防火电气控制柜的制作方法

本实用新型涉及电气自动化领域，尤其涉及防火电气控制柜。

背景技术：

电气控制柜，广泛应用于化工行业、环保行业、冶金系统、电力行业、消防安全监控、交通行业等领域的电力系统中，为电力系统中的各电力设备提供工作用电。

电气控制柜在工作工程中保持密闭状态，电气控制柜内部设置有开关、继电器等多种电器元件，这些电器元件在工作时会产生较多热量，因此，电气控制柜长时间工作时，会导致电气控制柜柜体内部温度升高，带来火灾隐患，从而带来不可估量的损失。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种防火电气控制柜。

根据本实用新型的一个方面，提供一种防火电气控制柜，包括：柜体；火情监测装置，设置在柜体的内部，在确定柜体的内部发生火情时输出监测信号；控制单元，在接收到火情监测装置输出的监测信号时，根据监测信号选择性地输出灭火控制信号和/或警报控制信号；自动灭火装置，与控制单元相连接，在接收灭火控制信号后启动灭火。

在一个实施例中，火情监测装置包括：红外图像监测装置，在探测到火情图像时，向控制单元输出火情图像监测信号；控制单元接收到火情图像监测信号后向自动灭火装置输出灭火控制信号以启动灭火。

在一个实施例中，火情监测装置包括监测柜体内不同区域的多个红外图像监测装置，红外图像监测装置输出的火情图像监测信号包含起火点位置信息。

在一个实施例中，自动灭火装置包括灭火喷射口，控制单元根据包含起火点位置信息的火情图像监测信号控制自动灭火装置调整灭火喷射口的转向，或选择距离起火点位置最近的自动灭火装置，朝向起火点位置进行灭火。

在一个实施例中，火情监测装置还包括温度监测装置或烟雾监测装置，在柜体的内部温度达到预设温度阈值时，温度监测装置向控制单元输出温度监测信号，所述控制单元接收到所述温度监测信号后输出所述警报控制信号；或者，在所述柜体的内部出现的烟雾达到预设烟雾浓度阈值时，所述烟雾监测装置向所述控制单元输出烟雾监测信号，所述控制单元接收到所述烟雾监测信号后输出所述警报控制信号。

在一个实施例中，火情监测装置包括温度监测装置和烟雾监测装置，在所述柜体的内部温度达到预设温度阈值时，所述温度监测装置向所述控制单元输出温度监测信号，所述控制单元接收到所述温度监测信号后输出所述警报控制信号；并且，在所述柜体的内部出现的烟雾达到预设烟雾浓度阈值时，所述烟雾监测装置向所述控制单元输出烟雾监测信号，所述控制单元接收到所述烟雾监测信号后输出所述灭火控制信号。

在一个实施例中，火情监测装置包括红外图像监测装置、温度监测装置以及烟雾监测装置，红外图像监测装置在探测到火情图像时向控制单元输出火情图像监测信号，控制单元接收到火情图像监测信号后向自动灭火装置输出灭火控制信号以启动灭火；温度监测装置在检测到柜体的内部温度达到预设温度阈值时向控制单元输出温度监测信号，控制单元接收到温度监测信号后输出警报控制信号；以及烟雾监测装置在探测到出现的烟雾达到预设烟雾浓度阈值时向控制单元输出烟雾监测信号，控制单元接收到烟雾监测信号后输出警报控制信号。

在一个实施例中，控制单元将所述警报控制信号发送至用户终端或设置在所述柜体外的警示装置。

在一个实施例中，柜体的内部表面具有隔热阻燃材料层。

在一个实施例中，柜体外表面设置有对所述防火电气控制柜进行供电控制的控制面板；控制单元在接收到监测信号后，将断电控制信号发送至控制面板。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以具有以下有益效果：

本实用新型的防火电气控制柜通过火情监测装置和控制单元，在电气控制柜内部发生火情时，能够及时发出警报控制信号或自动开启灭火装置进行灭火，确保电气控制柜的使用安全，进而确保电气控制柜控制的电气系统的安全。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，其中：

图1示出了根据本实用新型的示例性实施例的防火电气控制柜的模块示意图；和

图2示出了根据本实用新型的示例性实施例的防火电气控制柜的立体图。

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本实用新型的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本实用新型，而并非以任何方式限制本实用新型的范围。

本实用新型中的电气控制柜，是指按电气接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备等多种电器元件和电线电路组装在封闭或半封闭金属柜中的配电装置。电气控制柜例如包含各类工业控制柜、控制箱、配电箱以及配电柜等，本实用新型的电气控制柜并不局限于电气控制柜名称本身。

图1示出了根据本实用新型的示例性实施例的防火电气控制柜的模块示意图。图2示出了根据本实用新型的示例性实施例的防火电气控制柜的立体图。

如图1和图2所示，根据本实用新型的示例性实施例，提供一种防火电气控制柜，防火电气控制柜包括：柜体100、火情监测装置101、控制单元102和自动灭火装置103。

柜体100可以由金属材质或者其他稳定性好的材质制成，柜体100前部设置有柜体门，柜体门可以是单开门或者对开门，便于对柜体100内部容置的电器元件和电线电路进行维修检查。

火情监测装置101设置在柜体100内部，在确定柜体100内部发生火情时输出监测信号。本文所指“发生火情”可以包括：柜体100的内部出现火情图像(例如火苗)、柜体100的内部温度达到预设温度阈值、和/或柜体100的内部出现的烟雾达到预设烟雾浓度阈值等。

火情监测装置101可以包括用于在探测到火情图像(例如火苗)时向控制单元102发送火情图像监测信号m1的红外图像监测装置1001、用于在柜体100的内部温度达到预设温度阈值时向控制单元102发送温度监测信号m2的温度监测装置1002、和/或用于在探测到柜体100的内部出现的烟雾达到预设烟雾浓度阈值时向控制单元102发送烟雾监测信号m3的烟雾监测装置1003。可以理解的，火情图像监测信号m1、温度监测信号m2、烟雾监测信号m3等为不同类别的监测信号，可以统称为监测信号。

控制单元102在接收到火情监测装置101输出的监测信号时，根据所述监测信号选择性地输出灭火控制信号c1和/或警报控制信号。控制单元102可以是输入输出控制板(i/oboard)，与火情监测装置101电连接或通讯连接。

在柜体100内设置红外图像监测装置1001和温度监测装置1002或设置红外图像监测装置1001和烟雾监测装置1003的情况下，控制单元102可以设置成：接收到火情图像监测信号m1后向自动灭火装置103输出灭火控制信号c1以启动灭火，接收到温度监测信号m2或烟雾监测信号m3后输出警报控制信号(例如输出第一警报控制信号c2至用户终端104和/或输出第二警报控制信号c4至警示装置106)。可以理解的，第一警报控制信号c2和第二警报控制信号c4可以统称为警报控制信号。

在柜体100内设置温度监测装置1002和烟雾监测装置1003的情况下，控制单元102可以设置成：在接收到温度监测信号m2后输出警报控制信号，并且，在接收到烟雾监测信号m3后输出灭火控制信号以启动灭火。

在柜体100内设置红外图像监测装置1001、温度监测装置1002和烟雾监测装置1003的情况下，控制单元102可以设置成：在接收到火情图像监测信号m1后向自动灭火装置103输出灭火控制信号c1以启动灭火，并且在接收到温度监测信号m2和烟雾监测信号m3至少其中之一后均输出警报控制信号。

在本实用新型的实施例中，控制单元102设置在柜体100的内部。在可选实施例中，控制单元102也可以设置在柜子100外部其他位置的弱电配电箱中或者与后文描述的设置在柜体100外表面的控制面板集成为一体。

自动灭火装置103与控制单元102相连接，在接收控制单元102发送的灭火控制信号c1后启动灭火。

自动灭火装置103可以整体设置在柜体100的内部，也可以部分设置在柜体100的内部。自动灭火装置103可以包括灭火器、与灭火器相连接的连接管、控制灭火器的电磁阀以及灭火喷射口等(图未示)。

在本实用新型的实施例中，自动灭火装置103包括的灭火器可以是一个，也可以是多个，设置于柜体100的内部或者设置在柜体100的外部。根据电气控制柜的类型，灭火器可以为干粉灭火器、泡沫灭火器、二氧化碳灭火器、卤代烷灭火器等。当灭火器设置在柜体100的外部时，可以通过连接管与柜体100的内部连通，控制灭火器的电磁阀以及灭火器的灭火喷射口设置在柜体100内部。电磁阀在控制单元102的控制下，控制灭火器的灭火喷射口的开闭。

在一个实施例中，火情监测装置101包括红外图像监测装置1001，红外图像监测装置1001通过红外辐射探测到火情图像(例如火苗)时，向控制单元102输出火情图像监测信号m1。控制单元102接收到火情图像监测信号m1后向自动灭火装置103输出灭火控制信号c1以启动灭火。此时，控制单元102可以进一步设置成同时向用户终端104发送第一警报控制信号c2，以告知远程用户电气控制柜发生火灾。

红外图像监测装置1001可以是采用热电型或光电探测器作为检测元件，响应时间短、测量精度高和稳定性好。红外图像监测装置1001可以选用锑化铟探测器、碲镉汞探测器、硫化铅探测器等。红外图像监测装置1001可以是设置在柜体100内部的顶壁上或者侧壁的上部，以便从上方对火情进行探测，避免安全隐患。

虽然图2中仅显示一个红外图像监测装置1001，但在一些其他实施例中，火情监测装置101可以包括监测柜体100内不同区域的多个红外图像监测装置1001，由此火情监测装置101发出的火情图像监测信号m1包含起火点位置信息。

可以理解地，为了更好地进行火情探测，柜体100内可以设置多个红外图像监测装置1001，多个红外图像监测装置1001可以是设置在柜体100内部的顶壁上或者侧壁的上部。根据红外图像监测装置1001监测的结果(例如上部的红外图像监测装置发现火苗图像)，即可确定起火点位置(例如起火点位于柜体100内的上部)。红外图像监测装置1001将包含起火点位置信息的火情图像监测信号m1发送给控制单元102，以便控制单元102根据包含起火点位置信息的火情图像监测信号m1控制自动灭火装置103调整其灭火喷射口的转向，使喷射方向朝向起火点位置，对火情的控制更加有效。

还可以理解地，在柜体100内设置有多个自动灭火器时，控制单元102根据包含起火点位置信息的火情图像监测信号m1，控制距离起火点位置最近的一个或多个自动灭火器进行喷射灭火。

在上述实施例中，火情监测装置101还包括温度监测装置1002，在柜体100的内部温度达到预设温度阈值时，向控制单元102输出温度监测信号m2。

温度监测装置1002可以采用数字式或者微电子式温度传感器，测量精度高、绝缘性能好、耐高温、抗电子元件的电磁场干扰，能够及时发现隐患。温度监测装置1002可以是设置在柜体100内部的顶壁上或者侧壁的上部，整体全面地掌握柜体100内部的温度情况，或设置在发热量大的电气元件附近。“柜体100的内部温度”可以是柜体100内的整体温度，也可以是柜体内某电气元件附近的温度。预设温度阈值可以是根据电气控制柜的尺寸、配置以及电气控制柜所容纳的电气元件的不同，由用户自行设置。例如，预设温度阈值可以是30度至60度，在柜体100的内部温度达到预设温度阈值时，向控制单元102输出温度监测信号m2。控制单元102在接收到温度监测装置1002输出的温度监测信号m2时输出警报控制信号(例如输出第一警报控制信号c2至用户终端104或输出第二警报控制信号c4至警示装置106)，提示用户柜体100内的电气元件可能存在异常，进行处理(例如手动断电或前往现场勘测)。

在上述实施例中，温度监测装置1002可以替换为烟雾监测装置1003，其在探测到柜体100的内部出现的烟雾达到预设烟雾浓度阈值时，向控制单元102发送烟雾监测信号m3。控制单元102在接收到烟雾监测装置1003输出的烟雾监测信号m3时输出警报控制信号(例如输出第一警报控制信号c2至用户终端或输出第二警报控制信号c4至警示装置106)，提示用户柜体100内的电气元件可能存在异常，需尽快进行处理(例如手动断电或前往现场勘测)。

烟雾监测装置1003可以是烟雾探测器，通过监测烟雾的浓度来发现火情。烟雾探测器可以采用离子式烟雾传感器，感应精度高、绝缘性能好、耐高温、性能优。预设烟雾浓度阈值例如是5％obs/m。烟雾监测装置1003可以是设置在柜体100内部的顶壁上或者侧壁的上部，可以更加快速准确地检测到柜体100内部的烟雾浓度。

在另一实施例中，火情监测装置101包括温度监测装置1002和烟雾监测装置1003，在柜体100的内部温度达到预设温度阈值时，温度监测装置1002向控制单元102输出温度监测信号m2，控制单元102接收到温度监测信号m2后输出警报控制信号；并且，在柜体100的内部出现的烟雾达到预设烟雾浓度阈值时，烟雾监测装置1003向控制单元102输出烟雾监测信号m3，控制单元102接收到烟雾监测信号m3后输出灭火控制信号c1，以启动自动灭火装置103进行灭火。

在一个实施例中，控制单元102将警报控制信号(例如第一警报控制信号c2)发送至用户终端104。用户终端104可以是与防火电气控制柜进行通讯的移动智能电话或者用于控制电气控制柜的电脑等。控制单元102还可以是将警报控制信号(例如第二警报控制信号c4)发送至设置在柜体100外的警示装置106。

控制单元102可以包括通讯模块1021，通过有线网络或者无线网络与外界通信，在控制单元102接收到红外图像监测装置1001、温度监测装置1002和/或烟雾监测装置1003发送的监测信号后，将警报控制信号(例如第一警报控制信号c2)发送至与防火电气控制柜进行通讯的移动智能电话或用于控制电气控制柜的电脑等用户终端104，以在用户终端104上提示用户在远程监管或前往现场检查火情处理情况。

在一个实施例中，柜体100的内部表面具有隔热阻燃材料层。柜体100内部的内表面可以设置隔热阻燃材料层，防止火情的蔓延对电气控制柜所控制的电力系统等其它设备的影响。隔热阻燃材料层可以是性质稳定的铝箔层、石棉材料、纳米材料或者无机涂料层。

在一个实施例中，柜体100的外表面设置有控制面板105，控制面板105能对防火电气控制柜进行供电控制(包括通电和断电)。例如：控制单元102在接收到监测信号(例如火情图像监测信号m1、温度监测信号m2或烟雾监测信号m3)后，将断电控制信号c3发送至控制面板105，控制面板105在接收控制单元102输出的断电控制信号c3后，可以对防火电气控制柜进行断电。

在一个实施例中，柜体100内部还可以设置通风散热装置，例如，散热扇、排气阀门等，在检测到柜体100的内部温度达到预设温度阈值时，控制单元102控制开启散热装置，对柜体100内部进行散热，对火情进行辅助控制。

在一个实施例中，柜体100还可以设置警示装置106，与控制单元102电连接，设置在柜体100外部。在控制单元102控制下，警示装置106发出声音、灯光或者其组合的报警提示，使得人们及时对火情进行响应。

下面以火情监测装置101包括红外图像监测装置1001、温度监测装置1002以及烟雾监测装置1003情况为例，说明本实用新型的防火电气控制柜的工作原理：通过红外图像监测装置1001、温度监测装置1002和烟雾监测装置1003对柜体100内部进行实时监控，控制单元102根据监测信号选择性地发出警报控制信号或控制自动灭火装置103进行灭火。红外图像监测装置1001探测柜体100内部，在探测到火情图像(例如火苗)时，将包含起火点位置信息的火情监测信号m1发送给控制单元102；温度监测装置1002探测柜体100内部的温度，在温度达到预设温度阈值时，将包含柜体100内部温度信息的温度监测信号m2发送给控制单元102；烟雾监测装置1003探测柜体100内部出现烟雾的烟雾浓度时，在探测到柜体100的内部出现的烟雾达到预设烟雾浓度阈值时，将包含柜体100内部的烟雾信息(例如烟雾浓度)的烟雾监测信号m3发送给控制单元102。控制单元102在不同时刻接收不同监测信号后发出何种控制信号，可以根据监测装置的类别、灵敏度、阈值等工况进行预先设定。

通过温度监测装置1002、烟雾监测装置1003以及红外图像监测装置1001可以实现对柜体100内部进行多级别实时火情监控，例如：在一具体应用中，随着柜体100内的火情发展，温度监测装置1002、烟雾监测装置1003以及红外图像监测装置1001可以在火情发展过程中的不同阶段(例如先出现局部高温、随后烟雾、再出现明火)，各自相继发挥作用。具体地，在火情初期，由温度监测装置1002进行第一级别的监测，探测柜体100内部的温度达到预设温度阈值时，将温度监测信号m2发送给控制单元102，控制单元102根据接收到的温度监测信号m2向柜体100现场的警示装置106发出第二警报控制信号c4；随着火情的发展，由烟雾监测装置1003进行第二级别的监测，探测柜体100内部出现的烟雾达到预设烟雾浓度阈值时，将烟雾监测信号m3发送给控制单元102，控制单元102根据接收到的烟雾监测信号m3向远程的用户终端104发出第一警报控制信号c2；随着火情的进一步发展，由红外图像监测装置1001进行第三级别的监测，探测柜体100内部出现火情图像时，控制单元102向自动灭火装置103发出灭火控制信号c1。由此，实现多级别实时火情监控。在实际应用中，火情不同阶段采用何种监测装置，本实用新型并不对此进行限制，而是可以根据具体监测装置的类别、灵敏度、阈值和工况等进行顺序转换。

或者，在火情初期，温度监测装置1002在确定防火电气控制柜柜体100内温度达到预设温度阈值时，向控制单元102发送温度监测信号m2到控制单元102，控制单元102根据温度监测信号m2通过通讯模块1021将第一警报控制信号c2发送至用户终端104，以提示用户在远程监管或前往现场检查处理情况。在没有得到用户的响应时，柜体100内进一步出现烟雾，烟雾监测装置1003输出烟雾监测信号m3时，控制单元102输出第二警报控制信号c4以使警示装置106发出声音、灯光或者其组合的报警提示，使得防火电气控制柜现场附近的人们及时对火情进行响应。在仍没有得到用户的响应时，柜体100内火情进一步发展，出现火苗，红外图像监测装置1001将包含起火点位置信息的火情图像监测信号m1发送给控制单元102，以便控制单元102根据包含起火点位置信息的火情图像监测信号m1控制自动灭火装置103调整其灭火喷射口的转向，使喷射方向朝向起火点位置，或控制距离起火点位置最近的一个或多个自动灭火器打开电磁阀进行喷射灭火。

此外，红外图像监测装置1001在探测到柜体100内部出现火苗并发送火情监测信号m1到控制单元102的情况下，控制单元102还可以同时根据火情监测信号m1通过通讯模块1021，将第一警报控制信号c2发送至用户终端104，以告知远程用户电气控制柜发生火灾。

此外，控制单元102还可以同时输出断电控制信号c3至控制面板105，由控制面板105对防火电气控制柜进行断电，限制火情蔓延。

本实用新型的防火电气控制柜通过设置的火情监测装置和控制单元，在确定电气控制柜内部发生火情时，能够及时发出警报控制信号或控制自动灭火装置进行灭火，确保电气控制柜的使用安全，进而确保电气控制柜控制的电气系统的安全。

出于示例和描述的目的，已经给出了本实用新型实施的前述说明。前述说明并非是穷举性的也并非要将本实用新型限制到所实用新型的确切形式，根据上述教导还可能存在各种变形和修改，或者是可能从本实用新型的实践中得到各种变形和修改。选择和描述这些实施例是为了说明本实用新型的原理及其实际应用，以使得本领域的技术人员能够以适合于构思的特定用途来以各种实施方式和各种修改而利用本实用新型。

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