作将进一步完善该装置的技术细节，并推动其在实际工程中的广泛应用，以提升电力系统的整体安全性。

参考文献

[1]李亚斌.变电站自动灭火系统研究[J].自动化应用,2020(06):86-87+90. 2020.06.031.

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[4]贾武军,李英.消防电气控制装置设计[J].科技创新与应用,2023,13(23):120-123. 2023.23.028.

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[9]方建博,张福文,刘旭等.基于火灾报警和被困人员定位功能的消防系统设计[J].无线互联科技,2018,15(11):72-73.

[10]贾雷,于瑶,潘靖等.基于超细干粉灭火剂性能的研究[J].化学工程与装备,2019(10):29-31. 2019.10.009.