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VIGO 3~5μm碲镉汞探测器应用于高压输电山林防火预警

导读: 森林火灾往往具有突发性的特点,这就需要森林扑火工作应该具备快速反应的能力,争取把森林火灾扑灭在萌芽状态,所以快速、准确、成熟的森林防火预警系统必不可少。

当前背景

国内密集的高压输电线网保障了千家万户的供电,然而绝大部分线路需要穿过林区,而森林火灾对高压输电线路构成重大威胁,因此,高压输电线路也是林业部门实施森林火灾扑救时需要考虑的重要因素之一。森林火灾往往具有突发性的特点,这就需要森林扑火工作应该具备快速反应的能力,争取把森林火灾扑灭在萌芽状态,所以快速、准确、成熟的森林防火预警系统必不可少。

关键要素

山林防火预警装置需要具备以下五点要素:

1、传感输电线路附近半径5公里的立体空间范围内的火源热辐射值以及火源的坐标,进行相应存储,并将测量结果通过通信网络传输到状态监测代理或状态监测主站;

2、具备自动采集功能,按设定时间间隔自动采集火源热辐射值以及火源的坐标,最大采集间隔应不大于5分钟;在监测到超过设定热幅值阀值时,具备报警的功能;

3、具备数据合理性检查分析功能,对采集数据进行预处理,自动识别并剔除干扰数据,应能循环存储至少30天的火源热辐射值以及火源的坐标数据。

4、输出的火源热辐射值和火源的坐标数据以及通信接口和应用层数据传输,需要符合《南方电网输电线路状态监测系统通信规约》。

5、装置为近红外、中红外、可见光扫描三合一式装置,装置的红外探测器应能准确识别光谱范围3~5μm的林火红外辐射。

红外探测器作为该装置的接受信号端,其性能参数直接决定了整套设备的实地效果,波兰VIGO针对此应用,于16年9月召开并邀请深圳市唯锐科技有限公司参与了对应项目的研讨大会,唯锐科技总经理张观凤先生对智能电网监管的探测需求做出了详细的介绍,经过讨论与会人员一致认为3-5μm碲镉汞探测器可完美实现各项参数要求,碲镉汞探测器采用多级半导体制冷,响应频率大于1.00E+06Hz,光谱范围覆盖3-5μm,截止波长大于4.7μm,光敏芯片受到红外辐射时电导率会发生变化,在施加一定偏置电流的条件下,其输出的电信号会随红外辐射强度的变化而改变,能够实现对火焰辐射的红外线快速、精准的实施探测。

应用环境

由于该装置需要在狂风、暴雨、冰冻等恶劣自然环境及强电磁环境中运行,其工作稳定性、可靠性不应受到明显影响,需要适用的环境条件如下:

最高环境温度:    +70oC;

最低环境温度:    -30oC;

环境相对湿度:  5%~95%(20℃)

海拔:          0~3000m;

覆冰厚度:           20mm;

大气压力范围:55kPa~110kPa;

基于该应用条件范围下,整套设备要能够全天候(包括雾霾天气)不分昼夜的24小时工作,需在不超过5分钟的时间内即可完成对线路附近半径5公里区域内出现的突发山火(明火或是暗火)进行自动搜索、自动发现和自动定位。

信号处理

Vigo探测器输出的火源信号经通信接口接到山火监测管理分析后台软件,可显示线路附近360度高清晰度的全景电子地形图,结合山火监测数据可实现将山火发生的具体位置在全景电子地形图上准确的标示出来,并可任意设置或圈定需要监测的区域或是不需要监测的区域。同时具有声光报警提示和短信提示等多种预警方式,当线路发生山火时,系统应自动将监测到的山火发生时间、地点等相关信息发送不受人数限制的特定人群。

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