基于神经网络的智能电气火灾预警系统设计（田树人）

来源于：河北省高校水利自动化与信息化应用技术研发中心

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 随着社会经济的发展和人口的增加，高层民用建筑已成为城市居住和办公的主流，因而电力电子设备和用电负荷也大大增加，由电气故障引发的火灾事故也随之剧增。根据公安部消防局的统计，2013 年全国共发生电气火灾11，3 万起，造成703 人死亡、515 人受伤，直接财产损失达18. 5 亿元。08 50045一1995(2005 年版)e高层民用建筑设计防火规范分9. 5. 1条文中明确规定：“高层建筑内火灾危险性大.人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统”. 目前，火灾探测器中大多采用阈值比较法，也是传统的处理方式，具有简单明了、易亍实现等特点，但环境适应性和抗干扰能力较差。人们对火灾预警系统的最大期望是能够早期发现火灾，消除误报，所以有必要将电气火灾的几个因素综合考虑，从而得到比较精确的预警信息，有效降低由于误报带来的损失。

 1 电气火灾原因

    引起电气火灾的原因很多，如线路短路、过电流、接地故障、绝缘老化、电热设备引燃可燃物等，但最终的原因是线路短路，而短路火灾中90光是由于渐变故障引起的短路。这类电气火灾一般是由非正常的漏电流所引发的隐蔽性故障，所以须有专门的剩余电流检测装置进行检测，另外还需监控过电流、电气线路的电流电压。电气线路的温度等参数，以便随时掌握电气线路或电气设备的火灾危险和异常状态，及时发现并消除电气线路的火灾隐患，防患于未然，保护国家和人民生命财产安全。

2 电气火灾预警系统结构

    电气火灾预警系统主要是根据检测输电线路及用电设备的漏电流、工作电流，电气线路的电流电压，巳升等参数的实时数据，由现场监控器利用神经网络对这些数据进行处理、分析。判定结果发现异常情况时，及时发出预警信号，以预防电气火灾的发生。系统的硬件系统j结构由上位机，集中控制器，现场数据监控器，传感器等构成。上位机采用带触摸屏的嵌入式工控机，人机界面使用KINGVIEW 6. 53 组态软件，上位机和集中控制器(CAN 智能节点)之间采用CAN 总线技术互联，承担着数据转发任务。即收集各CAN 节点的数据发送给上位机，同时把上位机的命令和数据传输到各个节点。一台集中控制器可以同时监控128 台现场数据监控器，现场数据监控器采用了STC系列的单片饥12C5410AD fg.52 .它能独立工作.

 集中控制器的主要功能是可以进行键盘输入、现场数据的处理、与上位机之间的数据交换、实时显示被检测线路的各种运行状态及参数、记录被检测线路运行状态的变化、故障特征、故障地址.时间等。漏电流互感器、电流互感器、电压传感器、温度传感器分别检测输电线路回路的漏电流、三相工作电流、电气线路的电压和温度，并将检测信号传送给现场数据监测器. 现场数据监测器主要功能是对输电线路的漏电流，三相工作电流。电压、温度等数据进行有效监控、分析和处理，并将实时数据上传至集中控制器.