用水枪对光伏火灾进行扑救时安全距离的获取方法及系统

本发明属于新能源，尤其涉及一种用水枪对光伏火灾进行扑救时安全距离的获取方法及系统。

背景技术：

1、近年来，伴随着光伏产业的迅速发展和广泛推广，装机容量逐年攀升，随之而来的火灾隐患上升。目前，专门针对光伏发电系统火灾带电扑救技术的研究开展的相对较少，因光伏组件在白天接收阳光辐射时，每一组串就会产生几百伏的直流电压，且无法立即切断电源的特性，或者如等待切断电源后再进行扑救，会延误时机，使火势蔓延，扩大燃烧面积。这时就必须在确保灭火人员安全的情况下，进行带电扑救。虽然水有一定的导电性，同时对电气设备的绝缘性会有影响，不适用于光伏带电扑救，但由于水的比热大、冷却效果好、灭火效率高，标准大气压下每公斤水沸腾蒸发要吸引2260.5kj的热量，是一种最常用而又廉价的灭火剂，已经被大量应用于带电扑救过程中。对于必须进行灭火救援的场景中，国外开展了安全扑救距离相关研究和规定。美国消防协会出版的《nfpa火灾保护手册》中推荐扑灭带电光伏设备时使用雾状水枪，在环境条件不允许的情况下可以使用充实水枪，手册中同时给出了充实水枪喷头距离带电设备的安全距离，该安全距离仅仅是基于对交流高压的扑救保护。ieee 979《变电站防火指南》中给出了在消防水枪喷头直径(29-38mm)、喷头压力(0.5-0.7mpa)、流量(750-950l/min)条件下扑救最小安全距离为3m。h.baatz，c.buffet，m.j.o’dogherty等人分别研究了消防员扑救过程中在不同水枪压力、水枪直径和不同距离条件下的触电风险。

2、上述研究成果仅给出了部分场景下带电扑救距离，未能给出能够普适用于多种场景下的带电扑救安全距离的计算方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明提供一种基于光伏组件发电特性的火灾早期探测预警方法及系统，根据水枪流量强度、喷射角度、光伏组件电压等多因素计算确定带电扑救安全距离，有效降低使用水枪带电扑救过程中触电危险性。

2、本发明所采用的具体技术方案为：

3、本专利的第一目的是提供一种用水枪对光伏火灾进行扑救时安全距离的获取方法，包括：

4、s1、实时获取水枪体积流量q，并根据水枪体积流量q推理水枪喷出的水柱单位距离电阻值rl，当q的范围是5～12m3/h时，计算公式为：

5、rl＝m1+m2q+m3q2；    (1)

6、其中：m1、m2、m3为试验拟合常数；

7、s2、实时获取光伏起火部位处的直流电压up、人体电阻rs、安全电压us，并根据所述直流电压up、人体电阻rs、安全电压us，推理安全电压条件下水枪喷出水柱的最小长度ls，计算公式为：

8、

9、s3、根据安全电压条件下水枪喷出水柱的最小长度ls，推理出带电扑救的最小安全距离l，计算公式如下：

10、

11、b＝tanθ

12、其中：θ为水枪与水平面的夹角，单位是rad；

13、s4、获取用水枪对光伏火灾进行扑救时安全距离l’，所述安全距离l’不小于最小安全距离l。

14、优选地，m1＝7787.97，m2＝-850.33，m3＝25.53。

15、本发明的第二目的是提供一种用水枪对光伏火灾进行扑救时安全距离的获取系统，包括：

16、第一参数获取获取模块：实时获取水枪体积流量q，并根据水枪体积流量q获取水枪喷出的水柱单位距离电阻值rl，当q的范围是5～12m3/h时，计算公式为：

17、rl＝m1+m2q+m3q2；    (1)

18、其中：m1、m2、m3为试验拟合常数；

19、第二参数获取获取模块：实时获取光伏起火部位处的直流电压up、人体电阻rs、安全电压us，并根据所述直流电压up、人体电阻rs、安全电压us，获取安全电压条件下水枪喷出水柱的最小长度ls，计算公式为：

20、

21、第三参数获取获取模块：水枪喷射过程中以抛物线方式喷射达到的距离最远，故依据抛物线方程，并根据安全电压条件下水枪喷出水柱的最小长度ls，计算确定带电扑救的最小安全距离l，计算公式如下：

22、

23、b＝tanθ

24、其中：θ为水枪与水平面的夹角，单位是rad；

25、结果输出模块：获取用水枪对光伏火灾进行扑救时安全距离l’，所述安全距离l’不小于最小安全距离l。

26、优选地，m1＝7787.97，m2＝-850.33，m3＝25.53。

27、本发明的第三目的是提供一种水枪，在所述水枪上安装有上述的用水枪对光伏火灾进行扑救时安全距离的获取系统。

28、优选地，所述第一参数获取获取模块包括安装在水枪上的流量传感器和执行公式(1)的第一计算模块。

29、优选地，所述第二参数获取获取模块包括用于获取直流电压up的电压传感器和执行公式(2)的第二计算模块。

30、优选地，所述第三参数获取获取模块包括安装在水枪上的角度测量传感器和执行公式(3)的第三计算模块。

31、本专利的第四发明目的是提供一种实现上述用水枪对光伏火灾进行扑救时安全距离的获取方法的计算机程序。

32、本专利的第五发明目的是提供一种实现上述用水枪对光伏火灾进行扑救时安全距离的获取方法的信息数据处理终端。

33、本专利的第六发明目的是提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的用水枪对光伏火灾进行扑救时安全距离的获取方法。

34、本发明的优点及积极效果为：

35、通过采用上述技术方案，本发明具有如下的技术效果：

36、本发明利用公式(1)能够推理得到不同流量条件下水枪带电扑救过程中的电阻，进而可以计算得到水枪位置处带电情况，根据不同电压情况能够指导消防救援人员采取不同的防护触电的保护措施。

37、本发明利用公式(2)和(3)能够推理得到对不同电压等级的光伏部件，给出不同流量对应的带电扑救安全距离，能够指导消防救援人员在安全的位置处喷射水枪扑救光伏火灾，有效降低带电扑救过程中触电风险。

技术特征：

1.一种用水枪对光伏火灾进行扑救时安全距离的获取方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述用水枪对光伏火灾进行扑救时安全距离的获取方法，其特征在于，m1＝7787.97，m2＝-850.33，m3＝25.53。

3.一种用水枪对光伏火灾进行扑救时安全距离的获取系统，其特征在于，包括：

4.根据权利要求3所述用水枪对光伏火灾进行扑救时安全距离的获取系统，其特征在于，m1＝7787.97，m2＝-850.33，m3＝25.53。

5.一种水枪，其特征在于，在所述水枪上安装有权利要求3或4所述的用水枪对光伏火灾进行扑救时安全距离的获取系统。

6.根据权利要求5所述的水枪，其特征在于，所述第一参数获取获取模块包括安装在水枪上的流量传感器和执行公式(1)的第一计算模块。

7.根据权利要求5所述的水枪，其特征在于，所述第二参数获取获取模块包括用于获取直流电压up的电压传感器和执行公式(2)的第二计算模块。

8.根据权利要求5所述的水枪，其特征在于，所述第三参数获取获取模块包括安装在水枪上的角度测量传感器和执行公式(3)的第三计算模块。

9.一种实现权利要求1或2所述用水枪对光伏火灾进行扑救时安全距离的获取方法的信息数据处理终端。

10.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1或2所述的用水枪对光伏火灾进行扑救时安全距离的获取方法。

技术总结本发明公开了一种用水枪对光伏火灾进行扑救时安全距离的获取方法及系统，属于新能源技术领域，包括：S1、实时获取水枪体积流量Q，推理水枪喷出的水柱单位距离电阻值RL；S2、实时获取光伏起火部位处的直流电压UP、人体电阻RS、安全电压US，推理获取安全电压条件下水枪喷出水柱的最小长度LS；S3、根据安全电压条件下水枪喷出水柱的最小长度LS，推理带电扑救的最小安全距离L；S4、安全距离L’不小于最小安全距离L。本发明根据水枪流量强度、喷射角度、光伏组件电压等多因素计算确定带电扑救安全距离，有效降低使用水枪带电扑救过程中触电危险性。技术研发人员：王玥,王守相,张网,吕东受保护的技术使用者：天津大学技术研发日：技术公布日：2024/1/15