極早期熱解粒子又稱熱釋離子，可對物質(zhì)受熱且受損時釋放的熱釋離子進行探測，可提前數(shù)小時發(fā)現(xiàn)熱過載并發(fā)出預(yù)警，為排查電氣微環(huán)境熱過載贏得了寶貴時間，保證熱過載探測的靈敏性和準(zhǔn)確度，使生命和重要設(shè)施得到保護，降低了業(yè)務(wù)連續(xù)性被中斷的風(fēng)險。

一、現(xiàn)有檢測技術(shù)及痛點

機房電池柜和數(shù)據(jù)服務(wù)器，因接電池接頭或服務(wù)器接觸不良、潮濕、過負(fù)荷等引起電氣故障而停電事故；箱變變電站，因接觸不良、潮濕、過負(fù)荷等引起電氣故障而停電事故；斷路器、空氣開關(guān)等保護開關(guān)，因接觸不良、電氣節(jié)頭溫升、電纜溫升等前期電氣故障現(xiàn)象，均未能識別與保護。

測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器是通過接觸式熱傳導(dǎo)器件監(jiān)控配電柜內(nèi)頭處的溫度變化，當(dāng)接頭過多時，測溫式電氣故障監(jiān)控探測器因保護范圍單一，不全面、成本高等缺陷。

感煙探測器，應(yīng)用于已發(fā)生事故產(chǎn)生大量濃度煙霧時，發(fā)出報警，已發(fā)生故障后告警，沒有達到預(yù)警功能。

紅外測溫探測器，采用紅外熱像原理，于采集一定范圍，容易受環(huán)境溫度改變監(jiān)測精度，成本高、安裝固定不方便等缺陷。

通過人工不定時對配電系統(tǒng)，各電氣開關(guān)、保護器、電纜節(jié)頭等，不能停電場所排查隱患不全面，帶電作業(yè)危險，未能及時發(fā)現(xiàn)電氣故障隱患、人工成本高。

二、解決方案

我們經(jīng)多年精心研究，對極早期電弧，電氣故障檢測預(yù)警技術(shù)，推出全新一代熱解粒子/熱釋離子探測器，滿足各種高低壓柜配電系統(tǒng)安全運行而設(shè)計，同時運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線傳輸4G或有線485通信技術(shù)相結(jié)合，更方便組網(wǎng)，在線式24小時平臺和APP監(jiān)測，并具有派單功能，第一時間到達現(xiàn)場解決問題。

當(dāng)發(fā)生電弧、電氣故障時主要的發(fā)熱體是電纜與保護電器開關(guān)節(jié)頭，電纜聚氯乙烯(PVC) 絕緣外皮及保護電器的絕緣護套 ( ABS 材料)，溫升產(chǎn)生粒子，顧名思義就是物質(zhì)受熱時分解出的空氣中粒子，產(chǎn)品采用ASD極早期高靈敏度復(fù)合型傳感器檢測粒子技術(shù)，主要監(jiān)控被保護區(qū)域的粒子濃度變化，可廣泛應(yīng)用于高壓配電柜、低壓配電柜、輸電開關(guān)柜、服務(wù)器機柜、發(fā)電機柜等相對封閉場所的電氣故障的監(jiān)控，彌補了傳統(tǒng)溫升檢測技術(shù)，實現(xiàn)電氣故障極早期故障預(yù)警，防患于未燃，為電力行業(yè)運維革新！

以聚氯乙烯線纜為例，當(dāng)溫度達到85℃以上，便會進入熱解聚狀態(tài)，釋放多種基于C-H鏈的有機化合物及微米顆粒、并向環(huán)境空間擴散熱量。為了能精準(zhǔn)的對這類電氣隱患進行識別檢測，探測器內(nèi)部集成了多種傳感器，其中包括激光粒子傳感技術(shù)可實現(xiàn)對微米級、非可見粒徑粒子數(shù)量進行探測，對絕緣材料受熱發(fā)出的物質(zhì)進行定量分析；電化學(xué)VOC傳感器，用來探測環(huán)境內(nèi)基于C-H鏈的有機化合物的濃度及變化速率，對絕緣材料受熱發(fā)出的物質(zhì)進行定性分析；溫度傳感技術(shù)對氣流通道的溫度及溫度變化率進行輔助檢測；探測器根據(jù)傳感器檢測的多個參數(shù)特征參與分時多階段動態(tài)權(quán)重算法，該算法由大量不同種類絕緣材料熱解試驗數(shù)據(jù)模型訓(xùn)練所得。其Zui終值是一個反應(yīng)絕緣材料熱解聚程度的無量綱單位的參數(shù)，參數(shù)值范圍是0至4000，根據(jù)我們大量實驗數(shù)據(jù)得出參數(shù)值在300單位時絕緣材料處于熱解聚狀態(tài)，因此探測器判斷Zui終值超過300后進行預(yù)警，達到2900后進行二級預(yù)警。其是否預(yù)警相對反應(yīng)了空間內(nèi)絕緣材料是處于正常狀態(tài)還是熱解聚的狀態(tài)。

氣材料（電線與保護器件等） 存在一個具有臨界特點的熱解溫度， 當(dāng)受熱溫度高于該臨界溫度后， 煙氣開始加劇析出。

對試驗的材料包含聚氯乙烯(PVC)熱解片、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)熱解片、FR-4環(huán)氧樹脂玻纖布層壓板熱解片。其中聚氯乙烯(PVC)熱解片主要是目前市場不同規(guī)格線纜外皮、線纜保護套件等原材料；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)熱解片主要是配電柜內(nèi)一些保護器件外殼的原材料，如斷路器外殼、監(jiān)測儀器儀表外殼、塑殼固定件等；FR-4環(huán)氧樹脂玻纖布層壓板熱解片主要是配電柜內(nèi)保護電器內(nèi)部的電路板、電子元器件基材原料。除此之外，我們還做了環(huán)氧樹脂材料、聚碳酸酯材料（高阻燃涂料或外殼組成成分）。這五種原材料料基本覆蓋了高低壓配電柜內(nèi)所有可熱解聚材料。目前設(shè)備應(yīng)用在高低壓配電柜、開關(guān)柜、服務(wù)器機柜、接線柜、蓄電池柜、UPS柜等均為統(tǒng)一閾值，在防止誤報的前提下針對不同規(guī)格的線纜、斷路器儀表的外殼、絕緣護套墊片等均可以實現(xiàn)早期預(yù)警。

熱解粒子物質(zhì)達到耐受溫度，在處于物理變化階段，且尚未與氧氣等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，以自由狀態(tài)存在并通過布朗運動擴散的暫態(tài)微粒。

無論何種原因引起的電氣火災(zāi)，早期都體現(xiàn)為導(dǎo)體發(fā)熱，釋放粒子。

配電柜及各種機箱、機柜等內(nèi)部發(fā)生電氣故障時，主要的發(fā)熱體是電線、接線端子與保護電器，發(fā)熱分解出的粒子主要是煙粒子及氣體粒子。

三、技術(shù)優(yōu)勢

1. 探測:探測器通過采樣方式獲取空氣中的氣體粒子。采樣方式可以是主動式或被動式，主動式是通過向空氣中吹入空氣流來獲取氣體粒子，被動式則是通過空氣的自然流動來獲取。熱釋離子探測器內(nèi)部通常裝有過濾器，以去除空氣中的塵埃和其他雜質(zhì)，保證探測的準(zhǔn)確性。

2. 熱解:探測器采集到熱解反應(yīng)后微小粒子。

3. 成分分析:探測器內(nèi)部的成分分析儀對熱解后的氣體進行成分分析。通過光譜分析、色譜分析或質(zhì)譜分析等技術(shù)手段，確定氣體中是否存在可燃性或有毒性氣體，以及其濃度。

4. 預(yù)警與報警:根據(jù)成分分析的結(jié)果，探測器判斷是否達到預(yù)設(shè)的預(yù)警或報警條件。如果達到預(yù)警條件，探測器會發(fā)出聲光預(yù)警信號，提示可能存在火災(zāi)隱患;如果達到報警條件，探測器會發(fā)出火災(zāi)報警信號，并聯(lián)動消防系統(tǒng)進行滅火等應(yīng)急處置。

5. 微粒子探測器的優(yōu)點：能夠早期發(fā)現(xiàn)潛在的火災(zāi)隱患，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施。此外，由于其采用非接觸式探測方式，因此不會受到環(huán)境溫度、濕度、氣壓等因素的影響，具有較高的穩(wěn)定性和可靠性。

四、應(yīng)用場景

采集高低壓配電柜內(nèi)發(fā)生的電氣故障主要的發(fā)熱體是電線與保護電氣節(jié)頭物質(zhì)受熱時分解出的粒子，可以進行高低壓配電箱柜內(nèi)電氣故障的早期探測。

當(dāng)發(fā)生電氣故障物質(zhì)在受熱分解出粒子和氣體，此種粒子能夠以自由狀態(tài)存在的Zui小物質(zhì)組分。無論何種原因引起的電氣故障，早期都體現(xiàn)為物體發(fā)熱，釋放粒子，氣體，產(chǎn)生異味。高、低壓配電柜內(nèi)發(fā)生的電氣故障主要的發(fā)熱體是線纜、負(fù)荷開關(guān)和保護器，在配電柜內(nèi)發(fā)熱分解出的粒子主要是煙粒子和氣體分子。采用激光粒子傳感器，測量粒子能夠監(jiān)控聚氯乙烯絕緣電纜、鉛酸電池、斷路器、負(fù)荷開關(guān)等用電設(shè)備過熱分解產(chǎn)生粒子和氣體的濃度，在視覺可見煙霧產(chǎn)生之前實施報警，判斷絕緣體發(fā)熱，實現(xiàn)電氣故障的極早期監(jiān)控，防患于未然。

1. 誤差5ug/m3

2. 分辨率：1ug/m3               

3. 環(huán)境溫度超限告警5-110℃ （閥值可設(shè)置）              

4. 組網(wǎng)方便：有線485通信或無線4G、LORA、2.4GHz

5. 開放式協(xié)議：MONBUS-RS485

6. 工作電壓AC220V或DC24V

7. 氣體監(jiān)測功能（選配）：一氧化碳，氫氣

8. 安裝方便、不需停電

9. 監(jiān)測高低壓柜等內(nèi)部電氣開關(guān)、電纜等空氣中散發(fā)著粒子，采用激光粒子傳感器，采集粒子超標(biāo)時，通過系統(tǒng)總線或無線4G傳至系統(tǒng)主機發(fā)出預(yù)警信號。

10. 抗風(fēng)干擾：與煙霧粒子不同，微粒子不易被風(fēng)扇吹散，因此在風(fēng)口處、通風(fēng)量大的區(qū)域也能被探測到。

可覆蓋多種電氣有機絕緣材料：聚氯乙烯，聚乙烯，ABS，聚碳酸酯，環(huán)氧樹脂，變壓器油，環(huán)氧玻纖布層壓板。

五、技術(shù)特點

1) 多種傳感技術(shù)復(fù)合、具備 7類檢測參數(shù)準(zhǔn)確檢測；

2) 電化學(xué)傳感技術(shù)——對C-H鏈結(jié)構(gòu)類氣體濃度及變化率進行檢測；

3) 激光顆粒傳感技術(shù)——對微米級、非可見粒徑粒子濃度進行探測；

4) 溫度傳感技術(shù)——對溫度及其變化率進行檢測 ；   

5) 多種參數(shù)動態(tài)權(quán)重算法；

6) 屏蔽異味、揮發(fā)氣體、霧霾、灰塵、水蒸氣等因素導(dǎo)致的誤報警；

7) 監(jiān)控被保護區(qū)域中的熱解粒子變化；

8) 準(zhǔn)確反映電氣設(shè)備熱解狀態(tài)；

9) 支持多參數(shù)曲線關(guān)系回傳；

10) 可通過我們的物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺實現(xiàn)遠程算法及程序升級 ；

11) 視覺可見煙霧產(chǎn)生前極早期預(yù)警；

12) 非接觸式、多傳感器動態(tài)監(jiān)測；

13) 無電壓等級限制；

14) 無監(jiān)測點位數(shù)量限制；

15) 監(jiān)測范圍全覆蓋；

16) 抗灰塵、水汽、清潔劑等干擾；

17) 預(yù)警、報警不斷電；

18) 不影響、破壞現(xiàn)有配電系統(tǒng)及設(shè)備；

19) 頂部、側(cè)頂部，磁吸、側(cè)吸、粘膠、導(dǎo)軌式安裝；

20) 擴展常規(guī)式、吸氣艙式兩類熱解粒子監(jiān)測裝置，適用于多場景應(yīng)用環(huán)境；

21) 快速感知、多級預(yù)警、實時上報、超前預(yù)警、提前處置、主動監(jiān)測、聯(lián)防聯(lián)控；

六、應(yīng)用案例

配電室現(xiàn)場環(huán)境嚴(yán)謹(jǐn)有序，溫度通常穩(wěn)定在 25℃左右，防止設(shè)備因過熱加速老化；濕度維持在 40%-60%，避免設(shè)備絕緣性降低、金屬部件腐蝕。室內(nèi)清潔無雜物與灰塵，防止影響散熱與電氣性能。通風(fēng)系統(tǒng)持續(xù)運作，可及時帶走因設(shè)備運行產(chǎn)生的熱量。

測量熱解粒子式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器具體安裝在站廳環(huán)控電控配電室的風(fēng)機變頻柜、排風(fēng)機配電柜等位置。安裝方式采用柜內(nèi)吸頂式安裝。

熱解粒子式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器在此項目中歷經(jīng) 6個月嚴(yán)苛測試，圍繞系統(tǒng)運行穩(wěn)定性、安全性、可靠性及報警功能等核心指標(biāo)，開展多維度比對驗證。經(jīng)使用單位專業(yè)評估，該設(shè)備數(shù)據(jù)精準(zhǔn)、性能穩(wěn)定，完全契合客戶實際需求與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，充分展現(xiàn)其的應(yīng)用價值與運行效能。