告警装置以及绞合型热电偶线传感器的制作方法

1.本发明涉及起火点检测，具体地说，涉及告警装置以及绞合型热电偶线传感器。


背景技术：

2.通信机房中，使用了大量电力电缆，这些电力电缆可能因短路等原因引发起火燃烧，也可能因外部机柜设备起火波及而起火燃烧；如果起火电力电缆连接了蓄电池或电容等化学能量源，且火焰恰好波及这类化学能量源，极有可能导致爆炸，造成严重事故。因此，检测通信机房电力电缆起火燃烧点并实现告警和处置，具有重大现实意义，但电力电缆起火燃烧点具随机性，这给火灾检测带来较大的难度。
3.目前通信机房一旦发生电力电缆起火燃烧，只能依赖机房消防系统进行探测、告警和灭火，如果在机房灭火系统动作后电气短路点仍未切除，极有可能引发二次火灾甚至爆炸事故，因此发明一种通信机房电力电缆专用的火灾检测及告警实现方法与装置已迫在眉睫。
4.由此，如何优化温度传感器，以对通信机房电力电缆起火燃烧进行检测和告警，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
5.需要说明的是，上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供告警装置以及绞合型热电偶线传感器，克服了现有技术的困难，优化温度传感器，以对通信机房电力电缆起火燃烧进行检测和告警。
7.本发明的实施例提供一种绞合型热电偶线传感器，包括：
8.正极导线，包括包覆有第一绝缘层的正极第一段导线以及未被所述第一绝缘层包覆的正极第二段导线；
9.负极导线，包括包覆有第二绝缘层的负极第一段导线以及未被所述第二绝缘层包覆的负极第二段导线，
10.其中，所述正极第一段导线与负极第一段导线绞合形成绞合段，所述正极第二段导线与负极第二段导线绞合形成固定测温工作端。
11.在本发明的一些实施例中，所述绞合段的第一绝缘层和第二绝缘层经加热融化后，所述正极导线与所述负极导线相接触，形成中间测温工作端。
12.在本发明的一些实施例中，所述正极第一段导线与负极第一段导线绞合后，经由焊接形成所述固定测温工作端。
13.在本发明的一些实施例中，所述绞合型热电偶线传感器还包括：包覆所述正极导线和所述负极导线的保护套。
14.在本发明的一些实施例中，所述保护套、所述第一绝缘层以及所述第二绝缘层为
聚乙烯材料。
15.在本发明的一些实施例中，所述绞合段的绞合绞距大于等于10毫米且小于等于20毫米。
16.在本发明的一些实施例中，所述正极导线和所述负极导线的截面直径大于等于0.5毫米。
17.根据本发明的又一方面，还提供一种告警装置，包括：
18.如上所述的绞合型热电偶线传感器，所述绞合型热电偶线传感器包括仪表连接端；
19.温度变送器，所述温度变送器的输入端与所述绞合型热电偶线传感器的仪表连接端连接；
20.告警模块，与所述温度变送器的输出端连接，配置成，当所述温度变送器传输的所述绞合型热电偶线传感器所感测的温度大于设定阈值时，进行温度告警。
21.在本发明的一些实施例中，所述告警模块包括：控制电路、电源、以及告警信号发生模块，所述控制电路连接至所述温度变送器的输出端，当所述控制电路接收到的温度信号大于设定阈值时，控制所述告警信号发生模块与所述电源联通，以生成告警信号。
22.在本发明的一些实施例中，所述告警装置用于通信机房，所述绞合型热电偶线传感器沿待检测电力电缆紧贴铺设。
23.相比现有技术，本发明的目的在于：优化温度传感器，以对通信机房电力电缆起火燃烧进行检测和告警。
附图说明
24.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
25.图1是本发明的绞合型热电偶线传感器的一种实施例的示意图。
26.图2是本发明的绞合型热电偶线传感器形成中间测温工作端的一种实施例的示意图。
27.图3是本发明的告警装置的一种实施例的模块示意图。
具体实施方式
28.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
29.目前检测温度常用的传感器，首推热电偶，但热电偶依靠将其双金属正负极两根导线在其末端焊接在一起形成一个工作端(测温探头或称热端)，只能检测到焊接点位置的温度，无法对电力电缆进行全线温度检测。以这样的温度检测装置去检测整条电缆沿线温度，需要密集布放上百、上千甚至更多的热电偶，而且布放的热电偶越多，需增加的多路温度变送器越多，不但成本高，而且还引发工程安装及监控建设等其他难题；但如果布放热电偶密集度不够，电缆上某些点将不能纳入检测范围导致遗漏起火燃烧点，因此该技术方案
不具备操作性。
30.目前能用于电力电缆起火检测的传感器，较常用的是基于热电偶的测温电缆，即寻热式热电偶，这种测温电缆可以探测其沿线最高温度，能用于检测通信机房电缆的起火燃烧。但目前该类测温电缆价格昂贵，国产主流品牌的价格在500元～3000元/米左右，进口主流品牌的价格在2000元～8000元/米左右。基于建设成本考虑，该技术方案目前无法普遍应用至通信机房领域。另一方面，这种热电偶测温电缆，因其依赖于热敏材料形成临时测温工作端，当通信机房电力电缆是因其他设备火灾导致起火时，热电偶测温电缆在起火点处瞬间起火且温度出现阶跃跳变，且其热敏材料因工作温度区间限制而失效，最终出现无法检测电力电缆起火燃烧的情况。基于可靠性角度考虑，该技术方案也不太适合应用于通信机房起火燃烧的检测和告警。
31.为此，如何提供一种能检测起火燃烧的、低制造难度、低应用成本且可靠的线型传感器，确保该技术方案能大量应用至通信机房电力电缆起火燃烧的检测及告警中，是本技术亟待解决的技术问题。目前通信机房采用通用型机房消防系统对所有起火燃烧事件进行告警，一方面触发告警的因素很多(比如空调起火、灯具起火等)，无法确认起火与蓄电池电力电缆是否有关，不能做出是否需要切断蓄电池电源的判断；另一方面，传统烟温感报警器误触发概率比较大，经常需要派人到现场做二次确认，不能及时对蓄电池电力电缆是否起火做出判断，因此也无法借助通用型机房消防系统指挥切断蓄电池电源。
32.为准确检测通信机房电力电缆起火燃烧事件，可采用密集布放热电偶的技术解决方案，但密集布放的量不可能无限多，导致可能出现检测盲点。为准确检测通信机房电力电缆起火燃烧，也可采用现有的基于热电偶的测温电缆或基于光纤温敏特性的测温光纤，但这些技术方案应用成本太高，而且检测通信机房起火燃烧的可靠性不足。因此，结合申请提供的绞合型热电偶线传感器和告警装置能够对蓄电池电力电缆起火燃烧事件进行实时告警，为及时掐断电气短路点等危险源头提供可能。
33.根据热电偶测温原理，将热电偶正负极导线焊接在一起，以焊接点为工作端(热端或称测温探头)即可测温；而将金属裸露的热电偶正负极导线绞合在一起，以绞合接触点为工作端也可以测温。其中，前者以焊接点为工作端，其测温精度较高，是普通热电偶采用的标准模式；后者，以绞合接触点为工作端，其测温精度有所降低，但对比前者其测温精度下降幅度一般不超过
±
5℃，不影响蓄电池电力电缆起火探测所需要的精度要求。因此，基于以上原理，本技术提供一种绞合型热电偶线传感器。
34.图1是本发明的绞合型热电偶线传感器的一种实施例的示意图。图2是本发明的绞合型热电偶线传感器形成中间测温工作端的一种实施例的示意图。
35.本技术提供的绞合型热电偶线传感器100包括正极导线110以及负极导线120。正极导线110包括包覆有第一绝缘层141的正极第一段导线111以及未被所述第一绝缘层141包覆的正极第二段导线112。负极导线120包括包覆有第二绝缘层142的负极第一段导线121以及未被所述第二绝缘层142包覆的负极第二段导线122。其中，所述正极第一段导线111与负极第一段导线121绞合形成绞合段131，所述正极第二段导线112与负极第二段导线122绞合形成固定测温工作端132(h)。优选地，所述正极第一段导线111与负极第一段导线121绞合后，经由焊接形成所述固定测温工作端132。优选地，所述绞合段131的绞合绞距s大于等于10毫米且小于等于20毫米。优选地，所述正极导线110和所述负极导线120的截面直径大
于等于0.5毫米。所述绞合段131的第一绝缘层141和第二绝缘层142经加热融化后，所述正极导线110与所述负极导线120相接触，形成中间测温工作端(h
新
)。所述绞合型热电偶线传感器还可以包括包覆所述正极导线110和所述负极导线120的保护套(未示出)。在一些实施例中，所述保护套、所述第一绝缘层141以及所述第二绝缘层142为聚乙烯材料。
36.由此，本技术可以将该绞合型热电偶线传感器100紧贴电缆底部铺设，采用普通电工轧带捆绑，即可实现对通信机房电力电缆起火事件的检测。正常情况下，该绞合型热电偶线传感器100通过固定测温工作端132检测温度，检测到的是与焊接点位置接触的电力电缆外皮的环境温度，一般在0～40℃之间。当电力电缆任意一点内部或外部出现起火燃烧时，因贴着起火处的绞合型热电偶线传感器100最外层的保护套、所述第一绝缘层141以及所述第二绝缘层142都较薄(导线线径可以为0.5mm的，其绝缘层厚度可以为在0.2mm左右)，在超过绝缘材质耐温值(起火温度)后，很快就会被烧熔、萎缩，导致绞合型热电偶线的正负极导线裸露在外，如图2。由于绞合型热电偶线的正负极导线处于绞合状态，此时其正负极导线受到绞合力影响，将自然碰触在一起，形成新的热电偶工作端h
新
。因此，这种绞合型热电偶线，正常工作状态下的工作端固定，而发生起火事件后，自动生成新的工作端h
新
，替代原有工作端h。
37.其中，为优化绞合型热电偶线传感器的正常工作，其绝缘层材质、正负极导线线径、绞合距离和固定工作端可以满足如下要求：
38.绞合型热电偶线传感器100的绝缘层材质建议采用聚乙烯。根据该绞合型热电偶线传感器100通过形成新的测温工作端以检测起火点的工作原理，要求该传感器绝缘层的耐温值较低。因此，兼顾降低制造成本，以及缩短该新型传感器形成新工作端时间两个因素，本技术可以采用耐温值为105℃的聚乙烯作为其绝缘层材料。
39.绞合型热电偶线传感器100的正负极导线线径建议不小于0.5mm。因通信机房人员进出频繁，电力电缆存在受外力干扰的可能，如该新型传感器导线线径过小，容易受外力拉扯而断裂，导致该传感器处于异常工作状态，进而可能引发后端装置发出误告警。因此，本技术的正负极导线线径可以不小于0.5mm。
40.绞合型热电偶线传感器100的绞合绞距可以大于等于10mm,且小于等于20mm。一般来说，绞距越小时，绞合型热电偶线的两根导线间的绞合压力越大，在起火时越容易形成正负极碰触点，更有利于快速探测到电缆起火点。但绞距需考虑正负极两根导线的直径和外皮材质的可弯曲范围。绞距过小对热电偶导线绝缘损害较大，容易导致热电偶导线绝缘层破裂，进而造成误告警。因此，本技术中绞合型热电偶线的绞距可以大于等于10mm。另一方面，绞合型热电偶线绞距也不宜过大，因绞距过大会导致其正负极导线间的绞合力过小，这将导致热电偶电缆受外部火烤烧焦时自然形成的正负极碰触点不牢靠，降低告警的可靠性。通过实验测试表明，当绞距大于20mm时，起火燃烧后形成新测温工作端的时间逐步延长到分钟级，不利于及时产生告警。因此，本技术的绞合型热电偶线的最大绞距可以小于等于20mm。
41.绞合型热电偶线传感器100的固定工作端应先绞合再焊接。为避免原有工作端因焊接点松脱导致绞合型热电偶线传感器处于异常工作状态，无法检测到正常温度值，本技术的绞合型热电偶线传感器100的固定工作端，可以先将靠近固定工作端的正负极导线进行绞合后再做焊接处理，提高工作端接触牢固性。
42.图3是本发明的告警装置的一种实施例的模块示意图。告警装置200包括绞合型热电偶线传感器210、温度变送器220以及告警模块230。绞合型热电偶线传感器210的结构如上所述，所述绞合型热电偶线传感器210包括仪表连接端。温度变送器220的输入端与所述绞合型热电偶线传感器210的仪表连接端连接。告警模块230与所述温度变送器220的输出端连接。告警模块230配置成当所述温度变送器220传输的所述绞合型热电偶线传感器210所感测的温度大于设定阈值时，进行温度告警。在本技术各实施例中，上述的“连接”可以指有线连接和无线连接，从而实现电连接、通信连接等。进一步地，所述告警模块230可以包括控制电路、电源、以及告警信号发生模块。所述控制电路连接至所述温度变送器220的输出端，当所述控制电路接收到的温度信号大于设定阈值时，控制所述告警信号发生模块与所述电源联通，以生成告警信号。
43.具体而言，告警装置200可以用于为实现通信机房电力电缆起火燃烧的检测及告警。正常情况下，紧贴通信机房电力电缆的绞合型热电偶线传感器210，通过原有固定的工作端(工作端或热端)，测得介于0～40℃之间的温度值；出现起火燃烧时，该传感器通过形成的新工作端，测得火焰温度远大于100℃。从正常工作状态，到起火燃烧工作状态，该传感器测得的温度值发生跳变，而与传感器连接的温度变送器220输出值也发生跳变。
44.在一些具体实施例中，为确保不遗漏任何起火事故，可以认为传感器检测到温度值超过100℃时，确认电力电缆出现起火燃烧事故，因此100℃对应的温度变送器220输出值，则作为后端告警装置的告警触发值。当温度变送器220输出值超过该告警触发值时，将触发后端告警模块动作，此时告警模块230中原本常开的干接点闭合，告警铃、告警灯或其他告警设备通电了，发出现场告警，或通过动环的fsu(field supervision unit，端站数据采集器)模块，生成告警信号，上传通信动力环境监测系统，发出远程告警，实现对通信机房电力电缆起火燃烧的告警。告警模块架构可以如图3所示。
45.图3仅仅是示意性的分别示出本发明提供的告警装置200，在不违背本发明构思的前提下，模块的拆分、合并、增加都在本发明的保护范围之内。本发明提供的告警装置200可以由软件、硬件、固件、插件及他们之间的任意组合来实现，本发明并非以此为限。
46.本技术中：
47.通过绞合型热电偶线传感器的制造工艺特殊，借助起火点火焰外力，结合绞合热电偶正负极双金属导线以形成的绞合压力，将绞合正负极金属导线绞距控制在10～20mm之间，并将其正负极双金属导线的裸露末端进行先绞合再焊接，确保在燃烧消除导线绝缘层后形成新的双金属接触点(工作端)、实现对新形成接触点位置进行温度检测的一种新型工艺方法。这种特殊制造工艺确保实现了以下效果：一方面，电力电缆内部或外部没有起火时，即使正负极双金属导线原有末端焊接点脱落，借助其先绞合再焊接形成的末端绞合接触点，也能获得一个基准温度值，能确认传感器是否处于正常工作状态；另一方面，电力电缆发生内部或外部起火时，借助火焰外力，正负极双金属导线能触碰在一起，自动形成新的工作端，确保实时探测到起火点温度。
48.通过绞合型热电偶线传感器对电缆起火燃烧进行检测，平时绞合的双金属导线因绝缘层的存在不碰触(无法形成工作端)、被火烧毁绝缘层后才受绞合力作用碰触在一起(形成临时性工作端)、实现全线随机测温目标的新型测温方法。绞合型热电偶线传感器沿着待检测电力电缆紧贴铺设，当电力电缆某点内部或外部发生火灾时，只要火焰大到能将
紧贴电缆的新型传感器绝缘层(包括其正负极双金属导线绝缘层及最外层绝缘层)快速烧熔、萎缩。这样原本因绞合而交缠的正负极双金属导线瞬间触碰在一起，形成新的临时性工作端，能实时、准确探测到电力电缆起火燃烧点的温度，实现对电力电缆起火燃烧的告警。
49.结合绞合型热电偶线传感器、温度变送器和告警模块，组成一个通信机房电力电缆起火检测和告警装置，借助绞合型热电偶线全线火灾检测能力，并通过设置合理的告警阀值，实现对通信机房电力电缆起火燃烧事件的检测和告警。
50.由此，本技术具有如下优势：
51.绞合型热电偶线的生产和应用成本较低，适合大量应用于通信机房电力电缆火灾检测和告警；绞合型热电偶线能成为通信机房电力电缆起火燃烧的专用型检测传感器，其检测范围和检测精度均能达到该应用场景的要求，能准确检测到全线电力电缆是否发生起火燃烧事件；基于绞合型热电偶线的通信机房电力电缆告警装置，其告警可靠性高，告警实时性强，能准确、实时识别电力电缆起火燃烧事件，并发出告警。
52.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。