[go: up one dir, main page]

WO2024205446A1 - Detecting overheating of elements of electrical equipment - Google Patents

Detecting overheating of elements of electrical equipment Download PDF

Info

Publication number
WO2024205446A1
WO2024205446A1 PCT/RU2023/000139 RU2023000139W WO2024205446A1 WO 2024205446 A1 WO2024205446 A1 WO 2024205446A1 RU 2023000139 W RU2023000139 W RU 2023000139W WO 2024205446 A1 WO2024205446 A1 WO 2024205446A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
overheating
sensors
sensor
electrical equipment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/RU2023/000139
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Евгений Евгеньевич СЕРЕБРЯНИКОВ
Екатерина Александровна КНЯЗЕВА
Алексей Валерьевич ЛЕСИВ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Obshchestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu "termoelektrika"
Original Assignee
Obshchestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu "termoelektrika"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2023107279A external-priority patent/RU2816828C1/en
Application filed by Obshchestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu "termoelektrika" filed Critical Obshchestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu "termoelektrika"
Publication of WO2024205446A1 publication Critical patent/WO2024205446A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/407Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G08B17/117Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means by using a detection device for specific gases, e.g. combustion products, produced by the fire

Definitions

  • the group of inventions relates to systems for detecting emergency and pre-fire situations, namely to systems for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, methods for their use and testing.
  • electrical equipment malfunction is the cause of 30% of fires. Often, such fires occur due to excessive heating of conductive elements, contact connections and insulation. Timely detection of electrical equipment defects accompanied by overheating allows you to eliminate faults before fires occur and thereby reduce the number of fires and technological failures. Many methods have been developed to detect overheating of electrical equipment elements, which can be classified as direct (measuring the temperature of the controlled equipment using thermal sensors) and indirect (measuring other parameters that change due to an increase in temperature).
  • One example of an indirect method for determining overheating is the gas analysis method, the essence of which lies in the detection by gas sensors of substances released during overheating of controlled elements due to thermal destruction or combustion.
  • the sensors used in the gas analytical method are semiconductor, thermocatalytic, conductometric, electrochemical or optical sensors with different operating principles, but serving the same purpose - to detect products in the gas phase that indicate the presence of overheating.
  • the source [RU2022250, publication date 10/30/1994] describes a device and method for informing about a pre-fire situation, based on the determination of thermal destruction products of various substances by infrared spectroscopy in three wavelength ranges, which are characterized by the absorption of hydrocarbon, chlorine-containing and oxygen-containing radicals and molecules formed as a result of thermal decomposition or ignition of electrical insulating materials.
  • the reliability of the device is increased by subtracting signals corresponding to the permissible concentration from the simultaneously recorded values of the intensity of radiation passed through the analyzed gas-air mixture radicals, and compare this difference with the threshold value.
  • the peculiarity of the proposed device and method is that ensuring high accuracy and efficiency of determining the concentration of hydrocarbon, chlorine-containing and oxygen-containing radicals can be achieved only in closed premises of various classes and purposes: nuclear power plants, manned deep-sea vehicles, ship premises, coal mines, compartments of space and aircraft, grain storage facilities, warehouses, etc., since when using the described invention in open spaces or in the open air, infrared sensors can also record foreign gaseous substances that absorb in the same spectral ranges to which the sensors according to the described invention are tuned. In addition, the device detects gases released when a flame occurs, i.e. an alarm is generated after a fire.
  • the method for detecting a pre-fire situation and preventing a fire described in the source is based on measuring the intensity of monochromatic radiation changing upon absorption at a frequency corresponding to the gaseous products of thermal destruction.
  • a control signal is triggered to generate a fire alarm.
  • the described method is characterized by low reliability and a high probability of false alarms.
  • the method allows recording only actively developing thermal destruction processes close to the moment of ignition, since the control signal is generated only on the basis of the signal exceeding the threshold value without taking into account the rate of concentration increase, as well as without taking into account the background concentration of the analyzed gases in the environment.
  • Alternative embodiments of the invention are microcapsules of a hot-melt composition filled with an odorant, as well as odorants mixed with fatty acids, such as wax.
  • the hot-melt composition can be applied to a sheet material with an adhesive layer to obtain a heat-sensitive sticker, or mixed with an adhesive agent to obtain an odor-emitting paint.
  • a feature of this invention is the use of hot-melt polymers that, when heated to a softening or melting temperature, can melt, flow from the controlled element or form a foam layer.
  • a system for detecting local overheating of electrical equipment is also known from the prior art, which discloses the use of a microporous polymer composite material capable of releasing the contents of the pores in a mode of multiple heating and cooling cycles [RU2596953, publication date 10.09.2016].
  • the described system consists of a gas sensor connected to a recorder, which is connected to a signal supply system, and a polymer composite material applied to sections of an electrical circuit prone to heating and having an opening temperature in the range of 80-200 °C.
  • the senor of the device can nevertheless respond to the presence in the environment of foreign gases that are close in spectral properties to the low-boiling substances used.
  • systems based on the use of heat-sensitive gas-emitting stickers are capable of monitoring the overheating of only that section of electrical equipment on which the stickers are installed.
  • the source [US2021/0299498A1, publication date 20.01.2021] describes a system for extinguishing a fire in a room, in which several stationary fire extinguishing devices are responsible for suppressing a fire in a separate area of the room, and the exact zone in which the fire occurred is determined using a matrix sensor with many pixels sensitive to electromagnetic radiation, with each pixel covering a certain area of the monitored room.
  • the fire zone is determined by the number of pixels that have registered an electromagnetic disturbance, the fire extinguishing devices corresponding to this zone are triggered.
  • the described system can be easily scaled to protect large rooms or rooms with complex geometry. In addition, it is easy to program and quick to install and operate.
  • Each pixel can be individually adjusted to the threshold of electromagnetic radiation emitted by stationary heat sources, which prevents false alarms of the system.
  • stationary heat sources which prevents false alarms of the system.
  • it is necessary to reprogram the matrix sensor.
  • such a system does not have high reliability, since only one pixel is responsible for a certain area of the controlled volume, and if it fails or does not work for some reason, the fire may not be detected or recorded at a late stage.
  • the described system cannot be used at industrial facilities and equipment operating at high operating temperatures, the value of which is close to the threshold.
  • a method and device for detecting a fire in one or more controlled zones using a system of suction pipelines connecting a plurality of controlled zones using air intakes holes are described in the source [EP2004/009450, publication date 24.04.2004] and allow to determine with high accuracy the location of the fire by connecting multiple suction pipelines monitoring certain zones to one sensor.
  • a similar operating principle is also disclosed in the source [US11189143, publication date 30.11.2021], which discloses an aspiration smoke detection system for detecting a fire and the location of its origin, including a unit for detecting airborne smoke particles, as well as one or more local sensors located remotely from the smoke detection unit, for measuring the properties of air from the area of interest, which is drawn into the smoke detection system during aspiration.
  • an aspiration detector system was developed [EP2881922, date of publication 10.06.2015], containing a dual network for supplying analyzed air, one of which operates and detects the state of the environment continuously, and the other is launched only if the first system detects signs of a fire.
  • the second system is activated only in those zones in which the first system has detected deviations from normal indicators, with some delay, taking into account the speed of passage of the sucked air to the detector.
  • An alarm signal is generated only if the detector of the second system confirms the data received from the first system.
  • a device for detecting fire in electrical products which includes a system of suction pipes that communicates with the product being monitored through at least one suction opening and through which a representative air sample is taken; an early fire detection module having one or more sensors for detecting at least one substance in the sampled air indicating ignition; a controller for issuing an early fire detection signal in response to a result detected by at least one detection unit [US7796047, publication date 10.05.2007].
  • the early fire detection module is made in the form of a rack for installation in the product being monitored, and the system of suction pipes communicates with individual racks of electrical equipment subject to monitoring, using at least one corresponding suction opening, through which representative air samples are taken, analyzed in the early fire detection system.
  • the distinctive features of the invention are its large dimensions, complexity of installation, impossibility of its use for electrical installations of non-standard shapes and sizes, as well as low sensitivity of the method and high probability of false alarms.
  • a method and device for detecting and determining the location of ignition in one or more controlled zones are described in the source [RU2342709C2, publication date 10.11.2007].
  • a system of suction pipelines using an air intake device, supplies air samples from each individual controlled zone to a sensor for detecting at least one combustion product in the selected air samples.
  • the air intake device analyzes a repeat sample taken from the same zone. Based on the analysis of concentrations in two consecutive air samples obtained from one zone, a conclusion is made about the location of ignition, as well as the degree of its development.
  • the difference in readings obtained sequentially from one sensor provides the ability to predict the development of a fire hazard situation and trigger the appropriate fire protection mechanisms when using the utility model [RU84717U1, date of publication 20.07.2009].
  • a similar purpose is served by the invention [RU2596063C1, date of publication 27.08.2016], which describes a method for pre-emergency, emergency and post-emergency monitoring of hazard sources in hermetically sealed manned objects, in particular submarines, based on dividing the controlled object into signal zones, each of which is controlled by a set of sensors, including those monitoring the release of highly dispersed aerosols formed as a result of overheating of various polymeric materials, electrical units and elements, determining the parameters of signal zones in various operating modes, as well as recording the excess of established values in the event of an emergency.
  • the control system receiving signals from the sensors compares the readings obtained from neighboring sensors to conduct physical and mathematical modeling of accident development processes and prompt decision-making to eliminate the emergency situation and its consequences.
  • Devices for measuring the composition of a gas environment are known [RU111675U1, publication date 20.12.2011; RU159702U1, publication date 20.02.2016], containing gas sensors, an analog measuring part, a transceiver, a microprocessor module, a power supply circuit for the sensor device and the device as a whole, which can be used, for example, as autonomous wireless fire alarms or toxic gas sensors.
  • the sensors are configured to detect the concentration of methane or carbon monoxide in the air.
  • the proposed devices solve the problem of complete energy independence from the mains supply and increase in the autonomous operation time.
  • the document [RU2175779, date of publication 10.11.2001] describes a method for diagnosing a pre-fire situation and preventing a fire by monitoring the values of informative parameters characterizing the state of the air at the protected facility.
  • the technical result is to simplify the method and ensure early detection of a fire by measuring the concentration of gaseous products of thermal destruction as informative parameters: CO, CO 2 , NOx HC1, H 2 , CH 4 , NH 3 , O 2 , Ch, H 2 S, SO 2 , HCOH, C 6 H 5 OH - and other reducing and oxidizing gases, as well as the concentration of suspended particles in the air and its temperature.
  • informative parameters CO, CO 2 , NOx HC1, H 2 , CH 4 , NH 3 , O 2 , Ch, H 2 S, SO 2 , HCOH, C 6 H 5 OH - and other reducing and oxidizing gases, as well as the concentration of suspended particles in the air and its temperature.
  • at least one derivative value is determined in the time
  • a similar mechanism of action is the basis of the device described in the source [RU95849, publication date 10.07.2010] and selected as a prototype, which determines the parameters of the gas environment, including the content of CO and H2, which allows using this device as a fire alarm.
  • the invention consists of gas sensors, the operating modes of which are controlled by a microprocessor module, an analog measuring part, a module for processing and storing measurements, as well as power supplies for the device.
  • the software and hardware interface is integrated into the electronic circuit of the device for transmitting data and commands over wireless networks, and during the intercalibration interval the device can operate autonomously and smoothly without replacing the power supplies, due to the optimization of the algorithm for conducting measurements and transmitting data.
  • the devices described above may contain several identical sensors or sensors of different types designed to confirm an alarm signal received from one of the sensors. Also, the devices described are characterized by high sensitivity to the detected gases and high reliability, since the fire hazard is assessed by the concentrations of several monitored gas components. However, a common feature of these devices is the detection of the first signs of combustion, and not excessive heating. The reason for this is the high threshold concentrations of thermolysis products, corresponding to the intensive development of the defect (combustion). A decrease in threshold concentrations leads to multiple false alarms due to the presence of gases in the surrounding air that are similar in their parameters to thermal destruction products.
  • the sensors of the devices described are highly likely to detect foreign gases from the environment, whose spectral or other properties are close to the marker substances used. False alarms of such systems are typical when used in chemical industries, where emissions may occur various chemicals, as well as near industrial plants and production and transport infrastructure.
  • the group of inventions is aimed at increasing the reliability of identifying pre-fire situations that occur as a result of overheating of electrical equipment elements using a gas analysis method.
  • “Running average value” is a function whose value at each point of definition is equal to the average value of the original function for the previous period.
  • the running average value The gas concentration is the average value of the concentrations recorded by the sensor over a specified period up to the present moment.
  • External zone is an area of the electrical installation separated from the controlled area by walls or other partitions and communicating with the environment.
  • the external zone is an area of the electrical installation adjacent to the controlled area, separated from it by a wall or partition, in which the comparison sensor is installed in such a way that the effect of the signal gas on it is minimal.
  • ignition means the process of the beginning of combustion of a material.
  • ignition includes the beginning of smoldering or burning of cables, contact connections, insulating materials or other elements of electrical equipment as a result of heating by electric current or an arc.
  • Gas analysis system a set of products and devices that allow detecting the fact of overheating of controlled elements using the gas analysis method.
  • the gas analysis system may include various gas sensors connected to each other by a controller, products or coatings that include thermally activated gas-emitting materials, control and receiving devices that process notifications received from the controller, an alarm system and other elements that provide visualization of the system's operation, transmission of information or control notifications.
  • gas analytical method for determining overheating of electrical equipment elements means a method for determining overheating of electrical equipment elements that consists of recording in the gas phase one or more substances that indicate heating of the controlled element above a certain temperature.
  • Gas sensor is a device designed to determine the content of one or more substances in a gas mixture, generating an electrical signal associated with the concentration of controlled substances in the gas phase and transmitting it to the controller.
  • the following types of gas sensors are distinguished: semiconductor, thermocatalytic, conductometric, electrochemical, optical and other sensors.
  • Control gas sensor ( SK ) is designed to detect a signal gas, i.e. a gas released when the controlled element or installed on it thermally activated gas-emitting materials.
  • “Comparison gas sensor” (S cp ) is designed to determine the concentration of background gases in the air near the controlled area, i.e. gases not associated with overheating of the controlled element.
  • Defect is a non-compliance of an object with the requirements established by the documentation, at least for one indicator.
  • “Overheating Notification” is a set of commands, messages and alerts generated by the controller, intended to inform personnel or adjacent systems about the occurrence of overheating.
  • the notification may include light, graphic, sound, electronic or other types of personnel alerts, a data packet transmitted to an adjacent system, a change in the position of a dry contact relay and other actions.
  • controller means any logical devices to which at least two gas sensors can be connected via wired or wireless communication, one of which is a monitoring sensor and the other is a comparison sensor, in particular cases the controller can be connected to one of the sensors by combining with it.
  • the controller analyzes signals from the gas sensors using a set of logical operations and generates a notification informing about the occurrence of overheating.
  • the notification can be generated in light, sound, graphic or other form, and also represent a data packet for transmission to adjacent systems or a change in the position of a dry contact relay.
  • the notification can be transmitted by the controller to another device, in particular, an external receiving device or a higher-level system.
  • the notification can additionally include a control command, for example, to break the electrical network, start the fire extinguishing system, etc.
  • the “controlled zone” is understood to be an area of the electrical installation, fully or partially limited by walls or other partitions, inside which there are elements of electrical equipment controlled by one of the sensors of the system.
  • the controlled zone may be the internal volume of an electrical panel, a section of distribution devices, a switch compartment, a box of the winding distribution block, etc., inside which there are elements subject to control.
  • the controlled zone may be hermetically or non-hermetically separated from the external zone and other controlled zones. The degree of leakage of the controlled zone of electrical equipment can be determined by the IP class parameter.
  • controlled element describes an element of electrical equipment, the overheating of which is determined using a gas analysis system according to the claimed group of inventions.
  • Part per million or “ppm” is a unit of measurement of any relative values equal to T10 ⁇ 6 of the base indicator.
  • the value ppm means the content of the measured gases in the controlled area at a given time and determines the absolute concentration of these gases.
  • model gas means a substance or group of substances that are used in testing the system and include compounds that are similar in certain characteristics to signal, background gases or substances released during overheating of a thermally activated gas-emitting material.
  • heating heating of electrical equipment elements
  • electrical equipment elements reach a temperature exceeding the normal operating temperature due to the occurrence of a defect, arc discharges, and other reasons.
  • threshold concentration of signal gas or “threshold of gas analysis system” is the minimum concentration of signal gas or the minimum value of the signal of the gas sensor of the gas analysis system at which an alarm notification is generated.
  • self-diagnostics describes a set of processes performed automatically, aimed at determining the operability of the system.
  • Gas sensor signal and “gas sensor signal value” are an electrical signal generated by a gas sensor, one of the parameters of which depends on the concentration of specified substances (e.g., signal or background gases) in a gas mixture.
  • the signal transmitted from the gas sensor to the controller via wired or wireless communication.
  • the gas sensor may additionally include logic modules that convert or modulate the signal, various filters, signal amplifiers, and other components.
  • signal gas means a substance or group of substances that are released into the gas phase when the controlled elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them overheat and which the gas sensor is configured to detect.
  • the “degree of leakage” of a closed volume characterizes the ratio of the total area of permanently open sections of a given volume to the area of enclosing structures, expressed as a percentage.
  • the IP protection class parameter can also be used as a quantitative assessment of the degree of leakage of electrical cabinets and distribution boards.
  • the IP code (according to GOST 14254-2015) is a codification system used to indicate the degrees of protection provided by enclosing structures from access to hazardous parts, ingress of external solid objects, water, and to provide additional information related to such protection.
  • thermally activated gas-emitting material refers to a material capable of releasing gas when heated above a specified threshold temperature, primarily in the range of 60-150°C.
  • such material may be part of thermally activated gas-emitting stickers, clips, cambrics, other products, as well as special coatings (varnishes, paints, etc.).
  • the thermally activated gas-emitting material may include microcapsules or microporous components containing signal gases, the detection of which is configured by the gas sensor. The mass fraction of substances that pass into the gas phase when the thermally activated gas-emitting material is heated to the threshold temperature must be at least 30%.
  • the temperature at which the thermally activated gas-emitting material begins to emit gas is called the threshold gas emission temperature or simply the threshold temperature.
  • the threshold gas emission temperature or simply the threshold temperature.
  • the gas contained therein may be completely or partially released. In the latter case, when reheated above the threshold temperature, the material will again release some of the contained gas. This property of TGM provides the possibility of multiple operation of the gas analytical system.
  • background gas describes a substance or group of substances that may be present in the air of the operating zone of an electrical installation, can be detected by a gas sensor, and the occurrence of which is not associated with overheating of the controlled elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them.
  • electrical equipment refers to a set of devices designed for the production, distribution, transmission and consumption of electrical energy, the operation of which is based on the principles of electrical engineering.
  • Electrode cabinet or “distribution board” is a frame in which various electrical equipment is installed, including that intended for receiving and distributing energy.
  • “Closed electrical cabinet” is a body, usually made of metal or plastic, completely or partially closed on all sides. The shield differs from the cabinet in that the equipment is mounted in a special niche in the wall and is closed only on the front side.
  • the claimed group of inventions is aimed at increasing the reliability and accuracy of identifying the initial stages of defects in electrical equipment elements using a gas analysis method that takes into account the current concentration of background gases determined using a comparison sensor.
  • the problem that the claimed group of inventions is aimed at solving is the creation of a system, a method for testing it, and a method for automatically detecting overheating of electrical equipment elements that are highly reliable and sensitive.
  • the technical result of the claimed group of inventions is to increase the reliability and safety of operation of electrical equipment due to the timely detection of defects accompanied by overheating of electrical equipment elements.
  • the group of inventions uses the determination of overheating by a gas analysis method using a comparison sensor.
  • the comparison sensor allows taking into account the concentration of background gases in the air near the controlled area, which allows reduce the threshold concentration of signal gas when generating an overheating notification, and also reduce the number of false alarms.
  • the specified technical result is achieved through the use of a system for automatic detection of overheating of electrical equipment elements, including:
  • controller configured to be connected to at least two gas sensors, including at least one monitoring sensor S K and at least one comparison sensor S cp , and to generate a notification of overheating and/or transmit information about such overheating to another device.
  • An additional group of inventions may include the use of thermally activated gas-emitting materials, primarily of multiple action (TGM) and special signal processing algorithms that allow recording a defect before the onset of irreversible changes in the structure of materials of the controlled elements, for example, thermal destruction of insulation.
  • TGM used to detect overheating of electrical equipment elements have a fixed threshold gas emission temperature, which is usually lower than the temperature of the onset of irreversible destruction of electrical equipment elements.
  • the use of TGM allows recording overheating at a stage that allows maintaining the operability of electrical installation elements.
  • the ability of some TGM to emit signal gas in repeated heating/cooling cycles provides the ability to repeatedly detect overheating of electrical equipment elements without replacing the system or its individual parts and to clarify the remaining service life of the equipment.
  • the control object according to the present invention is selected as elements of electrical equipment. This is due to several reasons. Firstly, the reliability and trouble-free operation of electrical installations is an important and integral factor in ensuring the safety and reliability of the operation of almost all types of production, social facilities, transport, urban infrastructure, etc. Secondly, electrical installations are a source increased fire hazard. As already noted at the beginning of the application, fires due to violations of the rules for the operation of electrical equipment rank first after careless handling of fire. Thirdly, in most cases, high-voltage electrical installations do not allow for their visual inspection under load, which does not allow for timely detection of defects using thermal imaging inspection or other visual inspection methods.
  • the need to use a comparison gas sensor that determines the concentration of background gases in the air near the controlled area is associated with the need to generate an alarm about overheating when the monitoring sensor detects signal gas in the lowest gas concentrations.
  • the task of the comparison sensor is to eliminate false alarms caused by constant changes in the concentration of background gases in the ambient air, and, as a result, the possibility of reducing the response threshold of the gas analysis system and implementing an adaptive threshold.
  • the expediency of monitoring signal gas in minimum concentrations is associated with the following circumstance. As a rule, the rate of development of defects associated with overheating of electrical equipment exponentially depends on the temperature. In other words, the lower the temperature, the slower the defect develops, and the greater the time reserve for repairs or preparation for shutdown.
  • the gas analysis system must have the necessary versatility, and also operate effectively and reliably regardless of external conditions and the type of insulation materials used. As a rule, it is impossible to predict the environmental conditions under which the system will be operated, as well as the composition and amount of background gases to which the system will be exposed during operation.
  • Signal gases for the detection of which gas sensors used in a gas analysis system are configured, are not an individual substance, but a set of substances whose qualitative and quantitative composition may vary significantly. For this reason, sensors used in a gas analysis method are usually configured not for an individual substance, but for a group of substances united by the presence of one or another structural fragment.
  • concentration a parameter measured by such sensors directly characterizes the concentration (content) of a gas or group of gases in the gas-air environment
  • concentration the term "concentration” will be used when referring to the content of signal or background gases.
  • the sensor generates a signal, the value of which is determined by the measured parameter of the gas mixture, therefore it can be said that the value of the signal received from the sensor by the controller also characterizes the content of a certain set of substances in the controlled area and is somehow related to their concentration.
  • the main difficulty in increasing the sensitivity of gas sensors when detecting signal gases is that when the sensor is configured to determine the maximum value of the parameter X - 1 ⁇ réelle ⁇ ( ⁇ ), which characterizes the signal gas to the greatest extent (Fig. 7a, solid lines b), it can nevertheless respond to the presence of other background substances, the maximum value of the parameter X for which is close to the determined value.
  • This is due to the fact that, as a rule, the graphs of the dependence of the value of the parameters 1( ⁇ ) on the concentration have a shape close to the Gaussian distribution. Therefore, even if there is a mismatch maxima of the values of the parameters X, the standard deviation from 1 max (X) of the background gases (Fig. 7a, dotted lines a) can overlap with I max (X) of the signal gases, which, with a high content of foreign substances, can lead to the system being triggered.
  • TGM thermally activated gas-emitting materials
  • thermally activated gas-emitting coatings applied to these elements makes it possible to adjust the sensors to register specific signal gases that are released when the TGM is heated above the threshold temperature.
  • signal gases are usually selected in such a way that the maximum value of the parameter X - Imax(X) - differs as much as possible from the maximum values of this parameter for other background gases (for example, CO2, oxygen, water and other atmospheric gases), as shown in Fig. 7a, thick line c.
  • the dependence I(X) registered by the sensor will look similar to the graph shown in Fig.
  • an important task of modern systems for detecting overheating using gas analysis methods is to combine the ability to register low levels of gases released during overheating of controlled electrical equipment elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them, and to minimize false alarms.
  • taking into account the current content of background gases allows for a multiple increase in the sensitivity of the system, as well as a significant reduction in the number of false alarms that occur due to the detection of foreign gases by sensors.
  • the essence of the present invention is that the detection of gases released during heating of controlled elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them occurs by a control sensor taking into account the concentration of background gases determined by a comparison sensor in the air near the controlled zone.
  • the control sensor is installed in the same area as the controlled element (controlled zone), and the comparison sensor is near the controlled zone, but outside it, that is, in such a way in such a way that the comparison sensor is equally affected by all the same gases that affect the monitoring sensor, with the exception of gases released during overheating of the monitored elements or heat-activated gas-emitting materials installed on them.
  • the monitoring sensor is located inside the electrical equipment next to or above the monitored element (elements), and the comparison sensor is either outside the electrical installation or in another part of the electrical installation (an adjacent compartment or cell).
  • the comparison sensor sets a zero value (baseline), relative to which the controller analyzes the gas content in the monitored zone and makes a decision on generating an alarm; and/or makes it possible to distinguish a false alarm from a true one based on the difference in signals recorded by the comparison sensor and the monitoring sensor. This approach makes it possible to lower the threshold value of the content of monitored gases when generating an alarm and to reduce the probability of false alarms.
  • the comparison sensor since the comparison sensor is operated under the same conditions as the control sensor, the poisoning of the sensing element, the temperature dependence of the signal, and other parameters of the comparison sensor and the control sensor will be close. This allows for an even greater increase in the sensitivity of the method. Taking into account the exponential dependence of the defect development rate on temperature, the use of the comparison sensor allows for a significant increase in the detection of defects at early stages and a reduction in the number of false alarms.
  • the system takes the value of signal 1 sr , characterizing the content of background gases and generated by one or more comparison sensors, as the baseline.
  • the use of the system according to the claimed group of inventions makes it possible to recognize and filter out false alarms by comparing the values of signals recorded by the monitoring sensor with the values of signals recorded by comparison sensor, according to the simplest algorithm given above, or according to more complex algorithms disclosed in the description below.
  • the present invention can use various methods of comparing the values of signals registered by sensors characterizing the gas content: absolute values of signals at each moment in time, averaged values of signals for different time periods, integral or differential values of signals (in the latter case, not the relative values of the signals themselves will be taken into account, but the rate of their growth), averaged values of signals obtained from several external comparison sensors or monitoring sensors can be compared. All these approaches allow optimizing the operation of the system for a specific application task, since each type of defect has its own development features. What is common in all cases is that the signals registered by the monitoring sensor, recording the total content of background and signal gases, and the comparison sensor, recording the concentration of only background gases, are analyzed.
  • the claimed system may contain more than one S cp , and/or more than one S K . If the system contains more than one S cp , the generation of a notification about overheating of electrical equipment elements and/or the transmission of information about such overheating to another device may occur by comparing pre-averaged values of signals characterizing the content of background gases detected by all or some S cp with the same or different contribution of each individual sensor. Similarly, when using several monitoring sensors, different algorithms for calculating the value of the signal gas may be used: by the average concentration or by the smaller recorded value of the signal.
  • the system can implement adaptive logic of operation.
  • the set threshold concentration value changes during operation based on the maximum change (oscillation amplitude) of the signals the monitoring sensor or the comparison sensor over a long period.
  • This approach is preferable, since, depending on the external conditions and the characteristics of the electrical equipment being monitored, it is not always possible to reliably determine the threshold values of the signal gas, and the use of a single fixed (universal) threshold value for all types of electrical installations can lead either to false alarms or, on the contrary, to a decrease in the sensitivity of the system.
  • the controller generates an overheating notification when the signal of the monitoring sensor exceeds the signal of the comparison sensor not by a fixed threshold value, but by a constantly changing threshold value.
  • the adaptive threshold value can be equal to the maximum difference in values between the monitoring sensor and the comparison sensor, multiplied by a constant (the value of which is mainly in the range from 2 to 5).
  • a constant the value of which is mainly in the range from 2 to 5.
  • an array of signal values obtained from all comparison sensors forms a variance (i.e. a measure of the spread) of the background gas signal values relative to the average value of these signals.
  • the controller can also calculate the standard deviation, which is usually the square root of the dispersion, or calculated using other calculation methods.
  • the overheating notification is generated only if the signal registered by one of the S K is out of the set formed by the dispersion or standard deviation from the average value of the signals S cp . If the S K values are within the specified set, the overheating notification is not generated. In this case, the entire set of calculated values is formed depending on the data received from all S K and Sep at each moment in time.
  • the adaptive threshold value and the use of the above-described principle of operation of the system in the case of the presence of several S cp and/or S K additionally increases the reliability of detecting overheating of electrical equipment, since it allows to reduce the absolute value of the threshold concentration, upon detection of which the S K sensor triggers the system, and makes the system independent of the established threshold values.
  • the generation of a notification about overheating of electrical equipment elements and/or the transmission of information about such overheating to another device may occur when the average value is exceeded.
  • values of signals characterizing the gas content registered by all or some S K with the same or different contribution of the exceeded signal values registered by each individual S K .
  • An increase in the number of monitoring sensors additionally contributes to an increase in the reliability of detecting overheating of electrical equipment elements, especially in large-sized electrical equipment, such as, for example, large-volume distribution cabinets, since each S K will analyze a certain volume of air surrounding it.
  • Gases released during overheating of equipment elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them are initially localized in the immediate vicinity of the overheating point and spread throughout the volume of electrical equipment over time due to diffusion processes, the rate of which depends on many factors, for example, forced ventilation.
  • S K it is important that S K is located as close as possible to the overheating point in order to reduce the delay in the formation of a local overheating notification by the system. Therefore, placing several S K in different places of the monitored zones will allow timely detection of pre-fire situations associated with the release of polymer insulation products and other materials.
  • the system can use a combination of a fixed threshold value and adaptive logic and be based on the calculation and comparison of running average parameters recorded by the sensor.
  • the controller receiving data from the monitoring sensor, calculates two indicators: a long-term running average calculated as the average value of the recorded parameters over a long period of time, characterizing the rate of change of the air mixture parameters not associated with overheating of the controlled element (usually more than 5 minutes) and a short-term running average calculated for a time period equal to the time of active growth of the concentration of signal gases, when the controlled element reaches the threshold temperature (preferably less than one minute).
  • the long-term running average actually characterizes the presence of background gases, the concentration of which usually changes slowly over time, and sets the baseline relative to which the short-term running average is compared, characterizing the average concentration of signal gases.
  • the threshold value of the difference between the short and long running averages can either be set during manufacturing, design, commissioning of equipment, start-up and adjustment works, or be adjusted in automatic mode taking into account fluctuations in the concentration of background gases during operation, recorded, among other things, by the comparison sensor.
  • the accuracy and sensitivity of the system can be adjusted by selecting the time interval for calculating the long-term running average: the longer the period of time taken into account, the smaller the contribution to the value of the short-term running average will be made by background gases.
  • Such adjustment can also be carried out automatically depending on the data received from the comparison sensor.
  • the presence of S cp is necessary not only for adjusting the adaptive threshold and the time period for determining the long-term running average, but also for confirming that the threshold value has been exceeded by the monitoring sensor, in the event of a sharp increase in the concentration of signal gases in the ambient air for reasons not related to overheating of the monitored elements.
  • the average volume of one cell of electrical equipment is from 100 l to 1000 l (1 m 3 ). It was experimentally established that the mass of products released from insulating materials during overheating of electrical equipment elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them, for the determination of the content of which gas sensors are configured, does not exceed 1 g. Under normal conditions, the molar volume of any gas is taken as 22.4 l/mol, the molar mass of air is 29 g/mol, and the average molar mass of signal gases is 200 g/mol.
  • the concentration of measured products in the controlled area will be on average 30-300 ppm. Therefore, for reliable and reliable operation, the system must record an excess of signal gases in the range of 30-300 ppm. At the same time, the concentration of other gases that can also be detected by sensors is significantly higher, for example, the concentration of CO2 in the atmosphere in some cases can reach 1000 ppm and higher. This fact additionally indicates the need to use a comparison sensor.
  • a sensor that changes some parameter during adsorption or reaction with a certain class of substances.
  • a sensor can measure the conductivity of the medium between two sensitive elements, depending on the composition of this medium, and generate a signal, the value of which will be the higher, the greater the content of gases that caused this change.
  • the absolute concentration of signal gases will be unknown, but its change will lead to a change in one of the sensor parameters, which will lead to the formation of a signal by the gas sensor and will indicate a change in the composition of the air environment.
  • Sensors that detect a change in the composition of the gas-air environment by an indirect change in their parameters and generate a signal proportional to this change are widely used in various gas analytical systems due to their convenience, reliability, ease of use, compactness and low cost, and therefore their use is preferable within the framework of the claimed group of inventions.
  • semiconductor, thermocatalytic, conductometric, electrochemical, optical and other types of sensors can be used as gas sensors, each of which has a number of features.
  • thermocatalytic sensors monitor heat generation resulting from oxidation of the analyzed gas on the surface of a thermocatalytic element, which is a platinum thread heated to a high temperature and covered with a catalyst layer, and the heat generation value directly depends on the molar concentration of this gas.
  • thermocatalytic element which is a platinum thread heated to a high temperature and covered with a catalyst layer
  • Their advantages include high speed and the presence of an explosion-proof shell, however, the thermocatalytic element quickly degrades, and the sensor itself has high energy consumption and requires constant connection to the electrical network, which limits the scope of their use.
  • electrochemical sensors The principle of operation of electrochemical sensors is based on the interaction of the analyzed gas with a sensitive layer located directly on the working electrode or in a layer of electrolyte solution near it. Such sensors provide high selectivity and measurement accuracy, but the presence of liquid electrolyte reduces their service life and makes them less preferable for use in electrical installations.
  • Optical gas sensors are based on the absorption of gases of certain wavelengths, usually in the infrared range. The absorption coefficient is directly proportional to the concentration of gases.
  • the advantage of optical sensors is a long service life and the absence of the aging effect, since the sensitive element of the sensor is protected from the effects of the analyzed gases. Sensors of this type can also operate in a wide range of concentrations.
  • optical sensors can be adjusted to absorb certain wavelengths
  • such sensors are highly sensitive to the concentration of water, carbon dioxide and other compounds that may be contained in the atmosphere (e.g., flammable liquid vapors). This leads to significant fluctuations in the measured parameters of both the control sensor and the comparison sensor over time. The latter circumstance prevents a decrease in the sensitivity threshold of this type of sensors. Adjusting optical sensors to determine the absorption of wavelengths allows increasing selectivity and sensitivity, but significantly complicates the system.
  • Semiconductor sensors are one of the main types of sensors used in gas analysis systems. Their operating principle is based on the change in the resistance of the sensitive layer when exposed to the measured gas. Wide-bandgap semiconductors (oxides and chalcogenides of metals: SnO 2 , ZnO, TiO 2 , WO3, SnO 2 etc.) are usually used as such a sensitive layer, reversible chemisorption of the measured gases on which leads to reversible changes in conductivity. Their advantage is not only high sensitivity, a wide dynamic range of measured concentrations, but also low energy consumption.
  • the preference for using sensors of this type for the declared system of automatic detection of overheating of electrical equipment elements is due to the fact that when the insulating materials of the controlled electrical equipment elements overheat, as a rule, including cross-linked polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), rubber, silicone, epoxy resin, etc., are released reducing gases (for example, ethylene, vinyl chloride, isoprene, butylene, ⁇ 1, ⁇ 2 , ⁇ , etc.), which can be determined by oxidizing semiconductor materials in low concentrations.
  • semiconductor sensors react weakly to the products of complete oxidation of organic substances, for example, ⁇ 2 , oxygen, and other substances with low reactivity that are present in the air. in relatively high concentrations. This allows for an additional increase in the sensitivity of the system and ensures its reliable operation at low concentrations of substances formed as a result of overheating of electrical equipment elements (for example, the occurrence of partial arc discharges), indicating the initial stage of defect development.
  • the claimed group of inventions is not limited to the use of a gas sensor of a certain type.
  • an important criterion when choosing the type of sensors used is the selective registration of products released during overheating of insulating materials of electrical equipment elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them, relative to gases that may be present in the atmosphere during normal system operation.
  • gases include: flammable liquids used in servicing electrical installations, as well as during repair and painting work; flue gases released during operation of internal combustion engines, boiler houses, gas turbines, etc.; methane, gasoline or diesel fuel vapors, emissions from chemical plants; odorants; detergents and disinfectants, etc.
  • All the sensors described above which can be used in the claimed group of inventions, provide continuous and repeated recording of products released during overheating of the controlled elements of electrical equipment or thermally activated gas-emitting materials installed on them, as well as background gases both in the controlled zone and outside it throughout the entire service life, which also ensures the reliability of detecting overheating of elements of electrical equipment.
  • the sensors used in the claimed system are semiconductor type sensors, the sensitive element of which is designed with the possibility of continuous or repeated detection of gases released during heating of insulating materials, including, in particular, cross-linked polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), rubber, silicone, epoxy resin.
  • the sensors are designed with the possibility of recording the said gases in concentrations from 30-100 ppm.
  • the sensitive element of the sensors is designed with the ability to register products released during heating of thermally activated materials, preferably multiple action, included in the composition of products or coatings installed or applied to the controlled elements of electrical equipment.
  • TGMs contain a signal gas encapsulated or otherwise hermetically sealed from the environment, the release of which occurs at a relatively low temperature. Encapsulated materials available on the market have a high content of signal gases (more than 30%) and an initial temperature of gas release specified with sufficient accuracy. TGMs are usually used in the composition of special stickers, clips, varnishes or coatings.
  • Thermally activated gas-emitting materials are suitable for use in the following cases:
  • the signal gases contained in the TGM can be selected in such a way that the sensitivity and selectivity of the sensor with respect to these gases is maximum.
  • thermally activated gas-emitting materials Another advantage of using thermally activated gas-emitting materials is the ability to record the overheating temperature of the controlled element by using TGM with a given threshold temperature.
  • Gas release from thermally activated materials when heated to a threshold temperature usually occurs abruptly, which leads to a sharp increase in the concentration of signal gases. This allows for an increase in the reliability of detecting overheating of electrical equipment components, especially in relation to the system response algorithms described in this application.
  • the signal gases used in TGM are usually selected in such a way that their measured parameters are outside the areas overlapping with the parameters of background gases, which allows for more selective adjustment of the sensitive elements of the sensors, thereby increasing their sensitivity.
  • High sensitivity allows for the use of products including TGM of relatively small sizes, for example, stickers 1-20 cm long and 0.5-5 mm thick, or coatings including TGM.
  • the content of signal gases in such products (coatings) is small, due to the small volume of the heat-sensitive layer. On the other hand, this amount is sufficient for reliable registration of overheating.
  • the small size of the products containing TGM allows them to be installed on small elements of electrical installations: wires with a cross-section of 0.75 mm2 , terminal blocks, blocks, circuit breakers and other small equipment, the overheating control of which is impossible by other methods.
  • Another important advantage of increasing sensitivity by the described method is the possibility of using the invention, including TGM, even in ventilated electrical installations.
  • the use of the system according to the present group of inventions together with the TGM allows to significantly increase sensitivity, reduce the probability of false alarms and register the achievement of overheating of local elements to specified temperatures before the development of emergency defects or fire.
  • heating is associated with the load current.
  • the dependence is quadratic and obeys the Joule-Lenz law. Since the load of electrical equipment often changes significantly during operation, after the occurrence of a defect, heating can occur cyclically. In this case, the insulation materials of the heated element will gradually, from cycle to cycle, emit a small portion of signal gas, up to the complete destruction of the material. In this case, the system according to the claimed group of inventions will generate a notification at each overheating.
  • thermally activated gas-emitting materials as already mentioned above, the multiple registration can be ensured by the features of the TGM structure, for example, the content of a large number of microencapsulated particles of different sizes and different opening temperatures.
  • thermosetting polymer containing a continuous phase formed by a thermosetting polymer, the pores of which are filled with a sulfur-containing odorant or freon [EA201890482, publication date 06/29/2018]. Due to the special structure of the material and the use of thermosetting polymers, when a given temperature is reached, only part of the pores open with the release of the gas contained in them and the integrity of the remaining pores is maintained, which ensures multiple gas emission in repeated heating/cooling cycles. Therefore, the use of such heat-activated stickers provides the possibility of multiple detection of overheating of electrical equipment elements without replacing the system or its individual parts.
  • the combination of a polymer composite material with odorants filling its pores ensures not only the integrity of the material at temperatures close to, but not reaching, the opening temperature, but also the explosive destruction of part of the pores when heated to threshold values, leading to the simultaneous release of a sufficient amount of signal gas for detection by the sensor.
  • the use of predominantly thermally activated gas-emitting stickers described in the source [EA201890482] ensures multiple triggering of the system according to the claimed group of inventions, as well as its speed.
  • S K and S cp have a sensing element of the same type and are designed to register gases belonging to classes of compounds selected from the list: halocarbons, hydrogen halides, halohydrocarbons, alkenes, alkanes, mercaptans, acids or mixtures thereof, preferably gases selected from the list: carbon tetrafluoride, tetrafluoroethylene, tetrachloroethylene, trifluorochloromethane, chloroform, dichloromethane, methyl chloride, methyl bromide, trifluoromethane, ethyl chloride, vinyl chloride, hydrogen fluoride, hydrogen chloride, ethylene, propylene, butadiene, isoprene, methane, ethane, butane, hexane, methyl mercaptan, dimethyl sulfide, ethyl mercaptan, diethyl sulfide, nitric acid, nitro
  • the sensors of the gas analytical system generate a response (signal) not to any specific gas, but, most often, to several gases (gas mixture) to which the sensors are tuned. systems. In this case, some gases can make a greater contribution to this response, while others make a smaller contribution.
  • the monitoring sensor should be installed in such a way as to detect to the maximum extent the products released during overheating of the monitored elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them, and the comparison sensor, accordingly, should be installed in such a way as to detect to a minimum extent the products released during overheating of the monitored elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them, and to the maximum extent the background gases are registered. It is preferable to install the monitoring sensor above the monitored element, and the comparison sensor - in such a way as to prevent it from getting on it.
  • the values of the signals characterizing the content of gases, for the detection of which the sensitive elements in the sensors S K and S cp are configured, are transmitted to the controller, which processes the data received from both sensors either simultaneously or with a certain time delay, determined experimentally for a specific electrical installation.
  • the controller according to the claimed group of inventions is designed with the ability to generate a notification about overheating after receiving and processing using a set of logical operations of data received from sensors associated with it.
  • the controller can issue a notification about overheating of the controlled elements in the form of a sound, light, graphic or other notification, or in the form of a control command, for example, to turn off or reduce the load.
  • the controller can also transmit the generated notification to another device, for example, to an external receiving device.
  • the type of notification used about the occurrence of a pre-fire or emergency situation is determined based on the technical documentation of the controlled electrical equipment, as well as the ease of use of the system.
  • the controller is designed with the ability to generate a notification about overheating of electrical equipment elements, and/or control them, when S K is exposed to products released during overheating of controlled electrical equipment elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them, in a concentration higher than a specified limit value, regardless of the current concentration of background gases determined by S cp .
  • This capability allows for the detection of rapidly developing defects that lead to instantaneous overheating, ignition, and excess concentration of signal gases in all controlled zones of the electrical installation. In this case, timely shutdown of the electrical installation allows preventing the development of a fire and minimizing damage to adjacent equipment.
  • the declared system can use various algorithms when generating a notification about overheating of electrical equipment elements and/or transmitting information about such overheating to another device.
  • the controller may use one or more of the following algorithms for processing signals received from the gas sensors: calculating the running average value from each sensor for a specified period of time; adjusting the reference (zero) value; determining the reduced running average value as the difference between two running average values received from one sensor for two different periods of time, preferably a short period of less than one minute and a long period of more than 5 minutes; comparing the reduced running average value with a threshold value and generating an overheating notification if it is exceeded; determining the average value of the signal received from different sensors by averaging the reduced running average values; comparing the difference between the reduced running average values of the signals from the comparison sensor and the monitoring sensor, including those calculated for different periods of time, with a specified threshold value; determining the growth rate of the reduced running average value and comparing it with the set threshold value; comparison of the signal received from the control sensor with the set threshold value; determination of the rate of growth of the difference between the reduced running average value of the signal of the control sensor and the comparison sensor and its comparison with the established threshold value; determination or
  • system according to the claimed group of inventions can be additionally equipped with temperature sensors to further increase the accuracy and determine the numerical value of the temperature to which overheating occurred.
  • the claimed system additionally has a self-diagnostic function informing about the need to replace the sensitive element of one or more sensors, which increases the overall safety of using both the system and the electrical equipment as a whole.
  • Sensor diagnostics as a rule, consists of regularly automatically measuring the resistance of the sensitive element and/or heater or other sensor parameters and generating a corresponding notification when the resistance value goes beyond the established limits.
  • the controller can generate a notification about overheating of the controlled element and/or transmit information about such overheating to another device when one or more S cp are exposed to products released during overheating of the controlled elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them, and also taking into account the concentration of background or signal gases that have affected the sensors during the previous period of time.
  • the specified technical result is achieved by means of a method for testing the specified system, which includes the following actions: installing S K in the first gas chamber and installing S cp in the second gas chamber, connecting the controller to the specified sensors; - registration of the fact of the system’s operation in conditions of the absence of the influence of background gases on S cp by heating the model element in the first chamber and/or determining threshold concentrations by dosing the model gas into the first chamber;
  • heating of the model element may include heating of a thermally activated gas-emitting material, preferably included in the composition of a thermally activated gas-emitting sticker, preferably multiple-action, installed on the controlled element in a gas chamber with a control sensor.
  • the controller can also be combined with one of the sensors.
  • a sensor combined with the controller is installed in one of the gas chambers, and the other sensor, installed in another gas chamber, is connected to the controller via wired or wireless communication.
  • the specified method provides a clear, regulated check of the system’s compliance with the conditions and algorithms described in the first object of the claimed group of inventions, for its further use in detecting overheating of electrical equipment elements.
  • the specified technical result is achieved through a method for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, including:
  • the controller is installed in an arbitrary location and communicates with at least two gas sensors, including at least one SK and at least one S cp , wired or wireless, and can additionally communicate with another device; processing the overheating notification generated by the controller with subsequent issuance of an information message and/or transmission of data to another device.
  • the monitoring sensor (S K ) can be installed inside the electrical installation near the monitored elements of electrical equipment, i.e. inside the monitored zone, in such a way as to register the products released during overheating of the monitored elements of electrical equipment or the thermally activated gas-emitting materials installed on them, and the comparison sensor S cp can be installed in the external zone, i.e. outside the monitored zone, but near it, in such a way as to determine the concentration of background gases in the absence of products released during overheating of the monitored elements or the thermally activated gas-emitting materials installed on them.
  • the comparison sensor can also be placed in another part of the electrical installation. It is permissible to install the comparison sensor in the monitored zone, in a place where the concentration of the signal gas will be minimal.
  • comparison sensor For example, in the place of air inflow or in the lowest part of the installation.
  • the possibility of such installation of the comparison sensor is due to the fact that the products released during overheating of the monitored elements of electrical equipment or the thermally activated gas-emitting materials installed on them have a temperature higher than the ambient temperature and rise upward.
  • the controller generates a notification about overheating of the controlled element and/or transmission of information about such overheating to another device when at least one S cp is affected by products released during overheating of the controlled elements of electrical equipment or thermally activated gas-emitting materials installed on them.
  • the comparison sensor simultaneously performs the function of a monitoring sensor, but for the elements of that compartment of the electrical installation (controlled zone) in which it is installed.
  • the controller is combined with one of the gas sensors, it is placed in accordance with the location of this gas sensor, while the remaining sensors of the system communicate with it via wired or wireless communication.
  • the controller In the case of a separately made controller that communicates with all sensors of the system via wired or wireless communication, its place placement does not affect the operation of the system according to the invention. It is noted that it is recommended to install the controller in a place convenient for installation and maintenance during the operation of the system.
  • the group of inventions in particular cases, is intended to detect overheating of contacts and contact connections of closed electrical equipment, including contact connections of electrical panels, complete distribution devices, low-voltage complete devices, boxes of the distribution block of the beginnings of windings. Also, the group of inventions can be intended to detect overheating of insulating materials of electrical equipment elements, including cable joints, as well as to prevent fires and detect defects in insulating materials of electrical equipment elements that occur as a result of the passage of arc discharges.
  • Fig. 1 - A system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, including a monitoring gas sensor S K , installed inside the controlled zone near the controlled element of electrical equipment, a comparison gas sensor S cp , installed in the external zone, outside the controlled zone, and a controller connected to both sensors by wired (a) and wireless (b) communication.
  • a monitoring gas sensor S K installed inside the controlled zone near the controlled element of electrical equipment
  • a comparison gas sensor S cp installed in the external zone, outside the controlled zone
  • a controller connected to both sensors by wired (a) and wireless (b) communication.
  • Fig. 2 - A system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, including a monitoring gas sensor S K , installed inside a monitored zone near a monitored element of electrical equipment, a comparison gas sensor S cp , installed in an external zone, outside the monitored zone, and a controller connected to both sensors by wire (a) and wireless (b) communication, wherein the monitored element additionally contains a thermally activated gas-emitting material (TGM).
  • TGM thermally activated gas-emitting material
  • Fig. 3 Automatic detection system for overheating of electrical equipment elements, including a monitoring gas sensor S K , placed into the first gas chamber (a) or into a gas chamber containing a heating element with a TGM (b), a comparison gas sensor S cp placed in the second gas chamber, and a controller connected to both sensors by wire communication.
  • Fig. 36 shows a special case using a thermally activated gas-emitting sticker as a TGM.
  • Fig. 4 System for automatic detection of overheating of electrical equipment elements, including a monitoring gas sensor S K , installed inside the controlled zone near the controlled element of electrical equipment, several comparison gas sensors S cp n , installed in the external zone, outside the controlled zone in different places, and a controller connected to all sensors by wire (a) and wireless (b) communication.
  • Fig. 5 - A system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, including several monitoring gas sensors S K m, each of which is installed inside a separate monitored zone near the monitored electrical equipment elements, several comparison gas sensors S cp n, installed in the external zone, outside these monitored zones, and a controller connected to all sensors by wire (a) and wireless (b) communication.
  • Fig. 6 - A system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, including a monitoring gas sensor S K , installed in the upper part inside the controlled zone near the controlled element of electrical equipment, a comparison gas sensor S cp , installed in the lower part inside the controlled zone, remotely from the controlled element, and a controller connected to both sensors by wired (a) and wireless (b) communication.
  • a monitoring gas sensor S K installed in the upper part inside the controlled zone near the controlled element of electrical equipment
  • a comparison gas sensor S cp installed in the lower part inside the controlled zone, remotely from the controlled element
  • a controller connected to both sensors by wired (a) and wireless (b) communication.
  • Fig. 7 Schematic graph of the dependence of the intensity I of the signal recorded by the gas sensor on the parameter X of the gas mixture separately for background gases, products released during overheating of the controlled elements of electrical equipment, and gases released during overheating of thermally activated gas-emitting materials installed on the controlled elements of electrical equipment (a) and in generalized form (b).
  • Fig. 7 Schematic graph of the dependence of the intensity I of the signal recorded by the gas sensor on the parameter X of the gas mixture separately for background gases, products released during overheating of the controlled elements of electrical equipment, and gases released during overheating of thermally activated gas-emitting materials installed on the controlled elements of electrical equipment (a) and in generalized form (b).
  • FIG. 1 shows a system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, placed on electrical equipment in such a way that the monitoring gas sensor S K 5 is located in the controlled zone 1, in the immediate vicinity of the controlled element of electrical equipment 2, to ensure the possibility of registering products 4 released during overheating 3 of this element, and the comparison gas sensor S cp 6 is located in the external zone outside the controlled zone 1, outside the electrical equipment so as to register background gases without registering products 4 released during overheating 3 of the controlled element 2, wherein both sensors are connected to the controller 7 by a wired (Fig. 1a) or wireless (Fig. 16) link 10 or 11, respectively (system design options).
  • Fig. 2 shows a system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, placed on electrical equipment in such a way that the monitoring gas sensor S K 5 is located in the controlled zone 1, in the immediate vicinity of the controlled element of electrical equipment 2, on which the TGM 8 is located, to ensure the possibility of registering products (gases) 4 released during the activation of this material 8 as a result of overheating 3 of this element, and the comparison gas sensor S cp 6 is located in the external zone outside the controlled zone 1, outside the electrical equipment so as to register background gases without registering products 4 released during the activation of material 8 as a result of overheating 3 of the controlled element 2, wherein both sensors are connected to the controller 7 by a wired (Fig. 2a) or wireless (Fig. 2b) link 10 or 11, respectively (system embodiments).
  • Fig. 2 shows a special case in which a thermally activated gas-emitting sticker is used as the TGM.
  • Fig. 3 shows a system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, installed in gas chambers to illustrate the method of using and testing this system, in such a way that the monitoring gas sensor S K 5 is placed in the first gas chamber 9 (Fig. 3a), or in the first gas chamber 9 containing a controlled heating element 2 on which a TGM 8 is located (in Fig. 36, as an example of using a TGM, a thermally activated gas-emitting sticker is shown), which emits gases 4 as a result of overheating 3, for the registration of which the sensors are configured, and the gas
  • the comparison sensor S cp is placed in the second gas chamber 9, while both sensors are connected to the controller 7 by a wire connection 10 (system design options).
  • Fig. 4 shows a system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, placed on electrical equipment in such a way that the monitoring gas sensor S K 5 is located in the controlled zone 1, in the immediate vicinity of the controlled element 2, in order to ensure the possibility of registering the products 4 released during overheating 3 of this element, three comparison gas sensors S cp lS cp 3 6 are located in the external zone outside the controlled zone 1, outside the electrical equipment in different places (for example, from above, below and on the side, as shown in Fig. 4) so as to register background gases without taking into account the content of the products 4 released during overheating 3 of the controlled element 2, wherein all sensors are connected to the controller 7 by wire (Fig. 4a) or wireless (Fig. 4b) communication 10 or 11, respectively (versions of the system with three comparison sensors and one monitoring sensor).
  • Fig. 5 shows a system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, located on electrical equipment consisting of three closed controlled zones EO1-EOZ, in such a way that the monitoring gas sensors S K 1-S K 3 5 are located in the controlled zones 1, in the immediate vicinity of the controlled elements 2 inside the corresponding closed controlled zones 1 EO1-EOZ to ensure the possibility of registering the products 4 released during overheating 3 of these elements, three comparison gas sensors S cp lS cp 3 6 are located in the outer zone outside the controlled zones 1, outside the closed volumes of the electrical equipment so as to register background gases without taking into account the content of the products 4 released during overheating 3 of the controlled elements 2, wherein all sensors are connected to the controller 7 by a wired (Fig. 5a) or wireless (Fig. 5b) link 10 or 11, respectively (versions of the system with three comparison sensors and three monitoring sensors).
  • Fig. 6 shows a system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, placed on electrical equipment in such a way that the monitoring gas sensor S K 5 is located in the upper part inside the controlled zone 1, in the immediate vicinity of the controlled element 2, to ensure the possibility of registering products 4 released during overheating. 3 of this element, and the comparison gas sensor S cp 6 is located in the lower part inside the controlled zone 1 so as to register background gases without registering products 4 released during overheating 3 of the controlled element 2, while both sensors are connected to the controller 7 by wire (Fig. 6a) or wireless (Fig. 6b) communication 10 or 11, respectively (system design options).
  • Fig. 7a is a schematic representation of an approximate graph of the dependence of the intensity (I) of the signal recorded by the gas sensor on the parameter of the gas mixture (X) separately for background gases (dashed line, a), products released during overheating of the controlled elements of electrical equipment (solid line, b), and signal gases (bold line, c).
  • the graph shows the possible overlap of the signal characterizing the content of products released during overheating of the controlled elements with signals characterizing the content of background gases, even in the region of maximum intensity I max , as well as the preferred location of the signal characterizing the content of gases released from thermally activated gas-emitting materials relative to the signals characterizing the content of background gases.
  • Fig. 7b is a schematic representation of an approximate graph of the dependence of the intensity (I) of the signal recorded by the gas sensor on the parameter of the gas mixture (X) in generalized form.
  • the group of inventions may be intended to detect overheating of conductive elements, cables and cable joints, contacts and contact connections, as well as other elements of closed electrical equipment, including contact connections of electrical panels, complete switchgear units, low-voltage complete devices, boxes of the distribution block of the beginning of windings.
  • the group of inventions may also be intended to detect overheating of insulating materials of electrical equipment elements, including cable joints, to prevent fires of electrical equipment, and to detect defects in insulating materials of electrical equipment elements that arise as a result of the passage of arc discharges.
  • the system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements includes: a gas sensor S K 5, intended for detecting gases 4, released during heating 3 of the controlled element 2 or thermally activated gas-emitting materials 8 installed on it; a gas sensor S C p 6, intended for determining the concentration of background gases in the air near the controlled zone 1; a controller 7, made with the possibility of connecting to at least two gas sensors, including at least one monitoring sensor S K 5 and at least one comparison sensor S C p 6, and generating a notification about overheating and/or transmitting information about such overheating to another device.
  • Sensors with different types of sensitive elements and based on the detection of different air parameters can be used as gas sensors in the claimed group of inventions.
  • such sensors can be semiconductor, thermocatalytic, conductometric, electrochemical, optical and others.
  • the condition for the controller to generate an overheating notification is the registration of the effect on the monitoring sensor of products released during overheating of the controlled element or thermally activated gas-emitting materials installed on it, taking into account the concentration of background gases detected by the comparison sensor, which has a sensitive element of the same type as the monitoring sensor.
  • the type of sensors, their sensitivity and quantity are determined based on the specific task, the solution of which is aimed at using the claimed group of inventions, the type of electrical equipment being monitored and other factors. It is most preferable to use in the system according to the claimed group of inventions semiconductor sensors, the sensitive element of which is designed with the ability to detect gases released during heating of the following types of insulating materials, including, in particular, cross-linked polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), rubber, silicone, epoxy resin, as well as during overheating of thermally activated gas-emitting stickers installed on the controlled elements, due to the higher sensitivity of such sensors to the products of thermal destruction of insulating materials materials of controlled elements of electrical equipment, lower energy consumption and longer service life compared to other sensors
  • PE cross-linked polyethylene
  • PVC polyvinyl chloride
  • silicone silicone
  • epoxy resin epoxy resin
  • the system may additionally include thermally activated gas-emitting materials, primarily of multiple action, included in the composition of products or coatings installed or applied to the controlled elements.
  • Gas sensors 5-6 should preferably have the following technical characteristics: the minimum threshold concentration of the gases being monitored is 100 ppm for freons and CO, 50 ppm for alkanes (CnHgp+g) and alkenes (CnHgp) with n ⁇ 4; they are structurally implemented as a single module; the supply voltage of the sensors is 5 V DC; the service life is at least 10 years from the date of manufacture.
  • the system may contain special thermally activated gas-emitting materials (TGM), preferably multiple-action, which emit signal gases when heated above a threshold temperature (Fig. 2).
  • TGM thermally activated gas-emitting materials
  • Such materials may be included in the composition of heat-activated gas-emitting stickers 8, clips or cambrics, as well as heat-activated paints, varnishes or coatings, and may be installed or applied to monitored non-insulated elements of electrical equipment 2, overheating 3 of which results in a violation of the integrity of the TGM layer 8 and the release of the gas 4 contained therein, for the detection of which the monitoring sensor 5 is configured.
  • TGMs have the ability to repeatedly release gas in repeating heating/cooling cycles, which ensures the possibility of multiple detection of overheating of electrical equipment elements without replacing the system or its individual parts.
  • the claimed group of inventions primarily uses heat-activated gas-emitting stickers of multiple action, produced by the company ThermoElectrika LLC and made of a polymer composite material containing a continuous phase formed thermosetting polymer, the pores of which are filled with a sulfur-containing odorant or freon.
  • the system sensors are tuned to selective gases released from these thermally activated gas-emitting stickers.
  • the advantage of these stickers is that when heated once to a temperature exceeding the threshold, only part of the pores filled with the odorant opens and gas is partially released.
  • the ability of these stickers to repeatedly release signal gases in repeated cycles of heating to the threshold temperature and cooling ensures multiple triggering of the system according to the claimed group of inventions.
  • TGM 8 must have the following set of technical characteristics: signal gas content - not less than 50%; response temperature of 80-150 °C; the signal gas emitted from the TGM has a hazard class of not lower than the 4th and an electric strength of not less than 15 kV/cm; the threshold sensitivity of the sensors to the signal gas emitted from the TGM is not less than 100 ppm; TGM do not emit harmful substances and are classified as low-hazard in terms of impact on the human body; retain their characteristics after five-fold cooling to the minimum operating temperature with subsequent heating to a temperature 10 °C below the response temperature.
  • heat-activated gas-emitting stickers in addition to the above characteristics, may also have adhesion of the adhesive layer to stainless steel of not less than 15 N/25 mm and resistance of the adhesive layer under the influence of various oils, fats, water, acids, salts, alkalis, solvents; have an electrical strength of at least 18 kV/mm; a minimum bending radius at 24 °C of 2 mm, at 0 °C of 12 mm; a service life of at least 10 years from the date of manufacture.
  • S K 5 and S cp 6 are configured to detect gases belonging to classes of compounds selected from the list: halocarbons, hydrogen halides, halohydrocarbons, alkenes, alkanes, mercaptans, acids or mixtures thereof, preferably gases selected from the list: carbon tetrafluoride, tetrafluoroethylene, tetrachloroethylene, trifluorochloromethane, chloroform, dichloromethane, methyl chloride, methyl bromide, trifluoromethane, ethyl chloride, vinyl chloride, hydrogen fluoride, hydrogen chloride, ethylene, propylene, butadiene, isoprene, methane, ethane, butane, hexane, methyl mercaptan, dimethyl sulfide, ethyl mercaptan, diethyl sulfide, nitric acid, nitrous acid or mixtures thereof.
  • gases selected from the list
  • a monitoring sensor (5, S K ) and is installed inside the monitored zone 1 near the monitored elements of electrical equipment 2 in such a way as to determine the concentration of products 4 released during overheating 3 of the monitored elements of electrical equipment 2
  • the other sensor is a comparison sensor (6, S cp ) and is installed outside the monitored zone in such a way as to determine the concentration of background gases without monitoring the products 4 released during overheating 3 of the monitored elements 2.
  • the analysis of the signals coming to the controller from the monitoring sensor and the comparison sensor is carried out by comparing their difference, calculated as the difference in the signal values or according to more complex algorithms, including with a predetermined threshold value.
  • the claimed system may contain more than one S cp 6, and/or more than one S K 5 (Fig. 4-5). If the system contains more than one S cp 6, the generation of a notification about overheating of the controlled element and/or the transmission of information about such overheating to another device may occur taking into account the average value of gas concentrations determined by all or some S cp 6, with the same or different contribution of the content of background gases, the concentration of which is determined by each individual S cp 6.
  • the generation of a notification about overheating 3 of the controlled element 2 and/or the transmission of information about such overheating to another device may occur when the average concentration of gases detected by all or some S K 5, with the same or different contribution of the excess concentration of products 4 released during overheating 3 of the controlled elements 2 of the electrical equipment or thermally activated gas-emitting materials 8 installed on them, detected by each individual S K 5, exceeds specified threshold values.
  • the system according to the present group of inventions can function without a given threshold concentration value.
  • the controller can also take into account the values of gas concentrations obtained from all or some S cp , but the comparison of data obtained from the monitoring sensor will not occur with a fixed threshold value, but, for example, with a dynamic average value, which is calculated at each moment in time and depends in a certain way on the concentrations recorded by the comparison sensors.
  • the baseline characterizing the background gas content is determined by the value of long-term running average values of signals received from the monitoring sensor, and the current content of signal gases in the controlled area is determined as a short-term running average value of the monitoring sensor signals.
  • the time interval for which the long-term running average is calculated is more than 5 minutes, and the time interval for calculating the short-term running average is less than 1 minute.
  • the comparison sensor allows not only to cut off false alarms caused by a change in the concentration of background gases, but also to correct the optimal time interval of running average values and adjust adaptive thresholds.
  • the controller 7 is preferably designed with the ability to take into account the concentration of background or signal gases that have affected the sensors 5-6 during the previous period of time.
  • the comparison sensor 6 can also be designed with the ability to register products 4 released during overheating of 3 controlled elements 2 of electrical equipment or thermally activated gas-emitting materials 8 installed on them.
  • the controller 7 can also generate a notification about overheating 3 of the controlled element 2 and/or transmit information about such overheating to another device.
  • the comparison sensor is designed with the ability to take into account the current content of background gases recorded in the range of 10-10000 ppm.
  • the system according to the claimed group of inventions can be additionally equipped with one or more temperature sensors, on the basis of which the controller can also generate an alarm notification about overheating.
  • the presence of temperature sensors allows to further increase the reliability of detecting overheating of electrical equipment elements or to determine the fact of fire.
  • All sensors 5-6 present in the system are connected to the controller 7 using wired 10 or wireless 11 communication.
  • the controller 7 can be connected to one of the gas sensors by combining and linked to the rest sensors of the system via wired or wireless communication.
  • the controller 7 is designed with the ability to generate an overheating notification upon receipt and processing, using a set of algorithms, of data from all sensors present in the system.
  • the controller 7 can issue both a notification informing about overheating of the controlled elements 2 of the electrical equipment, in the form of a sound, light, graphic or other notification, and a control notification, for example, to disconnect the emergency equipment from the network.
  • the controller 7 can also transmit a notification about overheating of the controlled elements of the electrical equipment to an external receiving device and/or provide a combined notification, for example, transmit a notification about overheating of the controlled elements of the electrical equipment to an external receiving device and a control notification to the control elements of the controlled electrical equipment.
  • the type of notification used about overheating of the controlled elements is determined on the basis of the technical documentation of the controlled electrical equipment, as well as the ease of use of the system.
  • Controller 7 used for the declared system may preferably have the following technical characteristics: the presence of an RS-485 digital communication line interface; the presence of the Modbus RTU digital communication line protocol; it has the following control and indication elements: buttons for setting parameters, a digital indicator for displaying the device address and setting parameters, LEDs for indicating the status of connected sensors; the supply voltage is from 12 to 28 V DC (nominal value - 24 V); it has EMC compatibility in accordance with GOST for residential, commercial and industrial areas with low power consumption or for substations and power plants; the enclosure protection rating is at least IP 20; the presence of a discrete output "Alarm"; the service life is at least 10 years from the date of manufacture.
  • the controller 7 can be additionally configured with the possibility of generating a notification about overheating 3 of the controlled element 2 and/or transmitting information about such overheating to another device upon detection of S K 5 products 4 released during overheating of 3 of the controlled elements 2 of the electrical equipment or thermally activated gas-emitting materials 8 installed on them, in a concentration higher than a specified limit value, regardless of the current concentration of background gases recorded by S cp 6.
  • the claimed system additionally has a self-diagnostic function informing about the need to replace the sensitive element of one or more sensors. The need to replace the sensitive element may be due, in particular, to its degradation over time or the end of the established service life.
  • the content of both signal and background gases is recorded by sensors 5-6 by changing certain parameters of the gas-air environment, the values of which characterize the concentration of these gases, but do not determine its numerical absolute value.
  • the comparison of the parameters obtained with S K and S cp is carried out depending on the system settings and, in the simplest case, can be a comparison of the difference in the values of these parameters with a specified threshold value.
  • the concentrations of signal and background gases are compared with the threshold value using mathematical algorithms, and in the case of using several comparison sensors, the threshold value may not be set, and the parameters obtained with S K 5 will be analyzed by controller 7 in the dynamic mode by their inclusion or non-inclusion in the set of values formed by the dispersion or standard deviation from the average value obtained from S cp 6.
  • the system may use the following algorithms when generating a notification of overheating 3 of the controlled element 2 and/or transmitting information about such overheating to another device: calculating the running average value from each sensor for a specified period of time; adjusting the reference (zero) value; determining the reduced running average value as the difference between two running average values obtained from one sensor for two different periods of time, preferably a short period of less than one minute and a long period of more than 5 minutes; comparing the reduced running average value with the threshold value and generating an overheating notification if it is exceeded; determining the average value of the signal received from different sensors by averaging the reduced running average values; comparison of the difference in the reduced running average values of the signals from the comparison sensor and the monitoring sensor, including those calculated over different time periods, with a given threshold value; determination of the growth rate of the reduced running average value and its comparison with the set threshold value; comparison of the signal received from the monitoring sensor with the set threshold value; determination of the growth rate of the difference in the reduced running average value of the signal of the monitoring sensor and
  • the system forms a baseline against which the current concentration determined by the monitoring sensors 5 is compared, based on the running average values of the concentrations determined by each sensor for a given period of time.
  • the baseline can be obtained by averaging the data of the running average values using a set of mathematical operations.
  • the running average is calculated at each moment in time using the formula: where is the running average, - instantaneous value of the signal, - the time during which averaging occurs, the number of points over which averaging occurs.
  • correction of the reference (zero) value Due to the fact that each sensor 5-6, depending on external conditions and manufacturing features, may have slightly different sensitivity and aging rate, in order to maintain the initial high sensitivity and response accuracy of the system, the sensors used in it must be made with the ability to continuously smoothly take these features into account. Correction of the reference (zero) value, the drift of which occurs due to degradation of the sensitive element, changes in temperature and humidity of the environment, as well as due to the possible presence of foreign gases in the atmosphere, is performed in order to take into account slow processes that lead to a change in the characteristics of the sensor and are obviously not associated with the release of signal gas or products of thermal destruction of insulating materials. The reference value is adjusted by calculating the running average over a relatively long period of time, which is more than 5 minutes.
  • the reduced running average value as the difference between two running average values obtained from one sensor over two different time intervals.
  • the system compares two main parameters: the long-term running average (reference value) obtained from the gas sensor over a time interval preferably exceeding 5 minutes and characterizing the background concentration of gases, and the short-term running average obtained from the same gas sensor over a time interval preferably not exceeding 1 minute and characterizing the current concentration of signal gases in the controlled area.
  • the short-term running average allows smoothing out signal fluctuations occurring over short time intervals and associated with possible electromagnetic interference.
  • the reduced running average is defined as the difference between the two obtained values: the short-term and long-term running averages.
  • the short and long running average values are calculated according to the algorithm given in paragraph 1.
  • the reduced running average value of concentration is obtained using two values: the short and long running averages - as a result of their difference or is calculated using a more complex mathematical algorithm.
  • Generation of an overheating notification occurs when the reduced running average value exceeds a certain specified threshold value.
  • Determining the average value of the signal received from different sensors by averaging the given running average values.
  • the system determines the short and long running average values according to the algorithm given in point 1, however, if there are several monitoring sensors 5 and/or several comparison sensors 6, the obtained data are averaged using a set mathematical operations. To generate an overheating notification, the average values are compared by calculating their difference or using more complex algorithms.
  • the system can generate a notification about overheating 3 in the event that the monitoring sensor 5 registers a sharp significant increase in the concentration of products 4 (exceeding the threshold value several times) released during overheating 3 of the monitored elements 2 of the electrical equipment or the thermally activated gas-emitting materials 8 installed on them, and exceeding the set threshold values without taking into account the concentration of background gases determined by the comparison sensor 6. For example, such a situation can arise during the burning of an electric arc or the ignition of insulating materials. 9. Determining the growth rate of the difference between the reduced running average value of the signal of the monitoring sensor and the comparison sensor and comparing it with the set threshold value.
  • the reduced running average values are calculated for all monitoring sensors 5 and all comparison sensors 6 similarly to the algorithm given in paragraph 4.
  • One of the criteria for generating an overheating notification 3 is a comparison of the growth rate of the reduced running average value of the signal gas content recorded by S K and S cp .
  • the growth rate of the reduced running average values G K and G cp recorded by sensors S K and S cp respectively will either be equal (in the case of a low degree of tightness of the electrical installation or high diffusion of signal gases) or G K ⁇ G cp (if the electrical installation is sufficiently tight and the diffusion of foreign gases into the electrical installation is slow) and the system will not be triggered.
  • controller 7 will generate a notification about overheating 3, which will indicate a sharp increase in the concentration of signal gases 4 inside the electrical installation as a result of overheating 3 of the controlled elements 2.
  • Threshold values can be set by the controller 7 either manually when installing the system, or fixed in advance when manufacturing the system, or be adaptive and dynamically changing depending on the operating conditions of the system.
  • the threshold value can be automatically adjusted in a given range of values depending on the magnitude of fluctuations in foreign gases over a long period of time (more than 1 day).
  • the threshold value is taken to be equal to some initial value.
  • the maximum concentration value is recorded by the sensor or group of sensors, but which does not cause the system to operate. Based on the results of comparing the value of this the maximum concentration with the threshold value is decided to increase or decrease the threshold value.
  • Another criterion for the system to operate and generate an overheating notification is a comparison of the absolute values of the signals characterizing the content of products released during overheating of the monitored elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them, and those detected by S K 5 and S cp 6. If C avg , the maximum value of the signal characterizing the content of background gases and registered by S cp 6 outside the monitored zone, exceeds C k , the value of the signal characterizing the content of the same gases and registered by S K 5, this will mean that the cause of these gases lies outside the electrical installation and the system will not operate.
  • Controller 7 will generate an overheating notification 3 only if C k > C avg , i.e. when the concentration of signal gases 4 inside the controlled zone 1 exceeds their background concentration in the outer zone, which will indicate that the source of their occurrence is heated controlled elements 2.
  • controller 7 can be configured in such a way as to compare the data received from S K and S cp both in real time and with a certain time delay, determined experimentally and taking into account the delay in the entry and evaporation of gas from the controlled zone, characterizing the degree of leakage of the electrical equipment.
  • the system may contain both more than one monitoring sensor and more than one comparison sensor.
  • the minimum concentration of products 4, released during overheating of 3 controlled elements 2, (C c ), determined by the monitoring sensor 5, sufficient for the controller 7 to generate an overheating notification may depend on the current concentration of background gases, determined by all S cp 6, either equally or according to formula (1), taking into account the contribution of each comparison sensor separately:
  • C K (ki*Cc P l + k 2 *C cp 2 + ... + kn*C cp n)/n, (1)
  • k n are the coefficients of gas distribution non-uniformity, determined experimentally for each of the n sensors, taking into account the features of their locations, for example, depending on the degree of leakage of the controlled electrical equipment 1 or on the distance of the comparison sensor 6 from the monitoring sensor 5. In the absolute majority of cases, k lies within [0;1], preferably selected from the group: 0; 0.5; 1.
  • the system can be configured in such a way that the controller does not take into account the extreme values of the background gas concentration determined by the comparison sensors, i.e. in this case the coefficient k will not be fixed and can take a zero value depending on the data received from S cp .
  • the following method can be implemented, including the following actions: installing S K in the first gas chamber and installing S cp in the second gas chamber, connecting the controller to the specified sensors;
  • Heating of the model element may include heating of a heat-activated material in a gas chamber with a control sensor.
  • Carrying out testing of the system in the specified manner ensures a clear, regulated check of the system’s compliance with the conditions and algorithms described in the first object of the claimed group of inventions, as well as for its further use in identifying overheating of electrical equipment elements.
  • S K 5 (Fig. 3a) is placed in the first gas chamber 9 filled with a neutral gas, for example, nitrogen
  • S cp 6 is placed in the second gas chamber 9 filled with the same neutral gas.
  • Both sensors are connected to the controller, in particular, by wire communication, and the absence of actuation of the system in this state is recorded.
  • a model gas simulating the signal gas is dosed into the first gas chamber, and the minimum concentration of this model gas is recorded, at which the system is triggered and the controller generates a notification about overheating, thereby determining the threshold value.
  • the model gas simulating the signal gas is dosed in a known concentration C cp , not exceeding the threshold concentration at which the system may be triggered, into the second gas chamber 9 and the absence of the system being triggered is recorded. Then, the same model gas is dosed into the first gas chamber in a concentration not exceeding C cp , and the absence of the system being triggered is recorded. With a further gradual increase in the content of the model gas in the first chamber 9, the minimum gas concentration is recorded at which the system is triggered and the controller generates an overheating notification. Using the obtained value, the threshold gas concentration at which the system is triggered is calculated.
  • a heating element 2 is installed in the first gas chamber 9 filled with neutral gas, onto which a thermally activated gas-emitting sticker 8 is placed (used in this case as an article containing TGM), and S cp 6 is placed in the second gas chamber 9 filled with the same neutral gas, but without the heating element 2 (Fig. 36). Both sensors are connected to the controller by wire communication and record the absence of actuation of the system in this state. Then the heating element 2 is heated to the activation temperature of the gas-emitting sticker 8 and the actuation of the system is recorded by registering the overheating notification issued by the controller 7, informing about the overheating of the electrical equipment elements.
  • a model gas simulating the signal gas is dosed into the second chamber 9 in a known concentration C sr , not exceeding the threshold concentration at which the system may be triggered, and the absence of the system triggering is recorded. Then the heating element 2 is heated to the activation temperature of the gas-emitting sticker 8 and the triggering of the system is recorded by registering the overheating notification issued by the controller 7, informing about the overheating of the electrical equipment elements.
  • the system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements is used in accordance with the following method: placing the system according to the first variant, in which at least one gas sensor S K is installed inside the controlled zone; at least one gas sensor S cp is installed outside the controlled zone; the controller is installed in an arbitrary location and communicates with at least two gas sensors, including at least one S K and at least one S cp , by wired or wireless communication, and can also additionally communicate with another device; processing the overheating notification generated by the controller, followed by issuing an information message and/or transmitting data to another device.
  • the method may also implement algorithms, in particular, disclosed in this application when describing the system.
  • the controller 7 may additionally generate a notification about overheating 3 when one of the sensors 4 detects gases released during heating 3 of the controlled elements 2 or thermally activated gas-emitting materials 8 installed on it, in a concentration higher than a specified limit value, regardless of the content of background gases detected by at least one other sensor.
  • detection of overheating 3 of controlled elements 2 of electrical equipment occurs by recording signal gases released from thermally activated gas-emitting materials 8, primarily of multiple action, included in the composition of products or coatings installed or applied to controlled elements 2.
  • the system according to the claimed group of inventions is installed as follows: the semiconductor sensor S K is placed in the first hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen, and containing a heating element covered with an insulating material.
  • the semiconductor sensor S cp is placed in the second hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen, but without a heating element. Both sensors are connected to the controller by a wired connection and the absence of actuation of the system in this state is recorded. Then the heating element is heated to a temperature of 100 °C, at which thermal destruction of the insulating materials begins, but no ignition occurs.
  • the actuation of the system is recorded by registering a notification issued by the controller, informing about overheating of the electrical equipment elements. In this example, the actuation of the system occurs due to the detection by the monitoring sensor of gases released as a result of heating of the model element, in the absence of the influence of background gases on S cp .
  • the system according to the claimed group of inventions is installed as follows: the semiconductor sensor S K is placed in the first sealed gas a 100-liter chamber filled with nitrogen.
  • the semiconductor sensor S cp is placed in a second hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 liters filled with nitrogen. Both sensors are connected to the controller by a wired connection, and the absence of a system response in this state is recorded. Then, a model gas simulating signal gases is continuously dosed into the first gas chamber at a rate of 10 ppm/min. The system does not respond during the first five minutes (with a signal gas content of up to 50 ppm).
  • the response of the system is recorded in the fifth minute by registering a notification issued by the controller informing about overheating of electrical equipment elements, and the content of the model gas in the first chamber at this moment is determined.
  • the test is repeated three times, determining the average value of the threshold concentration, which in this example was 57 ppm.
  • the system is triggered by the detection by the control sensor of model gases simulating gases released as a result of heating of the model element, in conditions of the absence of the influence of background gases on S cp .
  • the system according to the claimed group of inventions is installed as follows: the semiconductor sensor S K is placed in the first hermetic gas chamber with a volume of 100 l filled with nitrogen.
  • the semiconductor sensor S cp is placed in the second hermetic gas chamber with a volume of 100 l filled with nitrogen. Both sensors are connected to the controller by a wired connection and the absence of the system response in this state is recorded.
  • the system is triggered by the detection by the comparison sensor of model gases simulating the signal gases in a concentration exceeding the threshold value.
  • a model gas simulating the signal gas (C k ) is dosed into the chamber in which the control sensor is installed in a continuous mode at a rate of 10 ppm/min.
  • the absence of system activation is recorded in the first 15 minutes, when the content of model gases in the first chamber did not exceed 150 ppm.
  • the activation of the system is recorded by registering the notification issued by the controller. This confirms the threshold concentration for the activation of the system, which in this case is equal to 50 ppm.
  • the activation The system is controlled by the detection of model gases by the control sensor that simulate signal gases, taking into account the content of these same model gases recorded by the comparison sensor.
  • the gas chambers are ventilated and refilled with nitrogen, after which they begin to continuously dose the model gas simulating the signal gas at a rate of 50 ppm/hour until its actual content reaches 100 ppm.
  • the change in the reference (zero) value of the sensor signal is recorded due to the implementation by the system of zero value drift algorithms and a low rate of increase in the concentration of the signal gas.
  • 150 ppm of the model gas simulating the signal gas are simultaneously dosed into the first gas chamber, while the actual content of this gas in the first chamber was 550 ppm.
  • the system's triggering is recorded by registering the notification issued by the controller. In this case, the possibility of multiple action of the system is realized.
  • the system according to the claimed group of inventions is installed as follows: the optical sensor S K is placed in the first hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen, and containing a heating element, on which a thermally activated gas-emitting sticker with an activation temperature of 100°C is placed.
  • the optical sensor S cp is placed in the second hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen, but without a heating element. Both sensors are connected to the controller by wireless communication and the absence of actuation of the system in this state is recorded. Then the heating element in the first chamber is heated to a temperature of 100°C, at which thermal activation of the sticker and the release of signal gases from it begins.
  • the actuation of the system is recorded by registering a notification issued by the controller, informing about the overheating of the electrical equipment elements.
  • the actuation of the system occurs due to the detection by the monitoring sensor of gases released during the activation of the thermally activated gas-emitting material, in conditions of the absence of the influence of background gases on S cp .
  • the gas chamber is ventilated so that the system exits the trigger mode, refilled with nitrogen, and the heating element is cooled to room temperature. After this, the heating element is heated again to a temperature of 100°C and the triggering of the system is recorded. In this case, the possibility is realized multiple action system using thermally activated gas-emitting materials.
  • the system according to the claimed group of inventions is installed as follows: the semiconductor sensor S K is placed in the first hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen, and containing a heating element covered with an insulating material.
  • the semiconductor sensor S cp is placed in the second hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen, but without a heating element. Both sensors are connected to the controller by a wired connection and the absence of actuation of the system in this state is recorded. Then, 500 ppm of a model gas simulating the background gas is dosed into both chambers for 10 hours at a rate of 50 ppm per hour.
  • the absence of actuation of the system is recorded due to the implementation by the system of an algorithm taking into account the drift of the zero value.
  • the heating element installed in the chamber containing the monitoring sensor is heated to a temperature of 200 ° C, at which thermal destruction of the insulating materials occurs, but no ignition occurs.
  • the system's activation is recorded by registering a controller-issued notification informing about overheating of electrical equipment elements.
  • the system is activated by the detection by the control sensor of gases released as a result of heating of the model element, under conditions of the influence of background gases on both sensors, taking into account the zero value drift.
  • the system according to the claimed group of inventions is installed as follows: the semiconductor sensor S K is placed in the first hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l filled with nitrogen.
  • the semiconductor sensor S cp is placed in the second hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l filled with nitrogen. Both sensors are connected to the controller by wire communication and the absence of the system response in this state is recorded. Then, 500 ppm of model gas simulating the signal gas is dosed into both gas chambers simultaneously for 10 hours at a rate of 50 ppm per hour. The absence of the system response is recorded due to the system implementing an algorithm that takes into account the rate of increase in the concentration of the signal gas.
  • the model gas simulating the signal gas is simultaneously introduced into the chamber containing the control sensor in an amount of 50 ppm.
  • the response of the system is recorded by registering the signal issued by the controller. notification informing about overheating of electrical equipment elements.
  • the system is triggered by the detection by the control sensor of a model gas simulating a signal gas, under conditions of a rapid increase in its concentration and taking into account its effect on the comparison sensor.
  • the system according to the claimed group of inventions including three comparison sensors and one control sensor, is installed as follows: the semiconductor sensor S K is placed in the first hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen. Each of the semiconductor sensors S cp is placed in a separate hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen. All sensors are connected to the controller by a wired connection and the absence of actuation of the system in this state is recorded. The controller is configured to take into account the content of background gases recorded by each of the comparison sensors, equally. In all gas chambers containing the comparison sensors and the control sensor, 500 ppm of model gas simulating the signal gas are simultaneously dosed.
  • the actuation of the system is recorded by registering a notification issued by the controller, informing about the overheating of the electrical equipment elements.
  • the system is triggered by the detection by the control sensor and comparison sensors of a model gas simulating the signal gas under conditions of a rapid increase in its concentration.
  • each of the semiconductor sensors S K is placed in a separate hermetic gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen.
  • Each of the semiconductor sensors Sep is placed in a separate hermetic gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen. All sensors are connected to the controller by wire communication and record the absence of actuation of the system in this state.
  • the controller is configured to take into account the content of background gases recorded by each of the comparison sensors, according to formula (1), taking into account the contribution of each comparison sensor separately.
  • the model gas simulating the signal gas is continuously dosed into the first gas chamber containing S K 1 at a rate of 50 ppm/min.
  • the absence of the system response is recorded due to the concentrations of foreign gases measured by the comparison sensors.
  • the system response is recorded by registering the signal issued by the controller, informing about the heating of the electrical equipment elements.
  • the system is triggered by the detection by the control sensor of a model gas simulating a signal gas, under conditions of the influence of background gases on the comparison sensors, taking into account the different contribution of each comparison sensor.
  • the reference (zero) value of the signal is constantly subject to smooth adjustment, since it changes over time (drifts) due to degradation of the sensitive element, changes in temperature and humidity of the environment, and also due to the possible presence of foreign gases in the atmosphere.
  • the average value of the absolute value of the characteristic x ⁇ measured by the sensor over the last Td minutes is taken. If the value of the signal x ⁇ falls below zero, then the zero value becomes equal to .
  • a notification about overheating of controlled elements is generated by default when the concentration threshold is exceeded.
  • the threshold gas concentration value changes: At low (LF mode) sensitivity 1 p
  • Exit from the alarm mode occurs when the sensor concentration drops below half of the corresponding threshold value.
  • the threshold value P is adjusted depending on the magnitude of fluctuations in foreign gases.
  • P P the threshold value is taken as constant and equal to 2 (average
  • T sensitivity T sensitivity
  • the threshold change can only occur in the range between 1 and 3 .
  • the comparison sensor is installed in a place where the probability of an increase in the concentration of signal gas or insulation thermal destruction products will be minimal and serves to detect false alarms.
  • T of the comparison sensor occurs as follows. During the time t ' the maximum concentration value measured by the comparison sensor is determined: The triggering of the control sensor will be interpreted as false if, during the transition to the formation of a notification about the heating of the controlled elements, the following condition is met:
  • Tables 2-4 present possible settings for the controller implementing the considered example of mathematical algorithms.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

The group of inventions relates to systems for detecting emergency and pre-fire situations, and more particularly to systems for automatically detecting the overheating of elements of electrical equipment and to methods for using and testing said systems. A system for automatically detecting the overheating of elements of electrical equipment includes: a gas sensor Sк intended to detect gases emitted during the heating of a monitored element, or during the heating of heat-activated gas-emitting materials on said element; a gas sensor Scp intended to determine the concentration of background gases in the air in the vicinity of the monitoring area; a controller connectable to at least two gas sensors, including at least one monitoring sensor Sк and at least one comparative sensor Scp, and capable of generating an overheating warning and/or transmitting information about overheating to another device. Also disclosed is a method for testing the system and a method for using the system to automatically detect the overheating of elements of electrical equipment. The claimed group of inventions provides for more reliable and safe operation of electrical equipment by the timely detection of faults associated with the overheating of elements thereof.

Description

ВЫЯВЛЕНИЕ ПЕРЕГРЕВОВ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ DETECTING OVERHEATING OF ELECTRICAL EQUIPMENT ELEMENTS

Область техники, к которой относится заявленная группа изобретенийField of technology to which the claimed group of inventions relates

Группа изобретений относится к системам выявления аварийных и предпожарных ситуаций, а именно к системам автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования, способам их использования и испытания. The group of inventions relates to systems for detecting emergency and pre-fire situations, namely to systems for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, methods for their use and testing.

Уровень техники State of the art

По статистике неисправность электрооборудования является причиной 30% пожаров. Зачастую такие пожары происходят из-за избыточного нагрева токопроводящих элементов, контактных соединений и изоляции. Своевременное выявление дефектов электрооборудования, сопровождающихся перегревами, позволяет устранить неисправности до возникновения возгораний и тем самым снизить количество пожаров и технологических нарушений. Для выявления перегревов элементов электрооборудования разработано множество методов, которые можно классифицировать как прямые (измерение температуры контролируемого оборудования с помощью термодатчиков), а также косвенные (измерение других параметров, изменяющихся вследствие роста температуры). Одним из примеров косвенного метода определения перегрева является газоаналитический метод, сущность которого заключается в обнаружении газовыми сенсорами веществ, выделяющихся при перегреве контролируемых элементов за счет термодеструкции или возгорания. According to statistics, electrical equipment malfunction is the cause of 30% of fires. Often, such fires occur due to excessive heating of conductive elements, contact connections and insulation. Timely detection of electrical equipment defects accompanied by overheating allows you to eliminate faults before fires occur and thereby reduce the number of fires and technological failures. Many methods have been developed to detect overheating of electrical equipment elements, which can be classified as direct (measuring the temperature of the controlled equipment using thermal sensors) and indirect (measuring other parameters that change due to an increase in temperature). One example of an indirect method for determining overheating is the gas analysis method, the essence of which lies in the detection by gas sensors of substances released during overheating of controlled elements due to thermal destruction or combustion.

В качестве сенсоров в газоаналитическом методе используются полупроводниковые, термокаталитические, кондуктометрические, электрохимические или оптические сенсоры с различным принципом действия, но служащие одной цели - выявления в газовой фазе продуктов, свидетельствующих о наличии перегрева. The sensors used in the gas analytical method are semiconductor, thermocatalytic, conductometric, electrochemical or optical sensors with different operating principles, but serving the same purpose - to detect products in the gas phase that indicate the presence of overheating.

В источнике [RU2022250, дата публикации 30.10.1994] описаны устройство и способ для информирования о предпожарной ситуации, основанные на определении продуктов термодеструкции различных веществ методом инфракрасной спектроскопии в трех диапазонах длин волн, для которых характерно поглощение углеводородных, хлорсодержащих и кислородсодержащих радикалов и молекул, образующихся в результате термического разложения или воспламенения электроизоляционных материалов. Повышение надежности устройства достигается тем, что из одновременно регистрируемых величин интенсивности излучения, прошедшего через анализируемую газовоздушную смесь, вычитают сигналы, соответствующие допустимой концентрации радикалов, и сравнивают эту разность с пороговым значением. Особенностью предлагаемых устройства и способа является то, что обеспечение высокой точности и оперативности определения концентрации углеводородных, хлорсодержащих и кислородсодержащих радикалов может достигаться только в замкнутых помещениях разного класса и назначения: атомные станции, обитаемые глубоководные аппараты, судовые помещения, угольные шахты, отсеки космических и летательных аппаратов, зернохранилища, склады и т.п., поскольку при использовании описываемого изобретения в открытых помещениях или на открытом воздухе инфракрасные сенсоры могут зафиксировать также посторонние газообразные вещества, поглощающие в тех же спектральных диапазонах, на которые настроены сенсоры по описываемому изобретению. Кроме того, устройством детектируются газы, выделяющиеся при возникновении пламени, т.е. тревожное извещение формируется после возгорания. The source [RU2022250, publication date 10/30/1994] describes a device and method for informing about a pre-fire situation, based on the determination of thermal destruction products of various substances by infrared spectroscopy in three wavelength ranges, which are characterized by the absorption of hydrocarbon, chlorine-containing and oxygen-containing radicals and molecules formed as a result of thermal decomposition or ignition of electrical insulating materials. The reliability of the device is increased by subtracting signals corresponding to the permissible concentration from the simultaneously recorded values of the intensity of radiation passed through the analyzed gas-air mixture radicals, and compare this difference with the threshold value. The peculiarity of the proposed device and method is that ensuring high accuracy and efficiency of determining the concentration of hydrocarbon, chlorine-containing and oxygen-containing radicals can be achieved only in closed premises of various classes and purposes: nuclear power plants, manned deep-sea vehicles, ship premises, coal mines, compartments of space and aircraft, grain storage facilities, warehouses, etc., since when using the described invention in open spaces or in the open air, infrared sensors can also record foreign gaseous substances that absorb in the same spectral ranges to which the sensors according to the described invention are tuned. In addition, the device detects gases released when a flame occurs, i.e. an alarm is generated after a fire.

Способ обнаружения предпожарной ситуации и предотвращения пожара, описанный в источнике [SU1277159A1, дата публикации 15.12.1986], основан на измерении интенсивности монохроматического излучения, изменяющегося при поглощении на частоте, соответствующей газообразным продуктам термо деструкции. При превышении пороговых величин срабатывает управляющий сигнал подачи пожарной тревоги. Приведенный способ отличается невысокой надежностью и большой вероятностью ложных срабатываний. Кроме того, способ позволяет зафиксировать только активно развивающиеся процессы термодеструкции, близкие к моменту воспламенения, поскольку управляющий сигнал вырабатывается только на основании превышения сигналом порогового значения без учета скорости нарастания концентрации, а также без учета фоновой концентрации анализируемых газов в окружающей среде. The method for detecting a pre-fire situation and preventing a fire described in the source [SU1277159A1, publication date 15.12.1986] is based on measuring the intensity of monochromatic radiation changing upon absorption at a frequency corresponding to the gaseous products of thermal destruction. When the threshold values are exceeded, a control signal is triggered to generate a fire alarm. The described method is characterized by low reliability and a high probability of false alarms. In addition, the method allows recording only actively developing thermal destruction processes close to the moment of ignition, since the control signal is generated only on the basis of the signal exceeding the threshold value without taking into account the rate of concentration increase, as well as without taking into account the background concentration of the analyzed gases in the environment.

Для уменьшения количества ложных срабатываний, возникающих в результате детектирования сенсорами сторонних газов, а также выявления фактов перегрева контролируемых элементов до начала термодеструкции, используют специальные термоактивируемые материалы (наклейки), которые устанавливают на контролируемых элементах. При нагреве выше заданной пороговой температуры такие наклейки выделяют сигнальные газы, обнаруживаемые сенсорами. Так, в источнике [JP666648, дата публикации 11.03.1994] раскрывается устройство для раннего обнаружения перегрева в труднодоступных местах электрического и механического оборудования, состоящее из одоранта, инкапсулированного в термоплавкой композиции, и сенсора, улавливающего сигнальный одорант. При этом термоплавкую композицию с одорантом располагают рядом с контролируемым объектом. Альтернативными вариантами изобретения являются микрокапсулы из термоплавкого состава, заполненные одорантом, а также одоранты, смешанные с жирными кислотами, такими как воск. Термоплавкая композиция может быть нанесена на листовой материал с клеящим слоем для получения термочувствительного стикера, либо смешана с клеящим агентом для получения выделяющей запах краски. Особенностью данного изобретения является использование термоплавких полимеров, которые при разогреве до температуры размягчения или плавления могут плавиться, стекать с контролируемого элемента или образовывать пенный слой. Несмотря на то, что подобные системы настроены на регистрацию веществ, не содержащихся в воздухе помещений при нормальных режимах эксплуатации, они, тем не менее, не застрахованы от ложных срабатываний, поскольку сенсоры могут улавливать сторонние вещества из окружающего воздуха, близкие по своим оптическим или другим свойствам к детектируемым газам. In order to reduce the number of false alarms resulting from the detection of foreign gases by sensors, as well as to identify the facts of overheating of the controlled elements before the onset of thermal destruction, special heat-activated materials (stickers) are used, which are installed on the controlled elements. When heated above a specified threshold temperature, such stickers emit signal gases detected by the sensors. Thus, the source [JP666648, publication date 11.03.1994] discloses a device for early detection of overheating in hard-to-reach places of electrical and mechanical equipment, consisting of an odorant encapsulated in a hot-melt composition, and a sensor that detects the signal odorant. In this case, the hot-melt the composition with the odorant is placed near the controlled object. Alternative embodiments of the invention are microcapsules of a hot-melt composition filled with an odorant, as well as odorants mixed with fatty acids, such as wax. The hot-melt composition can be applied to a sheet material with an adhesive layer to obtain a heat-sensitive sticker, or mixed with an adhesive agent to obtain an odor-emitting paint. A feature of this invention is the use of hot-melt polymers that, when heated to a softening or melting temperature, can melt, flow from the controlled element or form a foam layer. Despite the fact that such systems are configured to register substances that are not contained in the air of rooms under normal operating conditions, they are nevertheless not immune to false alarms, since the sensors can detect foreign substances from the surrounding air that are close in their optical or other properties to the gases being detected.

Из уровня техники известна также система обнаружения локальных перегревов электрооборудования, в которой раскрыто использование микропористого полимерного композиционного материала, способного выделять содержимое пор в режиме множественных циклов нагрева и охлаждения [RU2596953, дата публикации 10.09.2016]. Описанная система состоит из газового сенсора, соединенного с регистратором, который подключен к системе подачи сигнала, и полимерного композиционного материала, наносимого на склонные к нагреву участки электрической цепи и имеющего температуру вскрытия в диапазоне 80-200 °C. Несмотря на то, что в качестве содержимого пор полимерного композиционного материала устройства по данному документу используются специальные маркерные газы, тем не менее, сенсор устройства может реагировать на присутствие в окружающей среде сторонних газов, близких по спектральным свойствам к используемым легкокипящим веществам. Кроме того, системы, основанные на использовании термочувствительных газовыделяющих наклеек, способны контролировать перегрев только того участка электрооборудования, на которые установлены наклейки. A system for detecting local overheating of electrical equipment is also known from the prior art, which discloses the use of a microporous polymer composite material capable of releasing the contents of the pores in a mode of multiple heating and cooling cycles [RU2596953, publication date 10.09.2016]. The described system consists of a gas sensor connected to a recorder, which is connected to a signal supply system, and a polymer composite material applied to sections of an electrical circuit prone to heating and having an opening temperature in the range of 80-200 °C. Despite the fact that special marker gases are used as the contents of the pores of the polymer composite material of the device according to this document, the sensor of the device can nevertheless respond to the presence in the environment of foreign gases that are close in spectral properties to the low-boiling substances used. In addition, systems based on the use of heat-sensitive gas-emitting stickers are capable of monitoring the overheating of only that section of electrical equipment on which the stickers are installed.

Следует отметить, что описанные выше системы, основанные как на использовании газовыделяющих наклеек, так и обнаружении газов, выделяющиеся при термолизе изоляционных материалов, включают в себя одиночные сенсоры, которых недостаточно для контроля состояния оборудования больших размеров, объектов, состоящих из нескольких изолированных друг от друга секций, крупногабаритного оборудования и т.п. Из уровня техники известны системы, определяющие перегрев с помощью газоаналитического метода, которые включают в себя несколько сенсоров, устанавливаемых в разных частях контролируемых объектов, или настроенных на отбор проб воздуха из различных изолированных друг от друга секций, с последующим измерением концентрации определенных сигнальных газов. Такая схема позволяет не только оперативно выявлять факт возникновения опасного нагрева, но и с высокой точностью определять место аварии или возгорания и своевременно принимать меры по минимизации последствий. It should be noted that the systems described above, based both on the use of gas-emitting stickers and the detection of gases released during the thermolysis of insulating materials, include single sensors, which are insufficient for monitoring the condition of large-sized equipment, objects consisting of several sections isolated from each other, large-sized equipment, etc. Systems are known from the state of the art that determine overheating using a gas analysis method, which include several sensors installed in different parts of the controlled objects, or configured to take air samples from various sections isolated from each other, with subsequent measurement of the concentration of certain signal gases. Such a scheme allows not only to promptly detect the fact of the occurrence of dangerous heating, but also to determine with high accuracy the location of an accident or fire and promptly take measures to minimize the consequences.

Например, в источнике [US2021/0299498A1, дата публикации 20.01.2021] описана система для тушения пожара в помещении, в которой несколько стационарных устройств пожаротушения ответственны за подавление возгорания в отдельной зоне помещения, а точное установление зоны, в которой произошло возгорание, происходит с помощью матричного сенсора со множеством чувствительных к электромагнитному излучению пикселей, причем каждый пиксель покрывает определенную зону контролируемого помещения. При определении зоны возгорания по количеству пикселей, зарегистрировавших электромагнитное возмущение, срабатывают соответствующие этой зоне устройства пожаротушения. Описанную систему легко масштабировать на защиту больших помещений или помещений со сложной геометрией. Кроме того, она является простой в программировании и быстрой в установке и эксплуатации. Каждый пиксель можно индивидуально настроить на порог электромагнитного излучения, выделяемого стационарными источниками тепла, что предотвращает ложные срабатывания системы. Однако при каждом перемещении, демонтаже или установке этих стационарных источников необходимо проводить перепрограммирование матричного сенсора. Кроме того, такая система не обладает высокой надежностью, поскольку за определенную зону контролируемого объема ответственен только один пиксель, а при его выходе из строя или его несрабатывании по какой-либо причине возгорание может быть не определено или зафиксировано на поздней стадии. Также описанную систему нельзя использовать на промышленных объектах и оборудовании, функционирующих при высоких рабочих температурах, значение которых близко к пороговым. For example, the source [US2021/0299498A1, publication date 20.01.2021] describes a system for extinguishing a fire in a room, in which several stationary fire extinguishing devices are responsible for suppressing a fire in a separate area of the room, and the exact zone in which the fire occurred is determined using a matrix sensor with many pixels sensitive to electromagnetic radiation, with each pixel covering a certain area of the monitored room. When the fire zone is determined by the number of pixels that have registered an electromagnetic disturbance, the fire extinguishing devices corresponding to this zone are triggered. The described system can be easily scaled to protect large rooms or rooms with complex geometry. In addition, it is easy to program and quick to install and operate. Each pixel can be individually adjusted to the threshold of electromagnetic radiation emitted by stationary heat sources, which prevents false alarms of the system. However, each time these stationary sources are moved, dismantled or installed, it is necessary to reprogram the matrix sensor. In addition, such a system does not have high reliability, since only one pixel is responsible for a certain area of the controlled volume, and if it fails or does not work for some reason, the fire may not be detected or recorded at a late stage. Also, the described system cannot be used at industrial facilities and equipment operating at high operating temperatures, the value of which is close to the threshold.

Способ и устройство для обнаружения возгорания в одной или нескольких контролируемых зонах с помощью системы всасывающих трубопроводов, соединяющих множество контролируемых зон с помощью воздухозаборных отверстий, описаны в источнике [ЕР2004/009450, дата публикации 24.04.2004] и позволяют с высокой точностью определить место появления пожара за счет подключения множества всасывающих трубопроводов, контролирующих определенные зоны, к одному сенсору. Подобный принцип работы раскрыт также в источнике [US11189143, дата публикации 30.11.2021], раскрывающем систему аспирационного обнаружения дыма для обнаружения возгорания и места его возникновения, включающую в себя блок обнаружения взвешенных в воздухе частиц дыма, а также один или более локальных сенсоров, расположенных удаленно от блока обнаружения дыма, для измерения свойств воздуха из интересующей области, которая втягивается в систему обнаружения дыма при аспирации. Для более точного определения места возгорания и снижения числа ложных срабатываний была разработана аспирационная детекторная система [ЕР2881922, дата публикации 10.06.2015], содержащая двойную сеть подачи анализируемого воздуха, одна из которых работает и детектирует состояние окружающей среды непрерывно, а другая запускается только в случае выявления первой системой признаков пожара. При этом вторая система активируется только в тех зонах, в которых первая система выявила отклонения от нормальных показателей, с некоторой задержкой, учитывающей скорость прохождения всасываемого воздуха до детектора. Сигнал тревоги формируется только в том случае, если детектор второй системы подтверждает данные, полученные от первой системы. A method and device for detecting a fire in one or more controlled zones using a system of suction pipelines connecting a plurality of controlled zones using air intakes holes, are described in the source [EP2004/009450, publication date 24.04.2004] and allow to determine with high accuracy the location of the fire by connecting multiple suction pipelines monitoring certain zones to one sensor. A similar operating principle is also disclosed in the source [US11189143, publication date 30.11.2021], which discloses an aspiration smoke detection system for detecting a fire and the location of its origin, including a unit for detecting airborne smoke particles, as well as one or more local sensors located remotely from the smoke detection unit, for measuring the properties of air from the area of interest, which is drawn into the smoke detection system during aspiration. To more accurately determine the location of a fire and reduce the number of false alarms, an aspiration detector system was developed [EP2881922, date of publication 10.06.2015], containing a dual network for supplying analyzed air, one of which operates and detects the state of the environment continuously, and the other is launched only if the first system detects signs of a fire. In this case, the second system is activated only in those zones in which the first system has detected deviations from normal indicators, with some delay, taking into account the speed of passage of the sucked air to the detector. An alarm signal is generated only if the detector of the second system confirms the data received from the first system.

Несмотря на то, что такие системы позволяют не только определять факт возникновения предпожарной ситуации, но и с высокой точностью и достоверностью выявлять точное ее расположение даже в помещениях большой площади, а также нескольких не связанных между собой помещений, их особенностью является задержка между моментом всасывания воздуха и его анализом детектором, обусловленная удаленностью детектора от воздухозаборных отверстий. Кроме того, такие системы также склонны к детектированию сторонних газов, возникших в воздухе контролируемых помещений не в результате пожароопасной ситуации, а вследствие других причин, что может привести к ложным срабатываниям даже при наличии параллельной подтверждающей аспирационной системы, описанной в источнике [ЕР2881922]. Другой особенностью подобных систем является сложность их монтажа и невозможность использования для контроля связанных с перегревом дефектов отдельных элементов небольшого электрооборудования, а также низкая чувствительность детекторов. Известно устройство для обнаружения возгорания в электротехнических изделиях, включающее в себя систему всасывающих труб, которая сообщается с контролируемым изделием по меньшей мере через одно всасывающее отверстие и через которое отбирается репрезентативная проба воздуха; модуль раннего обнаружения пожара, имеющий один или более сенсоров для обнаружения по меньшей мере одного вещества в отобранной пробе воздуха, свидетельствующего о воспламенении; контроллер для выдачи сигнала раннего обнаружения пожара в ответ на результат, обнаруженный по меньшей мере одним блоком обнаружения [US7796047, дата публикации 10.05.2007]. При этом модуль раннего обнаружения возгорания выполнен в виде стеллажа для установки в контролируемое изделие, а система всасывающих труб сообщается с отдельными стойками электрического оборудования, подлежащего контролю, с помощью как минимум одного соответствующего всасывающего отверстия, через которое происходит отбор репрезентативных проб воздуха, анализируемых в системе раннего обнаружения пожара. Отличительными особенностями приведенного изобретения являются большие габариты, сложность монтажа, невозможность его использования для электроустановок нестандартных форм и размеров, а также невысокая чувствительность метода и высокая вероятность ложных срабатываний. Despite the fact that such systems allow not only to determine the fact of occurrence of a pre-fire situation, but also to identify its exact location with high accuracy and reliability even in large areas, as well as several unconnected rooms, their peculiarity is the delay between the moment of air suction and its analysis by the detector, caused by the distance of the detector from the air intake openings. In addition, such systems are also prone to detecting foreign gases that have arisen in the air of the monitored rooms not as a result of a fire hazardous situation, but due to other reasons, which can lead to false alarms even in the presence of a parallel confirming aspiration system described in the source [EP2881922]. Another peculiarity of such systems is the complexity of their installation and the impossibility of using them to monitor defects related to overheating of individual elements of small electrical equipment, as well as the low sensitivity of the detectors. A device for detecting fire in electrical products is known, which includes a system of suction pipes that communicates with the product being monitored through at least one suction opening and through which a representative air sample is taken; an early fire detection module having one or more sensors for detecting at least one substance in the sampled air indicating ignition; a controller for issuing an early fire detection signal in response to a result detected by at least one detection unit [US7796047, publication date 10.05.2007]. In this case, the early fire detection module is made in the form of a rack for installation in the product being monitored, and the system of suction pipes communicates with individual racks of electrical equipment subject to monitoring, using at least one corresponding suction opening, through which representative air samples are taken, analyzed in the early fire detection system. The distinctive features of the invention are its large dimensions, complexity of installation, impossibility of its use for electrical installations of non-standard shapes and sizes, as well as low sensitivity of the method and high probability of false alarms.

Способ и устройство для обнаружения и определения места возникновения воспламенения в одной или нескольких контролируемых зонах описаны в источнике [RU2342709C2, дата публикации 10.11.2007]. Система всасывающих трубопроводов с помощью воздухозаборного устройства подает пробы воздуха из каждой отдельной контролируемой зоны в сенсор для детектирования по меньшей мере одного продукта горения в отобранных пробах воздуха. При этом после получения положительного результата с по меньшей мере одной пробы воздуха воздухозаборное устройство анализирует повторную пробу, взятую из той же зоны. По анализу концентраций в двух последовательных пробах воздуха, полученных из одной зоны, делается вывод о месте воспламенения, а также степени его развития. A method and device for detecting and determining the location of ignition in one or more controlled zones are described in the source [RU2342709C2, publication date 10.11.2007]. A system of suction pipelines, using an air intake device, supplies air samples from each individual controlled zone to a sensor for detecting at least one combustion product in the selected air samples. In this case, after receiving a positive result from at least one air sample, the air intake device analyzes a repeat sample taken from the same zone. Based on the analysis of concentrations in two consecutive air samples obtained from one zone, a conclusion is made about the location of ignition, as well as the degree of its development.

Разность показаний, полученных последовательно с одного сенсора, обеспечивает возможность прогнозирования развития пожароопасной ситуации и запуска соответствующих механизмов противопожарной защиты при использовании полезной модели [RU84717U1, дата публикации 20.07.2009]. Подобной цели служит изобретение [RU2596063C1, дата публикации 27.08.2016], в котором описывается способ предаварийного, аварийного и поставарийного контроля источников опасности в герметичных обитаемых объектах, в частности, подводных лодках, основанный на разделении контролируемого объекта на сигнальные зоны, каждая из которых контролируется набором сенсоров, в том числе контролирующих выделение высокодисперсных аэрозолей, образующихся в результате перегрева различных полимерных материалов, электротехнических узлов и элементов, определении параметров сигнальных зон при различных режимах работы, а также фиксации превышения установленных значений в случае возникновения аварийной ситуации. При этом система контроля, получающая сигналы с сенсоров, сравнивает показания, полученные с соседних сенсоров, для проведения физического и математического моделирования процессов развития аварий и оперативного принятия решений по устранению внештатной ситуации и ее последствий. The difference in readings obtained sequentially from one sensor provides the ability to predict the development of a fire hazard situation and trigger the appropriate fire protection mechanisms when using the utility model [RU84717U1, date of publication 20.07.2009]. A similar purpose is served by the invention [RU2596063C1, date of publication 27.08.2016], which describes a method for pre-emergency, emergency and post-emergency monitoring of hazard sources in hermetically sealed manned objects, in particular submarines, based on dividing the controlled object into signal zones, each of which is controlled by a set of sensors, including those monitoring the release of highly dispersed aerosols formed as a result of overheating of various polymeric materials, electrical units and elements, determining the parameters of signal zones in various operating modes, as well as recording the excess of established values in the event of an emergency. In this case, the control system receiving signals from the sensors compares the readings obtained from neighboring sensors to conduct physical and mathematical modeling of accident development processes and prompt decision-making to eliminate the emergency situation and its consequences.

Тем не менее, приведенные выше системы не могут применяться для контроля состояния открытых объектов или больших площадей, поскольку разработаны для обеспечения взрывопожарной безопасности замкнутых объемов. При использовании подобных устройств и систем на крупных промышленных предприятиях или на крупногабаритных установках, особенно расположенных на открытом воздухе, повышается риск ложных срабатываний по причине фиксации газов и аэрозолей, имеющих иной источник возникновения и попавших в зону контроля сенсоров описанных систем в результате диффузии. However, the above systems cannot be used to monitor the state of open objects or large areas, since they are designed to ensure explosion and fire safety of closed volumes. When using such devices and systems at large industrial enterprises or large-sized installations, especially those located outdoors, the risk of false alarms increases due to the detection of gases and aerosols that have a different source of origin and have entered the control zone of the sensors of the described systems as a result of diffusion.

Известны устройства для измерения состава газовой среды [RU111675U1, дата публикации 20.12.2011; RU159702U1, дата публикации 20.02.2016], содержащие газовые сенсоры, аналоговую измерительную часть, приемопередатчик, микропроцессорный модуль, схему питания устройства сенсоров и устройства в целом, которые могут быть использованы, например, как автономные беспроводные предпожарные извещатели или датчики токсичных газов. В частности, сенсоры настроены на детектирование концентрации метана или угарного газа в воздухе. Предлагаемые устройства решают задачу полной энергонезависимости от сетевого питания и увеличения времени автономной работы. Devices for measuring the composition of a gas environment are known [RU111675U1, publication date 20.12.2011; RU159702U1, publication date 20.02.2016], containing gas sensors, an analog measuring part, a transceiver, a microprocessor module, a power supply circuit for the sensor device and the device as a whole, which can be used, for example, as autonomous wireless fire alarms or toxic gas sensors. In particular, the sensors are configured to detect the concentration of methane or carbon monoxide in the air. The proposed devices solve the problem of complete energy independence from the mains supply and increase in the autonomous operation time.

В документе [RU2175779, дата публикации 10.11.2001] описан способ диагностики предпожарной ситуации и предотвращения возникновения пожара посредством контроля значений информативных параметров, характеризующих состояние воздуха на охраняемом объекте. Техническим результатом является упрощение способа и обеспечение раннего обнаружения возгорания за счет измерения в качестве информативных параметров концентрации газообразных продуктов термо деструкции: CO, CO2, NOx HC1, H2, CH4, NH3, O2, Ch, H2S, SO2, HCOH, C6H5OH - и других газов- восстановителей и окислителей, а также концентрации взвешенных частиц в воздухе и его температуры. При этом для каждой зависимости информативных параметров от времени, по крайней мере, одно значение производной определяют во временном интервале 0.1-60 с. По результату обработки данных параметров судят о возникновении предпожарной ситуации. The document [RU2175779, date of publication 10.11.2001] describes a method for diagnosing a pre-fire situation and preventing a fire by monitoring the values of informative parameters characterizing the state of the air at the protected facility. The technical result is to simplify the method and ensure early detection of a fire by measuring the concentration of gaseous products of thermal destruction as informative parameters: CO, CO 2 , NOx HC1, H 2 , CH 4 , NH 3 , O 2 , Ch, H 2 S, SO 2 , HCOH, C 6 H 5 OH - and other reducing and oxidizing gases, as well as the concentration of suspended particles in the air and its temperature. In this case, for each dependence of informative parameters on time, at least one derivative value is determined in the time interval of 0.1-60 s. Based on the result of processing these parameters, a pre-fire situation is judged.

На подобном механизме действия основано устройство, описанное в источнике [RU95849, дата публикации 10.07.2010] и выбранное в качестве прототипа, которое определяет параметры газовой среды, в том числе, содержание СО и Н2, что позволяет использовать это устройство в качестве пожарного извещателя. Изобретение состоит из газовых сенсоров, режимами работы которых управляет микропроцессорный модуль, аналоговой измерительной части, модуля обработки и хранения измерений, а также блоков питания устройства. Программно-аппаратный интерфейс интегрирован в электронную схему устройства для передачи данных и команд по беспроводным сетям, причем в течение межкалибровочного интервала устройство может работать автономно и бесперебойно без замены блоков питания, благодаря оптимизации алгоритма проведении измерений и передачи данных. A similar mechanism of action is the basis of the device described in the source [RU95849, publication date 10.07.2010] and selected as a prototype, which determines the parameters of the gas environment, including the content of CO and H2, which allows using this device as a fire alarm. The invention consists of gas sensors, the operating modes of which are controlled by a microprocessor module, an analog measuring part, a module for processing and storing measurements, as well as power supplies for the device. The software and hardware interface is integrated into the electronic circuit of the device for transmitting data and commands over wireless networks, and during the intercalibration interval the device can operate autonomously and smoothly without replacing the power supplies, due to the optimization of the algorithm for conducting measurements and transmitting data.

Для увеличения надежности срабатывания описанные выше устройства могут содержать несколько одинаковых сенсоров или сенсоров различных типов, призванных подтверждать тревожный сигнал, получаемый от одного из сенсоров. Также приведенные устройства отличаются высокой чувствительностью к детектируемым газам и высокой надежностью, поскольку пожароопасность оценивается по концентрациям нескольких контролируемых газовых компонентов. Тем не менее, общей особенностью этих устройств является обнаружение первых признаков горения, а не избыточных нагревов. Причиной этого являются высокие пороговые концентрации продуктов термолиза, соответствующие интенсивному развитию дефекта (горению). Снижение пороговых концентраций приводит к множественным ложным срабатываниям из-за присутствия в окружающем воздухе газов, сходным по своим параметрам с продуктами термо деструкции. Иными словами, сенсоры описанных устройств с высокой вероятностью могут улавливать из окружающей среды посторонние газы, чьи спектральные или другие свойства близки к используемым маркерным веществам. Ложные срабатывания таких систем характерны при эксплуатации на химических производствах, где могут происходить выбросы различных химических веществ, а также вблизи промышленных предприятий и производственно-транспортной инфраструктуры. To increase the reliability of operation, the devices described above may contain several identical sensors or sensors of different types designed to confirm an alarm signal received from one of the sensors. Also, the devices described are characterized by high sensitivity to the detected gases and high reliability, since the fire hazard is assessed by the concentrations of several monitored gas components. However, a common feature of these devices is the detection of the first signs of combustion, and not excessive heating. The reason for this is the high threshold concentrations of thermolysis products, corresponding to the intensive development of the defect (combustion). A decrease in threshold concentrations leads to multiple false alarms due to the presence of gases in the surrounding air that are similar in their parameters to thermal destruction products. In other words, the sensors of the devices described are highly likely to detect foreign gases from the environment, whose spectral or other properties are close to the marker substances used. False alarms of such systems are typical when used in chemical industries, where emissions may occur various chemicals, as well as near industrial plants and production and transport infrastructure.

Своевременное и точное выявление аварийных дефектов, сопровождающихся сверхнормативными нагревами вплоть до начала возгорания или тления, является важной задачей для обеспечения безопасности эксплуатации различного оборудования, в том числе электротехнического назначения. Несмотря на существующее разнообразие систем и методов обнаружения предпожарных и аварийных ситуаций, их общим недостатком, ограничивающим их массовое применение, является высокая вероятность ложных срабатываний при попадании в контролируемые объекты сторонних газов, схожих по своей структуре с продуктами термо деструкции. Существующие газоаналитические системы не позволяют выявлять дефекты на ранней стадии их развития в силу того, что при низкой концентрации продуктов термодеструкции их невозможно надежно зафиксировать на фоне высоких концентраций прочих газов. Существующие газоаналитические системы, способные с высокой точностью численно определять абсолютную концентрацию заданного газа в воздухе, применяются только в узконаправленных областях в силу сложности их обслуживания, больших габаритов и высокой стоимости и не могут применяться в типовых электроустановках. Timely and accurate detection of emergency defects accompanied by excessive heating up to the onset of combustion or smoldering is an important task for ensuring the safe operation of various equipment, including electrical equipment. Despite the existing variety of systems and methods for detecting pre-fire and emergency situations, their common drawback, which limits their widespread use, is the high probability of false alarms when foreign gases similar in structure to thermal destruction products enter the controlled objects. Existing gas analysis systems do not allow detecting defects at an early stage of their development due to the fact that at a low concentration of thermal destruction products they cannot be reliably recorded against the background of high concentrations of other gases. Existing gas analysis systems capable of numerically determining the absolute concentration of a given gas in the air with high accuracy are used only in narrowly focused areas due to the complexity of their maintenance, large dimensions and high cost and cannot be used in standard electrical installations.

Тем самым, существует потребность в разработке высокочувствительной и надежной газоаналитической системы автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования, возникающих задолго до момента возгорания, и учитывающей содержание фоновых газов в воздухе вблизи контролируемой зоны. Thus, there is a need to develop a highly sensitive and reliable gas analysis system for the automatic detection of overheating of electrical equipment elements that occurs long before the moment of ignition, and taking into account the content of background gases in the air near the controlled area.

Группа изобретений направлена на повышение достоверности выявления предпожарных ситуаций, происходящих вследствие перегревов элементов электрооборудования с помощью газоаналитического метода. The group of inventions is aimed at increasing the reliability of identifying pre-fire situations that occur as a result of overheating of electrical equipment elements using a gas analysis method.

Термины и определения, используемые в настоящей группе изобретенийTerms and definitions used in this group of inventions

Представленные ниже термины имеют пояснительный характер и не ограничивают объем правовой охраны заявленного изобретения только указанными формулировками. The terms presented below are of an explanatory nature and do not limit the scope of legal protection of the claimed invention to only the stated formulations.

“Бегущее среднее значение” - функция, значение которой в каждой точке определения равно среднему значению исходной функции за предыдущий период. Применительно к настоящей группе изобретений бегущим средним значением концентрации газа является среднее значение концентраций, зафиксированных сенсором за определенный период до настоящего момента. “Running average value” is a function whose value at each point of definition is equal to the average value of the original function for the previous period. In relation to the present group of inventions, the running average value The gas concentration is the average value of the concentrations recorded by the sensor over a specified period up to the present moment.

“Внешняя зона” - это область электроустановки, отгороженная от контролируемой зоны стенками или другими перегородками и сообщающаяся с окружающей средой. Применительно к настоящему изобретению, внешняя зона - это смежная с контролируемой зоной область электроустановки, отгороженная от нее стенкой или перегородкой, в которую устанавливается сенсор сравнения таким образом, чтобы воздействие на него сигнального газа было минимальным. "External zone" is an area of the electrical installation separated from the controlled area by walls or other partitions and communicating with the environment. In the context of the present invention, the external zone is an area of the electrical installation adjacent to the controlled area, separated from it by a wall or partition, in which the comparison sensor is installed in such a way that the effect of the signal gas on it is minimal.

Термин “возгорание” обозначает процесс начала горения материала. Применительно к заявленной группе изобретений, возгорание включает в себя начало тления или горения кабелей, контактных соединений, изоляционных материалов или других элементов электрооборудования в результате нагрева электрическим током или дугой. The term “ignition” means the process of the beginning of combustion of a material. In relation to the claimed group of inventions, ignition includes the beginning of smoldering or burning of cables, contact connections, insulating materials or other elements of electrical equipment as a result of heating by electric current or an arc.

“Г азоаналитическая система” - совокупность изделий и устройств, позволяющих выявлять факт перегрева контролируемых элементов с помощью газоаналитического метода. Газоаналитическая система может включать в себя различные газовые сенсоры, связанные между собой контроллером, изделия или покрытия, в состав которых входят термоактивируемые газовыделяющие материалы, контрольноприемные устройства, обрабатывающие поступившие с контроллера извещения, систему сигнализации и прочие элементы, обеспечивающие визуализацию срабатывания системы, передачу информирующих или управляющих извещений. "Gas analysis system" - a set of products and devices that allow detecting the fact of overheating of controlled elements using the gas analysis method. The gas analysis system may include various gas sensors connected to each other by a controller, products or coatings that include thermally activated gas-emitting materials, control and receiving devices that process notifications received from the controller, an alarm system and other elements that provide visualization of the system's operation, transmission of information or control notifications.

Под “газоаналитическим методом определения перегрева элементов электрооборудования” понимается метод определения перегрева элементов электрооборудования, заключающийся в регистрации в газовой фазе одного или нескольких веществ, свидетельствующих о нагреве контролируемого элемента выше некоторой температуры. The term “gas analytical method for determining overheating of electrical equipment elements” means a method for determining overheating of electrical equipment elements that consists of recording in the gas phase one or more substances that indicate heating of the controlled element above a certain temperature.

“Газовый сенсор” - это устройство, предназначенное для определения содержания в газовой смеси одного или нескольких веществ, формирующее электрический сигнал, связанный с концентрацией контролируемых веществ в газовой фазе, и передающее его на контроллер. Различают следующие типы газовых сенсоров: полупроводниковые, термокаталитические, кондуктометрические, электрохимические, оптические и др. сенсоры. В настоящем изобретении различают два типа сенсоров. “Контролирующий газовый сенсор” (SK) предназначен для обнаружения сигнального газа, то есть газа, выделяющегося при перегреве контролируемого элемента или установленных на нем термоактивируемых газовыделяющих материалов. “Газовый сенсор сравнения” (Scp) предназначен для определения концентрации фоновых газов в воздухе вблизи контролируемой зоны, то есть газов, не связанных с перегревом контролируемого элемента. “Gas sensor” is a device designed to determine the content of one or more substances in a gas mixture, generating an electrical signal associated with the concentration of controlled substances in the gas phase and transmitting it to the controller. The following types of gas sensors are distinguished: semiconductor, thermocatalytic, conductometric, electrochemical, optical and other sensors. In the present invention, two types of sensors are distinguished. “Control gas sensor” ( SK ) is designed to detect a signal gas, i.e. a gas released when the controlled element or installed on it thermally activated gas-emitting materials. "Comparison gas sensor" (S cp ) is designed to determine the concentration of background gases in the air near the controlled area, i.e. gases not associated with overheating of the controlled element.

“Дефект” - это несоответствие объекта требованиям, установленным документацией, хотя бы по одному показателю. “Defect” is a non-compliance of an object with the requirements established by the documentation, at least for one indicator.

“Извещение о перегреве” набор команд, сообщений и оповещений, сформированных контроллером, предназначенное для информирования персонала или смежных систем о возникновении перегрева. Извещение может включать в себя световое, графическое, звуковое, электронное или другие типы оповещения персонала, пакет данных, переданных в смежную систему, изменение положения реле сухого контакта и прочие действия. "Overheating Notification" is a set of commands, messages and alerts generated by the controller, intended to inform personnel or adjacent systems about the occurrence of overheating. The notification may include light, graphic, sound, electronic or other types of personnel alerts, a data packet transmitted to an adjacent system, a change in the position of a dry contact relay and other actions.

Термин “контроллер” по настоящему изобретению означает любые логические устройства, к которым могут быть подключены по проводной или беспроводной связи по меньшей мере два газовых сенсора, один из которых является контролирующим, а другой - сенсором сравнения, в частных случаях контроллер может быть соединен с одним из сенсоров путем совмещения с ним. Контроллер анализирует сигналы от газовых сенсоров с помощью набора логических операций и формирует извещение, информирующее о возникновении перегрева. В зависимости от пользовательских характеристик извещение может быть сформировано в световом, звуковом, графическом или ином виде, а также представлять из себя пакет данных, для передачи в смежные системы или изменение положения реле сухого контакта. Извещение может передаваться контроллером на другое устройство, в частности, внешнее приемное устройство или верхнеуровневую систему. В этом случае извещение может дополнительно включать управляющую команду, например, на разрыв электрической сети, запуск системы пожаротушения и другие. The term "controller" according to the present invention means any logical devices to which at least two gas sensors can be connected via wired or wireless communication, one of which is a monitoring sensor and the other is a comparison sensor, in particular cases the controller can be connected to one of the sensors by combining with it. The controller analyzes signals from the gas sensors using a set of logical operations and generates a notification informing about the occurrence of overheating. Depending on the user characteristics, the notification can be generated in light, sound, graphic or other form, and also represent a data packet for transmission to adjacent systems or a change in the position of a dry contact relay. The notification can be transmitted by the controller to another device, in particular, an external receiving device or a higher-level system. In this case, the notification can additionally include a control command, for example, to break the electrical network, start the fire extinguishing system, etc.

Под “контролируемой зоной” понимается область электроустановки, полностью или частично ограниченная стенками или другими перегородками, внутри которой находятся контролируемые одним из сенсоров системы элементы электрооборудования. В частном случае, контролируемая зона может представлять собой внутренний объем электрического щита, секцию распределительных устройств, отсек выключателя, коробку блока распределения начал обмоток и т.д., внутри которых располагаются элементы, подлежащие контролю. Контролируемая зона может быть герметично или негерметично отделена от внешней зоны и других контролируемых зон. Степень негерметичности контролируемой зоны электрооборудования может определяться параметром класса IP. The “controlled zone” is understood to be an area of the electrical installation, fully or partially limited by walls or other partitions, inside which there are elements of electrical equipment controlled by one of the sensors of the system. In a particular case, the controlled zone may be the internal volume of an electrical panel, a section of distribution devices, a switch compartment, a box of the winding distribution block, etc., inside which there are elements subject to control. The controlled zone may be hermetically or non-hermetically separated from the external zone and other controlled zones. The degree of leakage of the controlled zone of electrical equipment can be determined by the IP class parameter.

Термин “контролируемый элемент” описывает элемент электрооборудования, перегрев которого определяется с помощью газоаналитической системы по заявленной группе изобретений. The term “controlled element” describes an element of electrical equipment, the overheating of which is determined using a gas analysis system according to the claimed group of inventions.

“Миллионная доля” или “ppm” - это единица измерения каких-либо относительных величин, равная Т10~б от базового показателя. Применительно к заявленной группе изобретений, величина ррш означает содержание измеряемых газов в контролируемой зоне в данный момент времени и определяет абсолютную концентрацию этих газов. Концентрация газов, выраженная в миллионных долях, может быть пересчитана в процентную концентрацию следующим образом: 1% = 10000 ppm. “Part per million” or “ppm” is a unit of measurement of any relative values equal to T10~ 6 of the base indicator. With regard to the claimed group of inventions, the value ppm means the content of the measured gases in the controlled area at a given time and determines the absolute concentration of these gases. The concentration of gases expressed in parts per million can be converted to a percentage concentration as follows: 1% = 10,000 ppm.

Понятие “множественные срабатывания системы” характеризует возможность газоаналитической системы регистрировать факт перегрева в повторяющихся циклах «нагрев - охлаждение» более одного раза без замены компонентов системы. The concept of “multiple system activations” characterizes the ability of a gas analytical system to register the fact of overheating in repeated “heating-cooling” cycles more than once without replacing system components.

Термин “модельный газ” означает вещество или группу веществ, которые используются при проведении испытаний системы и включают в себя соединения, близкие по тем или иным характеристикам к сигнальным, фоновым газам или веществам, выделяемым при перегреве термоактивируемого газовыделяющего материала. The term “model gas” means a substance or group of substances that are used in testing the system and include compounds that are similar in certain characteristics to signal, background gases or substances released during overheating of a thermally activated gas-emitting material.

Под термином “перегрев (нагрев, нагревание) элементов электрооборудования” понимается достижение элементами электрооборудования температуры, превышающей температуру нормальной эксплуатации, за счет возникновения дефекта, дуговых разрядов и других причин. The term “overheating (heating, heating) of electrical equipment elements” means that electrical equipment elements reach a temperature exceeding the normal operating temperature due to the occurrence of a defect, arc discharges, and other reasons.

Понятие “пороговая концентрация сигнального газа” или “порог газоаналитической системы” - минимальная концентрация сигнального газа или минимальное значение сигнала газового сенсора газоаналитической системы при котором происходит формирование тревожного извещения. The concept of “threshold concentration of signal gas” or “threshold of gas analysis system” is the minimum concentration of signal gas or the minimum value of the signal of the gas sensor of the gas analysis system at which an alarm notification is generated.

Термин “самодиагностика” раскрывает выполняемую в автоматическом режиме совокупность процессов, направленных на определение работоспособности системы. The term “self-diagnostics” describes a set of processes performed automatically, aimed at determining the operability of the system.

“Сигнал газового сенсора” и “значение сигнала газового сенсора” — электрический сигнал, сформированный газовым сенсором, один из параметров которого зависит от концентрации заданных веществ (например, сигнальных или фоновых газов) в газовой смеси. В соответствии с настоящим изобретением сигнал передается от газового сенсора контроллеру посредством проводной или беспроводной связи. Газовый сенсор может дополнительно включать в себя логические модули, преобразующие или модулирующие сигнал, различные фильтры, усилители сигнала и другие компоненты. “Gas sensor signal” and “gas sensor signal value” are an electrical signal generated by a gas sensor, one of the parameters of which depends on the concentration of specified substances (e.g., signal or background gases) in a gas mixture. In accordance with the present invention, the signal transmitted from the gas sensor to the controller via wired or wireless communication. The gas sensor may additionally include logic modules that convert or modulate the signal, various filters, signal amplifiers, and other components.

Термин “сигнальный газ” означает вещество или группу веществ, которые выделяются в газовую фазу при перегреве контролируемых элементов или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов и на обнаружение которых настроен газовый сенсор. The term “signal gas” means a substance or group of substances that are released into the gas phase when the controlled elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them overheat and which the gas sensor is configured to detect.

“Степень негерметичности” закрытого объема характеризует отношение суммарной площади постоянно открытых участков данного объема к площади ограждающих конструкций, выраженное в процентах. В качестве количественной оценки степени негерметичности электрических шкафов и распределительных щитов также может использоваться параметр класса защиты IP. The “degree of leakage” of a closed volume characterizes the ratio of the total area of permanently open sections of a given volume to the area of enclosing structures, expressed as a percentage. The IP protection class parameter can also be used as a quantitative assessment of the degree of leakage of electrical cabinets and distribution boards.

Код IP (согласно ГОСТ 14254-2015) обозначает систему кодификации, применяемую для обозначения степеней защиты, обеспечиваемых ограждающими конструкциями, от доступа к опасным частям, попадания внешних твердых предметов, воды, а также для предоставления дополнительной информации, связанной с такой защитой. The IP code (according to GOST 14254-2015) is a codification system used to indicate the degrees of protection provided by enclosing structures from access to hazardous parts, ingress of external solid objects, water, and to provide additional information related to such protection.

Под термином “термоактивируемый газовыделяющий материал (ТГМ)” понимается материал, способный выделять газ при нагреве выше заданной пороговой температуры, преимущественно в диапазоне 60-150°С. В частности, такой материал может входить в состав термоактивируемых газовыделяющих наклеек, клипс, кембриков, прочих изделий, а также специальных покрытий (лаков, красок и пр). Термоактивируемый газовыделяющий материал может включать микрокапсулы или микропористые компоненты, содержащие сигнальные газы, на детектирование которых настроен газовый сенсор. Массовая доля веществ, переходящих в газовую фазу при нагревании термоактивируемого газовыделяющего материала до пороговой температуры, должна составлять не менее 30%. Температура, при которой термоактивируемый газовыделяющий материал начинает выделять газ, называется пороговой температурой газовыделения или просто пороговой температурой. В зависимости от строения термоактивируемого газовыделяющего материала при нагревании до пороговой температуры может происходить полное или частичное выделение содержащегося в нем газа. В последнем случае, при повторном нагревании выше пороговой температуры материал будет снова выделять часть содержащегося в нем газа. Такое свойство ТГМ обеспечивает возможность многократного срабатывания газоаналитической системы. The term "thermally activated gas-emitting material (TGM)" refers to a material capable of releasing gas when heated above a specified threshold temperature, primarily in the range of 60-150°C. In particular, such material may be part of thermally activated gas-emitting stickers, clips, cambrics, other products, as well as special coatings (varnishes, paints, etc.). The thermally activated gas-emitting material may include microcapsules or microporous components containing signal gases, the detection of which is configured by the gas sensor. The mass fraction of substances that pass into the gas phase when the thermally activated gas-emitting material is heated to the threshold temperature must be at least 30%. The temperature at which the thermally activated gas-emitting material begins to emit gas is called the threshold gas emission temperature or simply the threshold temperature. Depending on the structure of the thermally activated gas-emitting material, when heated to the threshold temperature, the gas contained therein may be completely or partially released. In the latter case, when reheated above the threshold temperature, the material will again release some of the contained gas. This property of TGM provides the possibility of multiple operation of the gas analytical system.

Термин “фоновый газ” раскрывает вещество или группу веществ, которые могут присутствовать в воздухе зоны эксплуатации электроустановки, могут определяться газовым сенсором, и возникновение которых не связано с перегревом контролируемых элементов или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов. The term “background gas” describes a substance or group of substances that may be present in the air of the operating zone of an electrical installation, can be detected by a gas sensor, and the occurrence of which is not associated with overheating of the controlled elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them.

Под термином “электрооборудование” понимается совокупность устройств, предназначенных для производства, распределения, передачи и потребления электроэнергии, в основу работы которых положены принципы электротехники. The term “electrical equipment” refers to a set of devices designed for the production, distribution, transmission and consumption of electrical energy, the operation of which is based on the principles of electrical engineering.

“Электрический шкаф” или “распределительный щит” - каркас, в который устанавливается различное электрооборудование, в том числе предназначенное для приема и распределения энергии. “Закрытый электрический шкаф” представляет собой корпус, как правило, выполненный из металла или пластика, полностью или частично закрытый со всех сторон. Щит отличается от шкафа тем, что оборудование монтируется в специальной нише в стене и закрыто только с лицевой стороны. “Electrical cabinet” or “distribution board” is a frame in which various electrical equipment is installed, including that intended for receiving and distributing energy. “Closed electrical cabinet” is a body, usually made of metal or plastic, completely or partially closed on all sides. The shield differs from the cabinet in that the equipment is mounted in a special niche in the wall and is closed only on the front side.

Сущность группы изобретений The essence of the group of inventions

Заявленная группа изобретений направлена на повышение надежности и достоверности выявления начальных стадий дефектов элементов электрооборудования с помощью газоаналитического метода, учитывающего текущую концентрацию фоновых газов, определенную с помощью сенсора сравнения. The claimed group of inventions is aimed at increasing the reliability and accuracy of identifying the initial stages of defects in electrical equipment elements using a gas analysis method that takes into account the current concentration of background gases determined using a comparison sensor.

Задача, на решение которой направлена заявленная группа изобретений, заключается в создании системы, способа ее испытания, а также способа автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования, обладающих высокой достоверностью и чувствительностью. The problem that the claimed group of inventions is aimed at solving is the creation of a system, a method for testing it, and a method for automatically detecting overheating of electrical equipment elements that are highly reliable and sensitive.

Техническим результатом заявленной группы изобретений является повышение надежности и безопасности эксплуатации электрооборудования за счет своевременного выявления дефектов, сопровождающихся перегревами элементов электрооборудования. Для достижения указанного технического результата, группа изобретений использует определение перегревов газоаналитическим методом с применением сенсора сравнения. Сенсор сравнения позволяет учитывать концентрацию фоновых газов в воздухе вблизи контролируемой зоны, что позволяет снизить пороговую концентрацию сигнального газа при формировании извещения о перегреве, а также снизить количество ложных срабатываний. The technical result of the claimed group of inventions is to increase the reliability and safety of operation of electrical equipment due to the timely detection of defects accompanied by overheating of electrical equipment elements. To achieve the specified technical result, the group of inventions uses the determination of overheating by a gas analysis method using a comparison sensor. The comparison sensor allows taking into account the concentration of background gases in the air near the controlled area, which allows reduce the threshold concentration of signal gas when generating an overheating notification, and also reduce the number of false alarms.

В первом варианте, указанный технический результат достигается за счет использования системы автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования включающей: In the first variant, the specified technical result is achieved through the use of a system for automatic detection of overheating of electrical equipment elements, including:

- газовый сенсор SK, предназначенный для обнаружения газов, выделяющихся при нагревании контролируемого элемента или установленных на нем термоактивируемых газовыделяющих материалов, - gas sensor S K , designed to detect gases released during heating of the controlled element or thermally activated gas-emitting materials installed on it,

- газовый сенсор Scp, предназначенный для определения концентрации фоновых газов в воздухе вблизи контролируемой зоны; - gas sensor S cp , designed to determine the concentration of background gases in the air near the controlled area;

- контроллер, выполненный с возможностью соединения с по меньшей мере двумя газовыми сенсорами, включающими как минимум один контролирующий сенсор SK и как минимум один сенсор сравнения Scp, и формирования извещения о перегреве и/или передачи информации о таком перегреве на другое устройство. - a controller configured to be connected to at least two gas sensors, including at least one monitoring sensor S K and at least one comparison sensor S cp , and to generate a notification of overheating and/or transmit information about such overheating to another device.

Дополнительного группа изобретений может включать использование термоактивируемых газовыделяющих материалов преимущественно многократного действия (ТГМ) и специальных алгоритмов обработки сигнала, позволяющих зафиксировать дефект до начала развития необратимых изменений в структуре материалов контролируемых элементов, например, термодеструкции изоляции. ТГМ, применяемые для выявления фактов перегревов элементов электрооборудования, имеют фиксированную пороговую температуру газовыделения, которая, как правило, ниже температуры начала необратимой деструкции элементов электрооборудования. Таким образом, использование ТГМ позволяет фиксировать перегревы на стадии, позволяющей сохранять работоспособность элементов электроустановки. Кроме того, способность некоторых ТГМ выделять сигнальный газ в повторяющихся циклах нагрева/охлаждения, обеспечивает возможность многократного детектирования перегревов элементов электрооборудования без замены системы или отдельных ее частей и уточнять остаточный ресурс работы оборудования. An additional group of inventions may include the use of thermally activated gas-emitting materials, primarily of multiple action (TGM) and special signal processing algorithms that allow recording a defect before the onset of irreversible changes in the structure of materials of the controlled elements, for example, thermal destruction of insulation. TGM used to detect overheating of electrical equipment elements have a fixed threshold gas emission temperature, which is usually lower than the temperature of the onset of irreversible destruction of electrical equipment elements. Thus, the use of TGM allows recording overheating at a stage that allows maintaining the operability of electrical installation elements. In addition, the ability of some TGM to emit signal gas in repeated heating/cooling cycles provides the ability to repeatedly detect overheating of electrical equipment elements without replacing the system or its individual parts and to clarify the remaining service life of the equipment.

В качестве объекта контроля по настоящему изобретению выбраны элементы электрооборудования. Это обусловлено несколькими причинами. Во-первых, надежность и безотказность функционирования электроустановок является важным и неотъемлемым фактором обеспечения безопасности и надежности функционирования практически всех видов производств, объектов социального назначения, транспорта, городской инфраструктуры и пр. Во-вторых, электроустановки являются источником повышенной пожарной опасности. Как уже было отмечено в начале заявки, возгорания по причине нарушений правил эксплуатации электрооборудования занимают первое место после неосторожного обращения с огнем. В-третьих, в большинстве случаев, электроустановки высокого класса напряжения не позволяют проводить их визуальный осмотр под нагрузкой, что не позволяет своевременно выявлять дефекты с помощью тепловизионного осмотра или других методов визуального контроля. Отдельно следует отметить, что материалы, из которых изготавливается электрооборудование: провода, кабели, изоляторы или корпуса электрооборудования - в большинстве случаев являются негорючими. Обнаружить их перегрев типовыми пожарными (дымовыми, тепловыми, инфракрасными и прочими) датчиками не представляется возможным. The control object according to the present invention is selected as elements of electrical equipment. This is due to several reasons. Firstly, the reliability and trouble-free operation of electrical installations is an important and integral factor in ensuring the safety and reliability of the operation of almost all types of production, social facilities, transport, urban infrastructure, etc. Secondly, electrical installations are a source increased fire hazard. As already noted at the beginning of the application, fires due to violations of the rules for the operation of electrical equipment rank first after careless handling of fire. Thirdly, in most cases, high-voltage electrical installations do not allow for their visual inspection under load, which does not allow for timely detection of defects using thermal imaging inspection or other visual inspection methods. It should be noted separately that the materials from which electrical equipment is made: wires, cables, insulators or electrical equipment housings - in most cases are non-flammable. It is not possible to detect their overheating with standard fire (smoke, heat, infrared and other) sensors.

Необходимость использования газового сенсора сравнения, определяющего концентрацию фоновых газов в воздухе вблизи контролируемой зоны, связана с необходимостью формирования тревожного извещения о перегреве при обнаружении контролирующим сенсором сигнального газа в самых низких концентрациях газа. Задача датчика сравнения - исключение ложных срабатываний, вызванным постоянным изменением концентрации фоновых газов в окружающем воздухе, и, как следствие, возможность снижения порога срабатывания газоаналитической системы и реализации адаптивного порога. Целесообразность контроля сигнального газа в минимальных концентрациях связана со следующим обстоятельством. Как правило, скорость развития дефектов, связанных с перегревом электрооборудования, экспоненциально зависит от температуры. Иными словами, чем меньше температура, тем медленнее развивается дефект, и тем больше запас времени для проведения ремонта или подготовки к отключению. С технической точки зрения наиболее целесообразно выявлять дефекты на самых ранних стадиях их развития. Однако при незначительном перегреве концентрация выделяющихся газов очень мала. Это обусловлено не только низкой скоростью реакции деполимеризации, но и выветриванием выделившихся газов из электроустановки во времени. В настоящий момент известно большое количество сенсоров, позволяющих фиксировать продукты, выделяющиеся при разложении изоляции, или специальные сигнальные газы в предельно низких концентрациях, равных единицам или десяткам ppm. Однако такие сенсоры хорошо работают только в идеальной среде, то есть при постоянных температуре, влажности, содержании СО2, кислорода и других атмосферных газов. Обеспечить такие “идеальные” условия в электроустановках невозможно. Изменение воздействия вышеупомянутых факторов в процессе эксплуатации приводят либо к необходимости существенно загрублять систему и поднимать порог срабатывания газоаналитической системы, либо мириться с большим количеством ложных срабатываний. Приведенное выше обстоятельство является одним из существенных факторов, ограничивающих область применения газоаналитической системы. Не менее значимым фактором является изменение чувствительности сенсора во времени, а также зависимость сигнала сенсора от температуры, магнитных полей и других факторов. The need to use a comparison gas sensor that determines the concentration of background gases in the air near the controlled area is associated with the need to generate an alarm about overheating when the monitoring sensor detects signal gas in the lowest gas concentrations. The task of the comparison sensor is to eliminate false alarms caused by constant changes in the concentration of background gases in the ambient air, and, as a result, the possibility of reducing the response threshold of the gas analysis system and implementing an adaptive threshold. The expediency of monitoring signal gas in minimum concentrations is associated with the following circumstance. As a rule, the rate of development of defects associated with overheating of electrical equipment exponentially depends on the temperature. In other words, the lower the temperature, the slower the defect develops, and the greater the time reserve for repairs or preparation for shutdown. From a technical point of view, it is most expedient to detect defects at the earliest stages of their development. However, with minor overheating, the concentration of emitted gases is very small. This is due not only to the low rate of depolymerization reaction, but also to the weathering of the released gases from the electrical installation over time. Currently, a large number of sensors are known that allow recording products released during insulation decomposition, or special signal gases in extremely low concentrations equal to units or tens of ppm. However, such sensors work well only in an ideal environment, i.e. at constant temperature, humidity, CO2, oxygen and other atmospheric gases. It is impossible to ensure such “ideal” conditions in electrical installations. Changes in the impact of the above factors during operation lead to either the need to significantly roughen the system and raise the response threshold of the gas analysis system, or to put up with a large number of false alarms. The above circumstance is one of the significant factors limiting the scope of application of the gas analysis system. An equally significant factor is the change in sensor sensitivity over time, as well as the dependence of the sensor signal on temperature, magnetic fields and other factors.

Г азоаналитическая система должна обладать необходимой универсальностью, а также работать эффективно и достоверно вне зависимости от внешних условий и типа используемых изоляционных материалов. Как правило, предсказать условия окружающей среды, при которых будет эксплуатироваться система, а также состав и количество фоновых газов, воздействию которых будет подвергаться система в процессе эксплуатации, невозможно. The gas analysis system must have the necessary versatility, and also operate effectively and reliably regardless of external conditions and the type of insulation materials used. As a rule, it is impossible to predict the environmental conditions under which the system will be operated, as well as the composition and amount of background gases to which the system will be exposed during operation.

Сигнальные газы, на обнаружение которых настроены газовые сенсоры, используемые в газоаналитической системе, представляют собой не индивидуальное вещество, а совокупность веществ, качественный и количественный состав которых может значительно различаться. По этой причине используемые в газоаналитическом методе сенсоры, как правило, настроены не на индивидуальное вещество, а на группу веществ, объединенных наличием того или иного структурного фрагмента. Signal gases, for the detection of which gas sensors used in a gas analysis system are configured, are not an individual substance, but a set of substances whose qualitative and quantitative composition may vary significantly. For this reason, sensors used in a gas analysis method are usually configured not for an individual substance, but for a group of substances united by the presence of one or another structural fragment.

Принимая во внимание, что любой параметр, измеряемый такими сенсорами, напрямую характеризует концентрацию (содержание) газа или группы газов в газовоздушной среде, в данной заявке будет использовано понятие “концентрация” при упоминании содержания сигнальных или фоновых газов. При этом сенсор формирует сигнал, значение которого определяется измеряемым параметром газовой смеси, поэтому можно сказать, что значение сигнала, полученного от сенсора контроллером, также характеризует содержание определенной совокупности веществ в контролируемой зоне и так или иначе связано с их концентрацией. Taking into account that any parameter measured by such sensors directly characterizes the concentration (content) of a gas or group of gases in the gas-air environment, in this application the term "concentration" will be used when referring to the content of signal or background gases. In this case, the sensor generates a signal, the value of which is determined by the measured parameter of the gas mixture, therefore it can be said that the value of the signal received from the sensor by the controller also characterizes the content of a certain set of substances in the controlled area and is somehow related to their concentration.

Основная сложность повышения чувствительности газовых сенсоров при обнаружении сигнальных газов заключается в том, что при настройке сенсора на определение максимального значения параметра X - 1Шах(Х), которое в наибольшей степени характеризует сигнальный газ (фиг. 7а, сплошные линии Ь), он, тем не менее, может реагировать на присутствие других фоновых веществ, максимальное значение параметра X для которых находится рядом с определяемой величиной. Это связано с тем, что, как правило, графики зависимости значения параметров 1(Х) от концентрации имеют форму, близкую к распределению Гаусса. Поэтому, даже при несовпадении максимумов значений параметров X, среднеквадратическое отклонение от 1тах(Х) фоновых газов (фиг. 7а, пунктирные линии а) может наложиться на Imax(X) сигнальных газов, что при высоком содержании сторонних веществ может привести к срабатыванию системы. The main difficulty in increasing the sensitivity of gas sensors when detecting signal gases is that when the sensor is configured to determine the maximum value of the parameter X - 1 Ш ах(Х), which characterizes the signal gas to the greatest extent (Fig. 7a, solid lines b), it can nevertheless respond to the presence of other background substances, the maximum value of the parameter X for which is close to the determined value. This is due to the fact that, as a rule, the graphs of the dependence of the value of the parameters 1(Х) on the concentration have a shape close to the Gaussian distribution. Therefore, even if there is a mismatch maxima of the values of the parameters X, the standard deviation from 1 max (X) of the background gases (Fig. 7a, dotted lines a) can overlap with I max (X) of the signal gases, which, with a high content of foreign substances, can lead to the system being triggered.

Использование в системе изделий, включающих термоактивируемые газовыделяющие материалы (ТГМ) и устанавливаемых на контролируемые элементы, или термоактивируемых газовыделяющих покрытий, наносимых на эти элементы, позволяет настраивать сенсоры на регистрацию специфических сигнальных газов, которые выделяются при нагреве ТМГ выше пороговой температуры. Такие сигнальные газы, как правило, выбираются таким образом, чтобы максимальное значение параметра X - Imax(X) - как можно больше отличалось от максимальных значений этого параметра для других фоновых газов (например, СОг, кислорода, воды и других атмосферных газов), как указано на фиг. 7а, жирная линия с. Тем не менее, на практике зависимость 1(Х), регистрируемая сенсором, будет выглядеть подобно графику, приведенному на фиг. 76, а поскольку содержание фоновых газов при определенных условиях может во много раз превышать концентрацию сигнального газа, происходит частичное перекрытие области с максимальным значением параметра X, характерным для сигнальных газов, выделяющихся из ТГМ, и возникновение ложных срабатываний системы. The use in the system of products including thermally activated gas-emitting materials (TGM) and installed on the controlled elements, or thermally activated gas-emitting coatings applied to these elements, makes it possible to adjust the sensors to register specific signal gases that are released when the TGM is heated above the threshold temperature. Such signal gases are usually selected in such a way that the maximum value of the parameter X - Imax(X) - differs as much as possible from the maximum values of this parameter for other background gases (for example, CO2, oxygen, water and other atmospheric gases), as shown in Fig. 7a, thick line c. Nevertheless, in practice, the dependence I(X) registered by the sensor will look similar to the graph shown in Fig. 76, and since the content of background gases under certain conditions can be many times higher than the concentration of the signal gas, there is a partial overlap of the region with the maximum value of the parameter X, characteristic of signal gases released from TGM, and the occurrence of false alarms of the system.

В связи с этим, важной задачей современных систем выявления перегревов с помощью газоаналитических методов является сочетание возможности регистрации низкого содержания газов, выделяющихся при перегреве контролируемых элементов электрооборудования или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов, и минимизация ложных срабатываний. Нами было обнаружено, что учет текущего содержания фоновых газов позволяет многократно повысить чувствительность системы, а также существенно снизить число ложных срабатываний, возникающих по причине обнаружения сенсорами сторонних газов. In this regard, an important task of modern systems for detecting overheating using gas analysis methods is to combine the ability to register low levels of gases released during overheating of controlled electrical equipment elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them, and to minimize false alarms. We have found that taking into account the current content of background gases allows for a multiple increase in the sensitivity of the system, as well as a significant reduction in the number of false alarms that occur due to the detection of foreign gases by sensors.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что обнаружение газов, выделяющихся при нагревании контролируемых элементов или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов, происходит контролирующим сенсором с учетом концентрации фоновых газов, определяемой сенсором сравнения в воздухе вблизи контролируемой зоны. Причем контролирующий сенсор устанавливается в одной области с контролируемым элементом (контролируемой зоне), а сенсор сравнения - вблизи контролируемой зоны, но вне ее, то есть таким образом, чтобы на сенсор сравнения равным образом воздействовали все те же газы, которые воздействуют на контролирующий сенсор, за исключением газов, выделяющихся при перегреве контролируемых элементов или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов. Обычно контролирующий сенсор располагают внутри электрооборудования рядом или над контролируемым элементом (элементами), а сенсор сравнения - либо снаружи электроустановки, либо в другой части электроустановки (соседнем отсеке или ячейке). Сенсор сравнения задает нулевое значение (базовую линию), относительно которой контроллер анализирует содержание газа в контролируемой зоне и принимает решение о формировании тревожного извещения; и/или позволяет отличить ложное срабатывание от истинного по разнице сигналов, зафиксированных сенсором сравнения и контролирующим сенсором. Такой подход позволяет снизить пороговое значение содержания контролируемых газов при формировании тревожного извещения и снизить вероятность ложных срабатываний. Кроме того, поскольку сенсор сравнения эксплуатируется в тех же условиях, что и контролирующий сенсор, отравление чувствительного элемента, температурная зависимость сигнала, а также другие параметры сенсора сравнения и контролирующего сенсора будут близки. Это позволяет еще больше повысить чувствительность метода. Принимая во внимание экспоненциальную зависимость скорости развития дефекта от температуры, использование сенсора сравнения позволяет существенно увеличить выявляемость дефектов на ранних стадиях и сократить количество ложных срабатываний. The essence of the present invention is that the detection of gases released during heating of controlled elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them occurs by a control sensor taking into account the concentration of background gases determined by a comparison sensor in the air near the controlled zone. Moreover, the control sensor is installed in the same area as the controlled element (controlled zone), and the comparison sensor is near the controlled zone, but outside it, that is, in such a way in such a way that the comparison sensor is equally affected by all the same gases that affect the monitoring sensor, with the exception of gases released during overheating of the monitored elements or heat-activated gas-emitting materials installed on them. Typically, the monitoring sensor is located inside the electrical equipment next to or above the monitored element (elements), and the comparison sensor is either outside the electrical installation or in another part of the electrical installation (an adjacent compartment or cell). The comparison sensor sets a zero value (baseline), relative to which the controller analyzes the gas content in the monitored zone and makes a decision on generating an alarm; and/or makes it possible to distinguish a false alarm from a true one based on the difference in signals recorded by the comparison sensor and the monitoring sensor. This approach makes it possible to lower the threshold value of the content of monitored gases when generating an alarm and to reduce the probability of false alarms. In addition, since the comparison sensor is operated under the same conditions as the control sensor, the poisoning of the sensing element, the temperature dependence of the signal, and other parameters of the comparison sensor and the control sensor will be close. This allows for an even greater increase in the sensitivity of the method. Taking into account the exponential dependence of the defect development rate on temperature, the use of the comparison sensor allows for a significant increase in the detection of defects at early stages and a reduction in the number of false alarms.

В простейшем случае система принимает значение сигнала 1ср, характеризующего содержание фоновых газов и сформированного одним или несколькими сенсорами сравнения, за базовую линию. Контроллер формирует извещение о перегреве при отклонении значения сигнала 1к, характеризующего содержание сигнальных газов и зафиксированного одним или несколькими контролирующими сенсорами, от этой базовой линии в сторону увеличения в соответствии с формулой: 1К - 1ср > 0. В случае непревышения значения сигнала 1к над значением сигнала 1ср или равенства значений этих сигналов, т.е. когда 1к - 1ср <= 0, формирования контроллером извещения о перегреве не происходит. Таким образом, использование системы по заявляемой группе изобретений позволяет распознавать и отфильтровать ложные срабатывания путем сравнения значений сигналов, регистрируемых контролирующим сенсором, со значениями сигналов, регистрируемых сенсором сравнения, по простейшему алгоритму, приведенному выше, или по более сложным алгоритмам, раскрытым в описании ниже. In the simplest case, the system takes the value of signal 1 sr , characterizing the content of background gases and generated by one or more comparison sensors, as the baseline. The controller generates an overheating notification when the value of signal 1 k , characterizing the content of signal gases and recorded by one or more monitoring sensors, deviates from this baseline in the direction of increase in accordance with the formula: 1 K - 1 sr > 0. If the value of signal 1 k does not exceed the value of signal 1 sr or if the values of these signals are equal, i.e. when 1 k - 1 sr <= 0, the controller does not generate an overheating notification. Thus, the use of the system according to the claimed group of inventions makes it possible to recognize and filter out false alarms by comparing the values of signals recorded by the monitoring sensor with the values of signals recorded by comparison sensor, according to the simplest algorithm given above, or according to more complex algorithms disclosed in the description below.

В настоящем изобретении могут использоваться различные методики сравнения значений зарегистрированных сенсорами сигналов, характеризующих содержание газов: могут сравниваться абсолютные значения сигналов в каждый момент времени, усредненные значения сигналов за различный временной период, интегральные или дифференциальные значения сигналов (в последнем случае будет учитываться не сами относительные значения сигналов, а скорость их роста), усредненные значения сигналов, полученные с нескольких внешних сенсоров сравнения или контролирующих сенсоров. Все эти подходы позволяют оптимизировать работу системы к конкретной прикладной задаче, поскольку каждый тип дефекта имеет свои особенности развития. Общим во всех случаях является то, что анализируются сигналы, зарегистрированные контролирующим сенсором, фиксирующем суммарное содержание фоновых и сигнальных газов, и сенсором сравнения, фиксирующем концентрацию только фоновых газов. The present invention can use various methods of comparing the values of signals registered by sensors characterizing the gas content: absolute values of signals at each moment in time, averaged values of signals for different time periods, integral or differential values of signals (in the latter case, not the relative values of the signals themselves will be taken into account, but the rate of their growth), averaged values of signals obtained from several external comparison sensors or monitoring sensors can be compared. All these approaches allow optimizing the operation of the system for a specific application task, since each type of defect has its own development features. What is common in all cases is that the signals registered by the monitoring sensor, recording the total content of background and signal gases, and the comparison sensor, recording the concentration of only background gases, are analyzed.

Учет текущего содержания фоновых газов посредством определения их концентрации в воздухе вблизи контролируемой зоны позволяет снизить пороговую концентрацию сигнального газа, необходимую для формирования извещения, а также распознавать и минимизировать ложные срабатывания, связанные с изменением во времени состава атмосферных (фоновых) газов. Раннее выявление дефектов, связанных с перегревами элементов электрооборудования, обеспечивает повышение надежности и безопасности эксплуатации электрооборудования. Accounting for the current content of background gases by determining their concentration in the air near the controlled area allows for a reduction in the threshold concentration of the signal gas required to generate a notification, as well as for recognizing and minimizing false alarms associated with changes in the composition of atmospheric (background) gases over time. Early detection of defects associated with overheating of electrical equipment components ensures increased reliability and safety of electrical equipment operation.

Заявленная система может содержать более одного Scp, и/или более одного SK. В случае, если система содержит более одного Scp, формирование извещения о перегревах элементов электрооборудования и/или передачи информации о таких перегревах на другое устройство может происходить сравнением заранее усредненных значений сигналов, характеризующих содержание фоновых газов, детектируемых всеми или некоторыми Scp с одинаковым или различным вкладом каждого отдельного сенсора. Аналогично при использовании нескольких контролирующих сенсоров могут применяться различные алгоритмы расчета значения сигнального газа: по усредненной концентрации или по меньшему зафиксированному значению сигнала. The claimed system may contain more than one S cp , and/or more than one S K . If the system contains more than one S cp , the generation of a notification about overheating of electrical equipment elements and/or the transmission of information about such overheating to another device may occur by comparing pre-averaged values of signals characterizing the content of background gases detected by all or some S cp with the same or different contribution of each individual sensor. Similarly, when using several monitoring sensors, different algorithms for calculating the value of the signal gas may be used: by the average concentration or by the smaller recorded value of the signal.

В ряде случаев система может реализовывать адаптивную логику работы. В этом случае установленное пороговое значение концентрации изменяется в процессе эксплуатации исходя из максимального изменения (амплитуды колебания) сигналов контролирующего сенсора или сенсора сравнения в течение длительного периода. Такой подход является предпочтительным, поскольку в зависимости от внешних условий и особенностей контролируемого электрооборудования достоверно определить пороговые значения сигнального газа не всегда возможно, а использование единого фиксированного (универсального) порогового значения для всех типов электроустановок может привести либо к ложным срабатываниям, либо, напротив, к снижению чувствительности системы. В случае адаптивной логики контроллер формирует извещение о перегреве при превышении сигнала контролирующего сенсора сигнала сенсора сравнения не на фиксированное значение пороговой величины, а на постоянно изменяющееся значение порога. В самом простом случае значение адаптивного порога может быть равно максимальной разнице значений между контролирующим сенсором и сенсором сравнения, умноженной на константу (значение которой, преимущественно, находится в диапазоне от 2 до 5). В другом варианте расчета массив значений сигналов, полученных со всех сенсоров сравнения, формирует дисперсию (т.е. меру разброса) значений сигналов фоновых газов относительно усредненного значения этих сигналов. На основе этих данных контроллер также может рассчитывать стандартное отклонение, обычно представляющее собой квадратный корень из дисперсии, или рассчитываемое другими методами расчета. Формирование извещения о перегреве происходит только в том случае, если сигнал, зарегистрированный одним из SK, выбивается из множества, сформированного дисперсией или стандартным отклонением от усредненного значения сигналов Scp. Если же значения SK лежат в пределах указанного множества, то формирование извещения о перегреве не происходит. При этом весь набор вычисляемых величин формируется в зависимости от данных, полученных со всех SK и Sep, в каждый момент времени. In some cases, the system can implement adaptive logic of operation. In this case, the set threshold concentration value changes during operation based on the maximum change (oscillation amplitude) of the signals the monitoring sensor or the comparison sensor over a long period. This approach is preferable, since, depending on the external conditions and the characteristics of the electrical equipment being monitored, it is not always possible to reliably determine the threshold values of the signal gas, and the use of a single fixed (universal) threshold value for all types of electrical installations can lead either to false alarms or, on the contrary, to a decrease in the sensitivity of the system. In the case of adaptive logic, the controller generates an overheating notification when the signal of the monitoring sensor exceeds the signal of the comparison sensor not by a fixed threshold value, but by a constantly changing threshold value. In the simplest case, the adaptive threshold value can be equal to the maximum difference in values between the monitoring sensor and the comparison sensor, multiplied by a constant (the value of which is mainly in the range from 2 to 5). In another calculation option, an array of signal values obtained from all comparison sensors forms a variance (i.e. a measure of the spread) of the background gas signal values relative to the average value of these signals. Based on these data, the controller can also calculate the standard deviation, which is usually the square root of the dispersion, or calculated using other calculation methods. The overheating notification is generated only if the signal registered by one of the S K is out of the set formed by the dispersion or standard deviation from the average value of the signals S cp . If the S K values are within the specified set, the overheating notification is not generated. In this case, the entire set of calculated values is formed depending on the data received from all S K and Sep at each moment in time.

Адаптивное пороговое значение и использование описанного выше принципа работы системы в случае наличия нескольких Scp и/или SK дополнительно увеличивает достоверность выявления перегревов электрооборудования, поскольку позволяет уменьшить абсолютное значение пороговой концентрации, при определении которой сенсором SK происходит срабатывание системы, и делает систему независимой от установленных пороговых значений. The adaptive threshold value and the use of the above-described principle of operation of the system in the case of the presence of several S cp and/or S K additionally increases the reliability of detecting overheating of electrical equipment, since it allows to reduce the absolute value of the threshold concentration, upon detection of which the S K sensor triggers the system, and makes the system independent of the established threshold values.

В случае, если система содержит более одного SK, формирование извещения о перегревах элементов электрооборудования и/или передачи информации о таких перегревах на другое устройство может происходить при превышении усредненного значения сигналов, характеризующих содержание газов, зарегистрированных всеми или некоторыми SK, с одинаковым или различным вкладом превышенных значений сигналов, зарегистрированных каждым отдельным SK. Увеличение числа контролирующих сенсоров дополнительно способствует повышению достоверности выявления перегревов элементов электрооборудования, особенно в крупногабаритном электрооборудовании, например, таком как распределительные шкафы большого объема, поскольку каждый SK будет анализировать определенный окружающий его объем воздуха. Газы, выделяющиеся при перегреве элементов оборудования или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов, первоначально локализованы в непосредственной близи от места перегрева и распространяются по объему электрооборудования с течением времени вследствие диффузионных процессов, скорость которых зависит от многих факторов, например, принудительной вентиляции. В этом случае важно, чтобы SK находился как можно ближе к месту перегрева для снижения задержки формирования системой извещения о локальных перегревах. Поэтому размещение нескольких SK в различных местах контролируемых зон позволит своевременно выявлять предпожарные ситуации, связанные с выделением продуктов полимерной изоляции и других материалов. If the system contains more than one S K , the generation of a notification about overheating of electrical equipment elements and/or the transmission of information about such overheating to another device may occur when the average value is exceeded. values of signals characterizing the gas content registered by all or some S K , with the same or different contribution of the exceeded signal values registered by each individual S K . An increase in the number of monitoring sensors additionally contributes to an increase in the reliability of detecting overheating of electrical equipment elements, especially in large-sized electrical equipment, such as, for example, large-volume distribution cabinets, since each S K will analyze a certain volume of air surrounding it. Gases released during overheating of equipment elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them are initially localized in the immediate vicinity of the overheating point and spread throughout the volume of electrical equipment over time due to diffusion processes, the rate of which depends on many factors, for example, forced ventilation. In this case, it is important that S K is located as close as possible to the overheating point in order to reduce the delay in the formation of a local overheating notification by the system. Therefore, placing several S K in different places of the monitored zones will allow timely detection of pre-fire situations associated with the release of polymer insulation products and other materials.

В другом варианте осуществления система может использовать комбинацию фиксированного порогового значения и адаптивной логики и основываться на расчете и сравнении бегущих средних параметров, зафиксированных сенсором. Контроллер, получая данные от контролирующего сенсора, рассчитывает два показателя: длительное бегущее среднее, вычисляемое как среднее значение зафиксированных параметров за длительный промежуток времени, характеризующий скорость изменения параметров воздушной смеси, не связанного с перегревом контролируемого элемента (обычно более 5 минут ) и короткое бегущее среднее, вычисляемое за временной период, равный времени активного роста концентрации сигнальных газов, при достижении контролируемым элементом пороговой температуры (предпочтительно, менее одной минуты). Длительное бегущее среднее фактически характеризует наличие фоновых газов, концентрация которых обычно медленно изменяется во времени, и задает базовую линию, относительно которой ведется сравнение короткого бегущего среднего, характеризующего усредненную концентрацию сигнальных газов. Пороговое значение разницы короткого и длительного бегущих средних (вычисляемой как разность этих параметров или по более сложным алгоритмам) может либо задаваться при изготовлении, проектировании, вводе в эксплуатацию оборудования, пуско-наладочных работах, либо настраиваться в автоматическом режиме с учетом колебания концентрации фоновых газов в процессе эксплуатации, фиксируемых в том числе сенсором сравнения. Точность и чувствительность системы можно регулировать, выбирая временной промежуток для расчета длительного бегущего среднего: чем более длительный период времени берется в расчет, тем меньший вклад в значение короткого бегущего среднего будут вносить фоновые газы. Такая регулировка также может осуществляться в автоматическом режиме в зависимости от данных, получаемых с сенсора сравнения. Наличие Scp необходимо не только для корректировки адаптивного порога и временного периода для определения длительного бегущего среднего, но и для подтверждения превышения порогового значения контролирующим сенсором, в случае резкого нарастания концентрации сигнальных газов в окружающем воздухе по причинам, не связанным с перегревом контролируемых элементов. In another embodiment, the system can use a combination of a fixed threshold value and adaptive logic and be based on the calculation and comparison of running average parameters recorded by the sensor. The controller, receiving data from the monitoring sensor, calculates two indicators: a long-term running average calculated as the average value of the recorded parameters over a long period of time, characterizing the rate of change of the air mixture parameters not associated with overheating of the controlled element (usually more than 5 minutes) and a short-term running average calculated for a time period equal to the time of active growth of the concentration of signal gases, when the controlled element reaches the threshold temperature (preferably less than one minute). The long-term running average actually characterizes the presence of background gases, the concentration of which usually changes slowly over time, and sets the baseline relative to which the short-term running average is compared, characterizing the average concentration of signal gases. The threshold value of the difference between the short and long running averages (calculated as the difference between these parameters or by more complex algorithms) can either be set during manufacturing, design, commissioning of equipment, start-up and adjustment works, or be adjusted in automatic mode taking into account fluctuations in the concentration of background gases during operation, recorded, among other things, by the comparison sensor. The accuracy and sensitivity of the system can be adjusted by selecting the time interval for calculating the long-term running average: the longer the period of time taken into account, the smaller the contribution to the value of the short-term running average will be made by background gases. Such adjustment can also be carried out automatically depending on the data received from the comparison sensor. The presence of S cp is necessary not only for adjusting the adaptive threshold and the time period for determining the long-term running average, but also for confirming that the threshold value has been exceeded by the monitoring sensor, in the event of a sharp increase in the concentration of signal gases in the ambient air for reasons not related to overheating of the monitored elements.

Как правило, средний объем одной ячейки электрооборудования (например, электрических щитов, комплектных распределительных устройств, низковольтных комплектных устройств, коробок блока распределения начал обмоток и др.) составляет от 100 л до 1000 л (1 м3). Экспериментально было установлено, что масса продуктов, выделяющихся из изоляционных материалов при перегревах элементов электрооборудования или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов, на определение содержания которых настроены газовые сенсоры, не превышает 1 г. При нормальных условиях молярный объем любого газа принимается за 22.4 л/моль, молярная масса воздуха равна 29 г/моль, а средняя молярная масса сигнальных газов составляет 200 г/моль. Тогда концентрация измеряемых продуктов в контролируемой зоне будет составлять в среднем 30-300 ppm. Поэтому для надежной и достоверной работы система должна фиксировать превышение сигнальных газов в диапазоне 30-300 ppm. При этом концентрация других газов, которые также могут улавливаться сенсорами, значительно выше, например, концентрация СО2 в атмосфере в некоторых случаях может достигать 1000 ppm и выше. Этот факт дополнительно свидетельствует о необходимости использования датчика сравнения. As a rule, the average volume of one cell of electrical equipment (e.g., electrical panels, complete switchgear units, low-voltage complete devices, winding starter distribution block boxes, etc.) is from 100 l to 1000 l (1 m 3 ). It was experimentally established that the mass of products released from insulating materials during overheating of electrical equipment elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them, for the determination of the content of which gas sensors are configured, does not exceed 1 g. Under normal conditions, the molar volume of any gas is taken as 22.4 l/mol, the molar mass of air is 29 g/mol, and the average molar mass of signal gases is 200 g/mol. Then the concentration of measured products in the controlled area will be on average 30-300 ppm. Therefore, for reliable and reliable operation, the system must record an excess of signal gases in the range of 30-300 ppm. At the same time, the concentration of other gases that can also be detected by sensors is significantly higher, for example, the concentration of CO2 in the atmosphere in some cases can reach 1000 ppm and higher. This fact additionally indicates the need to use a comparison sensor.

Как было отмечено выше, для осуществления непрерывного контроля выделения газов, образующихся при перегреве элементов электрооборудования или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов, не целесообразно количественно определять только одно конкретное вещество, а необходимо фиксировать группу схожих по строению веществ. Для этой цели необходимо подобрать сенсор, изменяющий какой-либо параметр при адсорбции или реакции с определенным классом веществ. Например, сенсор может измерять проводимость среды между двумя чувствительными элементами, зависящую от состава этой среды, и формировать сигнал, значение которого будет тем выше, чем больше содержание газов, вызвавших это изменение. В данном случае абсолютная концентрация сигнальных газов будет неизвестна, однако ее изменение приведет к изменению одного из параметров сенсора, что приведет к формированию газовым сенсором сигнала и будет свидетельствовать об изменении состава воздушной среды. Сенсоры, детектирующие изменение состава газовоздушной среды по косвенному изменению их параметров и формирующие сигнал, пропорциональный этому изменению, широко распространены в различных газоаналитических системах, благодаря их удобству, надежности, простоте использования, компактности и низкой стоимости, и поэтому их использование предпочтительно, рамках заявленной группы изобретений. As noted above, in order to continuously monitor the emission of gases formed during overheating of electrical equipment elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them, it is not advisable to quantitatively determine only one specific substance, but it is necessary to record a group of substances similar in structure. For this purpose, it is necessary to select a sensor that changes some parameter during adsorption or reaction with a certain class of substances. For example, a sensor can measure the conductivity of the medium between two sensitive elements, depending on the composition of this medium, and generate a signal, the value of which will be the higher, the greater the content of gases that caused this change. In this case, the absolute concentration of signal gases will be unknown, but its change will lead to a change in one of the sensor parameters, which will lead to the formation of a signal by the gas sensor and will indicate a change in the composition of the air environment. Sensors that detect a change in the composition of the gas-air environment by an indirect change in their parameters and generate a signal proportional to this change are widely used in various gas analytical systems due to their convenience, reliability, ease of use, compactness and low cost, and therefore their use is preferable within the framework of the claimed group of inventions.

В качестве газовых сенсоров в заявленной группе изобретений могут применяться полупроводниковые, термокаталитические, кондуктометрические, электрохимические, оптические и другие виды сенсоров, каждый из которых обладает рядом особенностей. In the claimed group of inventions, semiconductor, thermocatalytic, conductometric, electrochemical, optical and other types of sensors can be used as gas sensors, each of which has a number of features.

Термокаталитические сенсоры осуществляют контроль тепловыделения, возникающего в результате окисления анализируемого газа на поверхности термокаталитического элемента, представляющего собой нагретую до высокой температуры платиновую нить, покрытую слоем катализатора, а значение тепловыделения напрямую зависит от величины мольной концентрации этого газа. Их преимуществами является высокое быстродействие и наличие взрывонепроницаемой оболочки, однако термокаталитический элемент быстро деградирует, а сам сенсор имеет высокое энергопотребление и требует постоянного подключения к электрической сети, что ограничивает область их использования. Thermocatalytic sensors monitor heat generation resulting from oxidation of the analyzed gas on the surface of a thermocatalytic element, which is a platinum thread heated to a high temperature and covered with a catalyst layer, and the heat generation value directly depends on the molar concentration of this gas. Their advantages include high speed and the presence of an explosion-proof shell, however, the thermocatalytic element quickly degrades, and the sensor itself has high energy consumption and requires constant connection to the electrical network, which limits the scope of their use.

Принцип работы электрохимических сенсоров основан на взаимодействии анализируемого газа с чувствительным слоем, расположенным непосредственно на рабочем электроде или в слое раствора электролита возле него. Такие сенсоры обеспечивают высокую избирательность и точность измерения, однако наличие жидкого электролита снижает срок их службы и делает их менее предпочтительными для использования в электроустановках. Оптические газовые сенсоры основаны на поглощении газами определенных длин волн, как правило, в инфракрасном диапазоне. При этом коэффициент поглощения прямо пропорционален концентрации газов. Преимуществом оптических сенсоров является долгий срок службы и отсутствие эффекта старения, поскольку чувствительный элемент сенсора защищен от воздействия анализируемых газов. Сенсоры этого типа также могут работать в широком диапазоне концентраций. Однако, несмотря на то, что оптические сенсоры можно настраивать на поглощение определенных длин волн, такие сенсоры высоко чувствительны к концентрации воды, углекислого газа и других соединений, которые могут содержать в атмосфере (например, паров ЛВЖ). Это приводит к значительным колебаниям измеряемых параметров и контролирующего сенсора, и сенсора сравнения во времени. Последнее обстоятельство препятствует снижению порога чувствительности такого типа сенсоров. Настройка оптических сенсоров на определение поглощения длин волн, позволяет повысить селективность и чувствительность, однако существенно усложняет систему. The principle of operation of electrochemical sensors is based on the interaction of the analyzed gas with a sensitive layer located directly on the working electrode or in a layer of electrolyte solution near it. Such sensors provide high selectivity and measurement accuracy, but the presence of liquid electrolyte reduces their service life and makes them less preferable for use in electrical installations. Optical gas sensors are based on the absorption of gases of certain wavelengths, usually in the infrared range. The absorption coefficient is directly proportional to the concentration of gases. The advantage of optical sensors is a long service life and the absence of the aging effect, since the sensitive element of the sensor is protected from the effects of the analyzed gases. Sensors of this type can also operate in a wide range of concentrations. However, despite the fact that optical sensors can be adjusted to absorb certain wavelengths, such sensors are highly sensitive to the concentration of water, carbon dioxide and other compounds that may be contained in the atmosphere (e.g., flammable liquid vapors). This leads to significant fluctuations in the measured parameters of both the control sensor and the comparison sensor over time. The latter circumstance prevents a decrease in the sensitivity threshold of this type of sensors. Adjusting optical sensors to determine the absorption of wavelengths allows increasing selectivity and sensitivity, but significantly complicates the system.

Полупроводниковые сенсоры являются одним из основных типов сенсоров, используемых в газоаналитических системах. Их принцип действия основан на изменении сопротивления чувствительного слоя при воздействии на него измеряемого газа. В качестве такого чувствительного слоя, как правило, используются широкозонные полупроводники (оксиды и халькогениды металлов: SnO2, ZnO, TiO2, WO3, SnO2 и др.), обратимая хемосорбция измеряемых газов на которых приводит к обратимым изменениям проводимости. Их преимуществом является не только высокая чувствительность, широкий динамический диапазон измеряемых концентраций, но и низкое энергопотребление. Semiconductor sensors are one of the main types of sensors used in gas analysis systems. Their operating principle is based on the change in the resistance of the sensitive layer when exposed to the measured gas. Wide-bandgap semiconductors (oxides and chalcogenides of metals: SnO 2 , ZnO, TiO 2 , WO3, SnO 2 etc.) are usually used as such a sensitive layer, reversible chemisorption of the measured gases on which leads to reversible changes in conductivity. Their advantage is not only high sensitivity, a wide dynamic range of measured concentrations, but also low energy consumption.

Предпочтительность использования сенсоров данного типа для заявленной системы автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования обуславливается тем, что при перегреве изоляционных материалов контролируемых элементов электрооборудования, как правило, включающих в себя сшитый полиэтилен (ПЭ), поливинилхлорид (ПВХ), каучук, силикон, эпоксидную смолу и др., выделяются газы-восстановители (например, этилен, винилхлорид, изопрен, бутилен, НС1, Н2, СО и др.), которые могут определяться окислительными полупроводниковыми материалами в низких концентрациях. В то же время полупроводниковые сенсоры слабо реагируют на продукты полного окисления органических веществ, например, СО2, кислород, и иные вещества с низкой реакционной способностью, которые присутствуют в воздухе в относительно высоких концентрациях. Это позволяет дополнительно повысить чувствительность системы и обеспечить ее надежное срабатывание при малых концентрациях веществ, образующихся в результате перегревов элементов электрооборудования (например, возникновения частичных дуговых разрядов), свидетельствующих о начальном этапе развития дефекта. The preference for using sensors of this type for the declared system of automatic detection of overheating of electrical equipment elements is due to the fact that when the insulating materials of the controlled electrical equipment elements overheat, as a rule, including cross-linked polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), rubber, silicone, epoxy resin, etc., are released reducing gases (for example, ethylene, vinyl chloride, isoprene, butylene, НС1, Н2 , СО, etc.), which can be determined by oxidizing semiconductor materials in low concentrations. At the same time, semiconductor sensors react weakly to the products of complete oxidation of organic substances, for example, СО2 , oxygen, and other substances with low reactivity that are present in the air. in relatively high concentrations. This allows for an additional increase in the sensitivity of the system and ensures its reliable operation at low concentrations of substances formed as a result of overheating of electrical equipment elements (for example, the occurrence of partial arc discharges), indicating the initial stage of defect development.

При этом, следует отметить, что заявленная группа изобретений не ограничивается использованием газового сенсора определенного типа. Для надежной и достоверной работы заявленной группы изобретений немаловажным критерием при выборе типа используемых сенсоров является селективная регистрация продуктов, выделяющихся при перегреве изоляционных материалов элементов электрооборудования или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов, относительно газов, которые могут присутствовать в атмосфере при нормальном режиме работы системы. К таким газам следует отнести: ЛВЖ, используемые при обслуживании электроустановок, а также при проведении ремонтных и лакокрасочных работ; дымовые газы, выделяющиеся при работе двигателей внутреннего сгорания, котелен, газовых турбин и пр; метан, пары бензина или дизельного топлива, выбросы химических предприятий; одоранты; моющие и дезинфицирующие средства и пр. It should be noted that the claimed group of inventions is not limited to the use of a gas sensor of a certain type. For reliable and accurate operation of the claimed group of inventions, an important criterion when choosing the type of sensors used is the selective registration of products released during overheating of insulating materials of electrical equipment elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them, relative to gases that may be present in the atmosphere during normal system operation. Such gases include: flammable liquids used in servicing electrical installations, as well as during repair and painting work; flue gases released during operation of internal combustion engines, boiler houses, gas turbines, etc.; methane, gasoline or diesel fuel vapors, emissions from chemical plants; odorants; detergents and disinfectants, etc.

Все описанные выше сенсоры, которые могут быть использованы в заявленной группе изобретений, обеспечивают непрерывную и многократную регистрацию продуктов, выделяющихся при перегреве контролируемых элементов электрооборудования или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов, а также фоновых газов как в контролируемой зоне, так и за ее пределами на протяжении всего срока службы, что также обеспечивает надежность выявления перегревов элементов электрооборудования. All the sensors described above, which can be used in the claimed group of inventions, provide continuous and repeated recording of products released during overheating of the controlled elements of electrical equipment or thermally activated gas-emitting materials installed on them, as well as background gases both in the controlled zone and outside it throughout the entire service life, which also ensures the reliability of detecting overheating of elements of electrical equipment.

В предпочтительном случае выполнения сенсоры, используемые в заявленной системе, являются сенсорами полупроводникового типа, чувствительный элемент которых выполнен с возможностью непрерывного или многократного обнаружения газов, выделяющихся при нагревании изоляционных материалов, включающих, в частности, сшитый полиэтилен (ПЭ), поливинилхлорид (ПВХ), каучук, силикон, эпоксидную смолу. В частности, сенсоры выполнены с возможностью регистрации указанных газов в концентрациях от 30-100 ppm. In a preferred embodiment, the sensors used in the claimed system are semiconductor type sensors, the sensitive element of which is designed with the possibility of continuous or repeated detection of gases released during heating of insulating materials, including, in particular, cross-linked polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), rubber, silicone, epoxy resin. In particular, the sensors are designed with the possibility of recording the said gases in concentrations from 30-100 ppm.

Для повышения чувствительности системы и обнаружения дефектов с температурой нагрева ниже температуры термодеструкции изоляционных материалов в дополнение к сенсору сравнения предпочтительно использование термоактивируемых газовыделяющих материалов (ТГМ). В частных случаях чувствительный элемент сенсоров выполнен с возможностью регистрации продуктов, выделяющихся при нагреве термоактивируемых материалов, предпочтительно многократного действия, входящих в состав изделий или покрытий, установленных или нанесенных на контролируемые элементы электрооборудования. To increase the sensitivity of the system and detect defects with a heating temperature below the thermal destruction temperature of insulating materials In addition to the comparison sensor, it is preferable to use thermally activated gas-emitting materials (TGM). In special cases, the sensitive element of the sensors is designed with the ability to register products released during heating of thermally activated materials, preferably multiple action, included in the composition of products or coatings installed or applied to the controlled elements of electrical equipment.

ТГМ содержат в своем составе капсулированный или иным образом герметично изолированный от окружающей среды сигнальный газ, выделение которого происходит при относительно невысокой температуре. Существующие на рынке капсулированные материалы обладают высоким содержанием сигнальных газов (более 30%) и заданной с достаточно высокой точностью начальной температурой газовыделения. ТГМ обычно используют в составе специальных наклеек, клипс, лаков или покрытий. TGMs contain a signal gas encapsulated or otherwise hermetically sealed from the environment, the release of which occurs at a relatively low temperature. Encapsulated materials available on the market have a high content of signal gases (more than 30%) and an initial temperature of gas release specified with sufficient accuracy. TGMs are usually used in the composition of special stickers, clips, varnishes or coatings.

Термоактивируемые газовыделяющие материалы целесообразны для использования в следующих случаях: Thermally activated gas-emitting materials are suitable for use in the following cases:

- контроль перегрева металлических элементов, не покрытых полимерными материалами и не способных выделять сигнальный газ при перегреве; - control of overheating of metal elements that are not covered with polymer materials and are not capable of releasing signal gas when overheated;

- контроль других элементов электроустановки при температуре, ниже начала разложения (термодеструкции) полимерных материалов; - control of other elements of the electrical installation at a temperature below the onset of decomposition (thermal destruction) of polymeric materials;

- избирательный контроль отдельных элементов (тех, на которые нанесены или установлены ТГМ); - selective control of individual elements (those on which TGMs are applied or installed);

- повышение чувствительности системы и снижения количества ложных срабатываний в силу того, что количество сигнальных газов, выделяющихся из ТГМ, существенно выше, чем при разложении полимерной изоляции. Сигнальные газы, содержащиеся в ТГМ, могут быть выбраны таким образом, чтобы чувствительность и селективность сенсора по отношению к этим газам была максимальной. - increasing the sensitivity of the system and reducing the number of false alarms due to the fact that the amount of signal gases released from the TGM is significantly higher than during the decomposition of polymer insulation. The signal gases contained in the TGM can be selected in such a way that the sensitivity and selectivity of the sensor with respect to these gases is maximum.

Другим преимуществом использования термоактивируемых газовыделяющих материалов является возможность регистрации температуры перегрева контролируемого элемента за счет использования ТГМ с заданной пороговой температурой. Another advantage of using thermally activated gas-emitting materials is the ability to record the overheating temperature of the controlled element by using TGM with a given threshold temperature.

Выделение газа из термоактивируемых материалов при нагревании до пороговой температуры, как правило, происходит скачкообразно, что приводит к резкому нарастанию концентрации сигнальных газов. Это позволяет повысить достоверность выявления перегревов элементов электрооборудования, особенно применительно к описанной в настоящей заявке алгоритмам срабатывания системы. Кроме того, как уже говорилось выше, сигнальные газы, используемые в ТГМ, как правило, выбираются таким образом, чтобы их измеряемые параметры находились за пределами областей, перекрывающихся параметрами фоновых газов, что позволяет более селективно настроить чувствительные элементы сенсоров, тем самым увеличив их чувствительность. Высокая чувствительность позволяет использовать изделия, включающие ТГМ, относительно небольших размеров, например, наклейки длиной 1- 20 см, и толщиной 0,5-5мм, или покрытия, включающие ТГМ. С одной стороны, содержание сигнальных газов в таких изделия (покрытиях) невелико, ввиду небольшого объема термочувствительного слоя. С другой стороны, это количество оказывается достаточным для надежной регистрации перегрева. Небольшой размер изделий, содержащих ТГМ, позволяет устанавливать их на небольшие элементы электроустановок: провода, сечением от 0,75мм2, клеммники, колодки, автоматические выключатели и прочее небольшое оборудование, контроль перегрева которого другими методами невозможен. Другим важным преимуществом повышения чувствительности описанным способом является возможность использования изобретения, включающего ТГМ, даже в вентилируемых электроустановках. Gas release from thermally activated materials when heated to a threshold temperature usually occurs abruptly, which leads to a sharp increase in the concentration of signal gases. This allows for an increase in the reliability of detecting overheating of electrical equipment components, especially in relation to the system response algorithms described in this application. In addition, as already mentioned above, the signal gases used in TGM are usually selected in such a way that their measured parameters are outside the areas overlapping with the parameters of background gases, which allows for more selective adjustment of the sensitive elements of the sensors, thereby increasing their sensitivity. High sensitivity allows for the use of products including TGM of relatively small sizes, for example, stickers 1-20 cm long and 0.5-5 mm thick, or coatings including TGM. On the one hand, the content of signal gases in such products (coatings) is small, due to the small volume of the heat-sensitive layer. On the other hand, this amount is sufficient for reliable registration of overheating. The small size of the products containing TGM allows them to be installed on small elements of electrical installations: wires with a cross-section of 0.75 mm2 , terminal blocks, blocks, circuit breakers and other small equipment, the overheating control of which is impossible by other methods. Another important advantage of increasing sensitivity by the described method is the possibility of using the invention, including TGM, even in ventilated electrical installations.

Таким образом, использование системы по настоящей группе изобретений совместно с ТГМ позволяет существенно повысить чувствительность, снизить вероятность ложных срабатываний и зарегистрировать достижение перегрева локальных элементов до заданных температур до развития аварийных дефектов или пожара. Thus, the use of the system according to the present group of inventions together with the TGM allows to significantly increase sensitivity, reduce the probability of false alarms and register the achievement of overheating of local elements to specified temperatures before the development of emergency defects or fire.

В электрооборудовании, как правило, нагревы связаны с током нагрузки. Зависимость является квадратичной и подчиняется закону Джоуля- Ленца. Поскольку нагрузка электрооборудования зачастую значительно меняется в течение эксплуатации, после возникновения дефекта нагрев может происходить циклично. В этом случае материалы изоляции нагреваемого элемента будут постепенно, от цикла к циклу, выделять небольшую порцию сигнального газа, вплоть до полной деструкции материала. В этом случае система по заявленной группе изобретений будет формировать извещение при каждом перегреве. В случае с термоактивируемыми газовыделяющими материалами, как уже было сказано выше, многократность регистрации может обеспечиваться особенностями структуры ТГМ, например, содержание большого количества микрокапсулированных частиц разного размера и разной температуры вскрытия. В заявленной группе изобретений в качестве изделий, включающих ТГМ, предпочтительно использование термоактивируемых газовыделяющих наклеек многократного действия, выполненных из полимерного композиционного материала, содержащего непрерывную фазу, образованную термореактивным полимером, поры которого заполнены серосодержащим одорантом или фреоном [ЕА201890482, дата публикации 29.06.2018]. Благодаря особой структуре материала и использованию термореактивных полимеров, при достижении заданной температуры происходит вскрытие только части пор с высвобождением содержащегося в них газа и сохранением целостности остальных пор, что обеспечивает многократность газовыделения в повторяющихся циклах нагрева/охлаждения. Поэтому использование таких термоактивируемых наклеек обеспечивает возможность многократного детектирования перегревов элементов электрооборудования без замены системы или отдельных ее частей. Кроме того, в данных наклейках сочетание полимерного композиционного материала с одорантами, заполняющими его поры, обеспечивает не только целостность материала при температурах, близких, но не достигших температуры вскрытия, но и взрывное разрушение части пор при нагреве до пороговых значений, приводящее к одномоментному высвобождению достаточного для детектирования сенсором количества сигнального газа. Таким образом, применение преимущественно термоактивируемых газовыделяющих наклеек, описанных в источнике [ЕА201890482], обеспечивает многократность срабатывания системы по заявленной группе изобретений, а также ее быстродействие. In electrical equipment, as a rule, heating is associated with the load current. The dependence is quadratic and obeys the Joule-Lenz law. Since the load of electrical equipment often changes significantly during operation, after the occurrence of a defect, heating can occur cyclically. In this case, the insulation materials of the heated element will gradually, from cycle to cycle, emit a small portion of signal gas, up to the complete destruction of the material. In this case, the system according to the claimed group of inventions will generate a notification at each overheating. In the case of thermally activated gas-emitting materials, as already mentioned above, the multiple registration can be ensured by the features of the TGM structure, for example, the content of a large number of microencapsulated particles of different sizes and different opening temperatures. In the claimed group of inventions, as products including TGM, it is preferable to use heat-activated gas-emitting stickers of multiple action, made of a polymer composite material containing a continuous phase formed by a thermosetting polymer, the pores of which are filled with a sulfur-containing odorant or freon [EA201890482, publication date 06/29/2018]. Due to the special structure of the material and the use of thermosetting polymers, when a given temperature is reached, only part of the pores open with the release of the gas contained in them and the integrity of the remaining pores is maintained, which ensures multiple gas emission in repeated heating/cooling cycles. Therefore, the use of such heat-activated stickers provides the possibility of multiple detection of overheating of electrical equipment elements without replacing the system or its individual parts. In addition, in these stickers, the combination of a polymer composite material with odorants filling its pores ensures not only the integrity of the material at temperatures close to, but not reaching, the opening temperature, but also the explosive destruction of part of the pores when heated to threshold values, leading to the simultaneous release of a sufficient amount of signal gas for detection by the sensor. Thus, the use of predominantly thermally activated gas-emitting stickers described in the source [EA201890482] ensures multiple triggering of the system according to the claimed group of inventions, as well as its speed.

В предпочтительном варианте выполнения SK и Scp имеют чувствительный элемент одного типа и выполнены с возможностью регистрации газов, относящихся к классам соединений, выбираемых из списка: галогенуглероды, галогеноводороды, галогенуглеводороды, алкены, алканы, меркаптаны, кислоты или их смеси, предпочтительно, газов, выбираемых из списка: четырехфтористый углерод, тетрафторэтилен, тетрахлорэтилен, трифторлорметан, хлороформ, дихлорметан, метилхлорид, метилбромид, трифторметан, этилхлорид, винилхлорид, фтороводород, хлороводород, этилен, пропилен, бутадиен, изопрен, метан, этан, бутан, гексан, метилмеркаптан, диметилсульфид, этилмеркаптан, диэтилсульфид, азотная кислота, азотистая кислота или их смесей. In a preferred embodiment, S K and S cp have a sensing element of the same type and are designed to register gases belonging to classes of compounds selected from the list: halocarbons, hydrogen halides, halohydrocarbons, alkenes, alkanes, mercaptans, acids or mixtures thereof, preferably gases selected from the list: carbon tetrafluoride, tetrafluoroethylene, tetrachloroethylene, trifluorochloromethane, chloroform, dichloromethane, methyl chloride, methyl bromide, trifluoromethane, ethyl chloride, vinyl chloride, hydrogen fluoride, hydrogen chloride, ethylene, propylene, butadiene, isoprene, methane, ethane, butane, hexane, methyl mercaptan, dimethyl sulfide, ethyl mercaptan, diethyl sulfide, nitric acid, nitrous acid or mixtures thereof.

Как было отмечено выше, сенсоры газоаналитической системы по заявленной группе изобретений формируют отклик (сигнал) не на какой-либо определенный газ, а, чаще всего на несколько газов (газовую смесь), на которые настроены сенсоры системы. При этом, одни газы могут вносить больший вклад в этот отклик, а другие меньший. Тем самым, контролирующий сенсор должен быть установлен таким образом, чтобы в максимальной степени обнаруживать именно продукты, выделяющиеся при перегреве контролируемых элементов или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов, а сенсор сравнения, соответственно, должен быть установлен таким образом, чтобы в минимальной степени обнаруживать продукты, выделяющиеся при перегреве контролируемых элементов или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов, и в максимальной степени регистрировались фоновые газы. Предпочтительным является установка контролирующего сенсора над контролируемым элементом, а сенсора сравнения - таким образом, чтобы исключить попадание на него. As noted above, the sensors of the gas analytical system according to the claimed group of inventions generate a response (signal) not to any specific gas, but, most often, to several gases (gas mixture) to which the sensors are tuned. systems. In this case, some gases can make a greater contribution to this response, while others make a smaller contribution. Thus, the monitoring sensor should be installed in such a way as to detect to the maximum extent the products released during overheating of the monitored elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them, and the comparison sensor, accordingly, should be installed in such a way as to detect to a minimum extent the products released during overheating of the monitored elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them, and to the maximum extent the background gases are registered. It is preferable to install the monitoring sensor above the monitored element, and the comparison sensor - in such a way as to prevent it from getting on it.

Значения сигналов, характеризующих содержание газов, на обнаружение которых настроены чувствительные элементы в сенсорах SK и Scp, передаются на контроллер, который обрабатывает данные, полученные с обоих сенсоров либо одновременно, либо с определенной задержкой во времени, определяемой экспериментально для конкретной электроустановки. The values of the signals characterizing the content of gases, for the detection of which the sensitive elements in the sensors S K and S cp are configured, are transmitted to the controller, which processes the data received from both sensors either simultaneously or with a certain time delay, determined experimentally for a specific electrical installation.

Контроллер по заявленной группе изобретений выполнен с возможностью формирования извещения о перегреве после получения и обработки с помощью набора логических операций данных, полученных со связанных с ним сенсоров. Контроллер может выдавать извещение о перегревах контролируемых элементов в виде звукового, светового, графического или другого оповещения, или в виде управляющей команды, например, на отключение или снижение нагрузки. Также контроллер может передавать сформированное извещение на другое устройство, например, на внешнее приемное устройство. Тип использующегося извещения о возникновении предпожарной или аварийной ситуации определяется на основании технической документации контролируемого электрооборудования, а также удобства использования системы. The controller according to the claimed group of inventions is designed with the ability to generate a notification about overheating after receiving and processing using a set of logical operations of data received from sensors associated with it. The controller can issue a notification about overheating of the controlled elements in the form of a sound, light, graphic or other notification, or in the form of a control command, for example, to turn off or reduce the load. The controller can also transmit the generated notification to another device, for example, to an external receiving device. The type of notification used about the occurrence of a pre-fire or emergency situation is determined based on the technical documentation of the controlled electrical equipment, as well as the ease of use of the system.

В частных случаях, контроллер выполнен с возможностью формирования извещения о перегревах элементов электрооборудования, и/или управления ими, при воздействии на SK продуктов, выделяющихся при перегреве контролируемых элементов электрооборудования или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов, в концентрации выше заданного предельного значения вне зависимости от текущей концентрации фоновых газов, определенных Scp. Данная возможность позволяет выявлять быстроразвивающиеся дефекты, приводящие к мгновенному перегреву, возгоранию и превышению концентрации сигнальных газов во всех контролируемых зонах электроустановки. В этом случае своевременное отключение электроустановки позволяет предотвратить развитие пожара и минимизировать повреждение соседнего оборудования. In special cases, the controller is designed with the ability to generate a notification about overheating of electrical equipment elements, and/or control them, when S K is exposed to products released during overheating of controlled electrical equipment elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them, in a concentration higher than a specified limit value, regardless of the current concentration of background gases determined by S cp . This capability allows for the detection of rapidly developing defects that lead to instantaneous overheating, ignition, and excess concentration of signal gases in all controlled zones of the electrical installation. In this case, timely shutdown of the electrical installation allows preventing the development of a fire and minimizing damage to adjacent equipment.

Для дополнительного обеспечения надежности и достоверности выявления перегревов элементов электрооборудования заявленная система может использовать различные алгоритмы при формировании извещения о перегревах элементов электрооборудования и/или передачи информации о таком перегреве на другое устройство. To further ensure reliability and accuracy of detecting overheating of electrical equipment elements, the declared system can use various algorithms when generating a notification about overheating of electrical equipment elements and/or transmitting information about such overheating to another device.

Контроллер может использовать один или несколько из нижеперечисленных алгоритмов для обработки сигналов, полученных с газовых сенсоров: расчет бегущего среднего значения от каждого сенсора за заданный промежуток времени; корректировка опорного (нулевого) значения; определение приведенного бегущего среднего значения как разницы двух бегущих средних значений, полученных от одного сенсора за два различных промежутка времени, преимущественно короткого промежутка, составляющего менее одной минуты, и длительного, составляющего более 5 минут; сравнение приведенного бегущего среднего значения с пороговым значением и формирование извещения о перегреве в случае его превышения; определение среднего значения сигнала, полученного с разных сенсоров, за счет усреднения приведенных бегущих средних значений; сравнение разницы приведенных бегущих средних значений сигналов от сенсора сравнения и контролирующего сенсора, в том числе вычисленных за разный временной промежуток, с заданным пороговым значением; определение скорости роста приведенного бегущего среднего значения и ее сопоставление с установленным пороговым значением; сравнение сигнала, полученного с контролирующего сенсора, с установленным пороговым значением; определение скорости роста разницы приведенного бегущего среднего значения сигнала контролирующего сенсора и сенсора сравнения и ее сопоставление с установленным пороговым значением; определение или изменение пороговых значений исходя из анализа значений сигналов, полученных от сенсоров в процессе эксплуатации; адаптивный порог срабатывания. The controller may use one or more of the following algorithms for processing signals received from the gas sensors: calculating the running average value from each sensor for a specified period of time; adjusting the reference (zero) value; determining the reduced running average value as the difference between two running average values received from one sensor for two different periods of time, preferably a short period of less than one minute and a long period of more than 5 minutes; comparing the reduced running average value with a threshold value and generating an overheating notification if it is exceeded; determining the average value of the signal received from different sensors by averaging the reduced running average values; comparing the difference between the reduced running average values of the signals from the comparison sensor and the monitoring sensor, including those calculated for different periods of time, with a specified threshold value; determining the growth rate of the reduced running average value and comparing it with the set threshold value; comparison of the signal received from the control sensor with the set threshold value; determination of the rate of growth of the difference between the reduced running average value of the signal of the control sensor and the comparison sensor and its comparison with the established threshold value; determination or change of threshold values based on the analysis of the values of signals received from the sensors during operation; adaptive response threshold.

Более подробно осуществление заявленной группы изобретений, с использованием указанных алгоритмов будет описано в разделе “Осуществление изобретения”. The implementation of the claimed group of inventions using the specified algorithms will be described in more detail in the section “Implementation of the invention”.

В частных случаях, система по заявленной группе изобретений дополнительно может быть оснащена датчиками температуры для дополнительного повышения точности и определения численного значения температуры, до которой произошел перегрев. In special cases, the system according to the claimed group of inventions can be additionally equipped with temperature sensors to further increase the accuracy and determine the numerical value of the temperature to which overheating occurred.

В предпочтительных вариантах осуществления заявленная система дополнительно имеет функцию самодиагностики, информирующую о необходимости замены чувствительного элемента одного или более сенсоров, что повышает общую безопасность использования как системы, так и электрооборудования в целом. Диагностика сенсоров, как правило, заключается в регулярном автоматическом измерении сопротивления чувствительного элемента и/или нагревателя или других параметров сенсора и формировании соответствующего извещения при выходе значения сопротивления за установленные границы. In preferred embodiments, the claimed system additionally has a self-diagnostic function informing about the need to replace the sensitive element of one or more sensors, which increases the overall safety of using both the system and the electrical equipment as a whole. Sensor diagnostics, as a rule, consists of regularly automatically measuring the resistance of the sensitive element and/or heater or other sensor parameters and generating a corresponding notification when the resistance value goes beyond the established limits.

В частном случае контроллер может формировать извещение о перегреве контролируемого элемента и/или передавать информацию о таком перегреве на другое устройство при воздействии на один или более Scp продуктов, выделяющихся при перегреве контролируемых элементов или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов, а также с учетом концентрации фоновых или сигнальных газов, воздействовавших на сенсоры в течение предыдущего периода времени. In a particular case, the controller can generate a notification about overheating of the controlled element and/or transmit information about such overheating to another device when one or more S cp are exposed to products released during overheating of the controlled elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them, and also taking into account the concentration of background or signal gases that have affected the sensors during the previous period of time.

Во втором варианте указанный технический результат достигается за счет способа испытания указанной системы, включающего следующие действия: установка SK в первую газовую камеру и установку Scp во вторую газовую камеру, подключение контроллера к указанным сенсорам; - регистрация факта срабатывания системы в условиях отсутствия влияния фоновых газов на Scp путем нагрева модельного элемента в первой камере и/или определение пороговых концентраций путем дозирования модельного газа в первую камеру; In the second variant, the specified technical result is achieved by means of a method for testing the specified system, which includes the following actions: installing S K in the first gas chamber and installing S cp in the second gas chamber, connecting the controller to the specified sensors; - registration of the fact of the system’s operation in conditions of the absence of the influence of background gases on S cp by heating the model element in the first chamber and/or determining threshold concentrations by dosing the model gas into the first chamber;

- регистрация факта отсутствия срабатывания системы при дозировании модельного газа в обе камеры путем заполнения первой и второй камеры фоновым или модельным газом или определение пороговых концентраций срабатывания системы путем раздельного дозирования модельного газа в первую и вторую камеры.- registration of the fact that the system does not operate when dosing model gas into both chambers by filling the first and second chambers with background or model gas or determining the threshold concentrations for the system to operate by separately dosing model gas into the first and second chambers.

При этом, нагрев модельного элемента может включать нагрев термоактивируемого газовыделяющего материала, преимущественно, входящего в состав термоактивируемой газовыделяющей наклейки, предпочтительно многократного действия, установленной на контролируемый элемент в газовой камере с контролирующим сенсором. In this case, heating of the model element may include heating of a thermally activated gas-emitting material, preferably included in the composition of a thermally activated gas-emitting sticker, preferably multiple-action, installed on the controlled element in a gas chamber with a control sensor.

Контроллер может быть также совмещен с одним из сенсоров. В этом случае в одну из газовых камер устанавливают такой совмещенный с контроллером сенсор, а другой сенсор, установленный в другую газовую камеру, подключают к контроллеру посредством проводной или беспроводной связи. The controller can also be combined with one of the sensors. In this case, such a sensor combined with the controller is installed in one of the gas chambers, and the other sensor, installed in another gas chamber, is connected to the controller via wired or wireless communication.

Указанный способ обеспечивает четкую регламентированную проверку соответствия системы условиям и алгоритмам, описанным в первом объекте заявленной группы изобретений, для ее дальнейшего использования при выявлении перегревов элементов электрооборудования. The specified method provides a clear, regulated check of the system’s compliance with the conditions and algorithms described in the first object of the claimed group of inventions, for its further use in detecting overheating of electrical equipment elements.

В третьем варианте указанный технический результат достигается за счет способа автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования, включающий: In the third variant, the specified technical result is achieved through a method for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, including:

- размещение системы по первому варианту, при котором по меньшей мере один газовый сенсор SK устанавливается внутри контролируемой зоны; по меньшей мере один газовый сенсор Scp устанавливается вне контролируемой зоны; контроллер устанавливается в произвольном месте и связывается с по меньшей мере двумя газовыми сенсорами, включающими как минимум один SK И как минимум один Scp, проводной или беспроводной связью, а также дополнительно может связываться с другим устройством; обработка сформированного контроллером извещения о перегреве с последующей выдачей информационного сообщения и/или передачей данных на другое устройство. - the placement of the system according to the first variant, in which at least one gas sensor S K is installed inside the controlled zone; at least one gas sensor S cp is installed outside the controlled zone; the controller is installed in an arbitrary location and communicates with at least two gas sensors, including at least one SK and at least one S cp , wired or wireless, and can additionally communicate with another device; processing the overheating notification generated by the controller with subsequent issuance of an information message and/or transmission of data to another device.

Контролирующий сенсор (SK) может быть установлен внутри электроустановки вблизи контролируемых элементов электрооборудования, то есть внутри контролируемой зоны, таким образом, чтобы регистрировать продукты, выделяющиеся при перегреве контролируемых элементов электрооборудования или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов, а сенсор сравнения Scp может быть установлен во внешней зоне, т.е. вне контролируемой зоны, но вблизи ее, таким образом, чтобы определять концентрацию фоновых газов в отсутствии продуктов, выделяющихся при перегреве контролируемых элементов или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов. Сенсор сравнения также может быть размещен в другой части электроустановки. Допускается установка сенсора сравнения в контролируемой зоне, в таком месте, в котором концентрация сигнального газа будет минимальной. Например, в месте притока воздуха или в самой нижней части установки. Возможность такой установки сенсора сравнения обусловлена тем, что продукты, выделяющиеся при перегреве контролируемых элементов электрооборудования или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов, имеют температуру выше окружающей и поднимаются наверх. The monitoring sensor (S K ) can be installed inside the electrical installation near the monitored elements of electrical equipment, i.e. inside the monitored zone, in such a way as to register the products released during overheating of the monitored elements of electrical equipment or the thermally activated gas-emitting materials installed on them, and the comparison sensor S cp can be installed in the external zone, i.e. outside the monitored zone, but near it, in such a way as to determine the concentration of background gases in the absence of products released during overheating of the monitored elements or the thermally activated gas-emitting materials installed on them. The comparison sensor can also be placed in another part of the electrical installation. It is permissible to install the comparison sensor in the monitored zone, in a place where the concentration of the signal gas will be minimal. For example, in the place of air inflow or in the lowest part of the installation. The possibility of such installation of the comparison sensor is due to the fact that the products released during overheating of the monitored elements of electrical equipment or the thermally activated gas-emitting materials installed on them have a temperature higher than the ambient temperature and rise upward.

В частном случае, контроллер формирует извещение о перегреве контролируемого элемента и/или передачи информации о таком перегреве на другое устройство при воздействии на по меньшей мере на один Scp продуктов, выделяющихся при перегреве контролируемых элементов электрооборудования или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов. Иными словами, в этом случае сенсор сравнения одновременно выполняет функцию контролирующего сенсора, но для элементов того отсека электроустановки (контролируемой зоны), в котором он установлен. In a particular case, the controller generates a notification about overheating of the controlled element and/or transmission of information about such overheating to another device when at least one S cp is affected by products released during overheating of the controlled elements of electrical equipment or thermally activated gas-emitting materials installed on them. In other words, in this case, the comparison sensor simultaneously performs the function of a monitoring sensor, but for the elements of that compartment of the electrical installation (controlled zone) in which it is installed.

В случае, если контроллер совмещен с одним из газовых сенсоров, он размещается сообразно расположению этого газового сенсора, при этом остальные сенсоры системы связываются с ним посредством проводной или беспроводной связи. В случае отдельно выполненного контроллера, который связывается со всеми сенсорами системы посредством проводной или беспроводной связи, его место размещения не влияет на работу системы по изобретению. Отмечается, что рекомендуется установка контроллера в месте, удобном для монтажа и обслуживания в процессе эксплуатации системы. If the controller is combined with one of the gas sensors, it is placed in accordance with the location of this gas sensor, while the remaining sensors of the system communicate with it via wired or wireless communication. In the case of a separately made controller that communicates with all sensors of the system via wired or wireless communication, its place placement does not affect the operation of the system according to the invention. It is noted that it is recommended to install the controller in a place convenient for installation and maintenance during the operation of the system.

Группа изобретений, в частных случаях, предназначена для выявления перегревов контактов и контактных соединений закрытого электрооборудования, включая контактные соединения электрических щитков, комплектных распределительных устройств, низковольтных комплектных устройств, коробок блока распределения начал обмоток. Также группа изобретений может быть предназначена для выявления перегревов изолирующих материалов элементов электрооборудования, включая кабельные муфты, а также для предупреждения возгораний и выявления дефектов изолирующих материалов элементов электрооборудования, возникающих вследствие прохождения дуговых разрядов. The group of inventions, in particular cases, is intended to detect overheating of contacts and contact connections of closed electrical equipment, including contact connections of electrical panels, complete distribution devices, low-voltage complete devices, boxes of the distribution block of the beginnings of windings. Also, the group of inventions can be intended to detect overheating of insulating materials of electrical equipment elements, including cable joints, as well as to prevent fires and detect defects in insulating materials of electrical equipment elements that occur as a result of the passage of arc discharges.

Краткое описание чертежей Brief description of the drawings

Группа изобретений будет более понятна из описания, не имеющего ограничительного характера и приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено: The group of inventions will be better understood from the description, which is not limiting in nature and is given with reference to the accompanying drawings, which show:

Фиг. 1 - Система автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования, включающая контролирующий газовый сенсор SK, установленный внутри контролируемой зоны вблизи контролируемого элемента электрооборудования, газовый сенсор сравнения Scp, установленный во внешней зоне, вне контролируемой зоны, и контроллер, соединенный с обоими сенсорами проводной (а) и беспроводной (б) связью. Fig. 1 - A system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, including a monitoring gas sensor S K , installed inside the controlled zone near the controlled element of electrical equipment, a comparison gas sensor S cp , installed in the external zone, outside the controlled zone, and a controller connected to both sensors by wired (a) and wireless (b) communication.

Фиг. 2 - Система автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования, включающая контролирующий газовый сенсор SK, установленный внутри контролируемой зоны вблизи контролируемого элемента электрооборудования, газовый сенсор сравнения Scp, установленный во внешней зоне, вне контролируемой зоны, и контроллер, соединенный с обоими сенсорами проводной (а) и беспроводной (б) связью, причем контролируемый элемент дополнительно содержит термоактивируемый газовыделяющий материал (ТГМ). На фиг. 2 приведен частный случай с использованием термоактивируемой газовыделяющей наклейки в качестве ТГМ. Fig. 2 - A system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, including a monitoring gas sensor S K , installed inside a monitored zone near a monitored element of electrical equipment, a comparison gas sensor S cp , installed in an external zone, outside the monitored zone, and a controller connected to both sensors by wire (a) and wireless (b) communication, wherein the monitored element additionally contains a thermally activated gas-emitting material (TGM). Fig. 2 shows a special case using a thermally activated gas-emitting sticker as a TGM.

Фиг. 3 - Система автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования, включающая контролирующий газовый сенсор SK, помещенный в первую газовую камеру (а) или в газовую камеру, содержащую нагревательный элемент с ТГМ (б), газовый сенсор сравнения Scp, помещенный во вторую газовую камеру, и контроллер, соединенный с обоими сенсорами проводной связью. На фиг. 36 приведен частный случай с использованием термоактивируемой газовыделяющей наклейки в качестве ТГМ. Fig. 3 - Automatic detection system for overheating of electrical equipment elements, including a monitoring gas sensor S K , placed into the first gas chamber (a) or into a gas chamber containing a heating element with a TGM (b), a comparison gas sensor S cp placed in the second gas chamber, and a controller connected to both sensors by wire communication. Fig. 36 shows a special case using a thermally activated gas-emitting sticker as a TGM.

Фиг. 4 - Система автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования, включающая контролирующий газовый сенсор SK, установленный внутри контролируемой зоны вблизи контролируемого элемента электрооборудования, несколько газовых сенсоров сравнения Scpn, установленных во внешней зоне, вне контролируемой зоны в различных местах, и контроллер, соединенный со всеми сенсорами проводной (а) и беспроводной (б) связью. На фиг. 4 приведен частный случай с тремя сенсорами сравнения (п = 3). Fig. 4 - System for automatic detection of overheating of electrical equipment elements, including a monitoring gas sensor S K , installed inside the controlled zone near the controlled element of electrical equipment, several comparison gas sensors S cp n , installed in the external zone, outside the controlled zone in different places, and a controller connected to all sensors by wire (a) and wireless (b) communication. Fig. 4 shows a special case with three comparison sensors (n = 3).

Фиг. 5 - Система автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования, включающая несколько контролирующих газовых сенсоров SKm, каждый из которых установлен внутри отдельной контролируемой зоны вблизи контролируемых элементов электрооборудования, несколько газовых сенсоров сравнения Scpn, установленных во внешней зоне, вне этих контролируемых зон, и контроллер, соединенный со всеми сенсорами проводной (а) и беспроводной (б) связью. На фиг. 5 приведен частный случай с тремя контролирующими сенсорами (ш = 3) и тремя сенсорами сравнения (п = 3). Fig. 5 - A system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, including several monitoring gas sensors S K m, each of which is installed inside a separate monitored zone near the monitored electrical equipment elements, several comparison gas sensors S cp n, installed in the external zone, outside these monitored zones, and a controller connected to all sensors by wire (a) and wireless (b) communication. Fig. 5 shows a special case with three monitoring sensors (w = 3) and three comparison sensors (n = 3).

Фиг. 6 - Система автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования, включающая контролирующий газовый сенсор SK, установленный в верхней части внутри контролируемой зоны вблизи контролируемого элемента электрооборудования, газовый сенсор сравнения Scp, установленный в нижней части внутри контролируемой зоны, удаленно от контролируемого элемента, и контроллер, соединенный с обоими сенсорами проводной (а) и беспроводной (б) связью. Fig. 6 - A system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, including a monitoring gas sensor S K , installed in the upper part inside the controlled zone near the controlled element of electrical equipment, a comparison gas sensor S cp , installed in the lower part inside the controlled zone, remotely from the controlled element, and a controller connected to both sensors by wired (a) and wireless (b) communication.

Фиг. 7 - Схематичный график зависимости интенсивности I сигнала, фиксируемого газовым сенсором, от параметра X газовой смеси в отдельности для фоновых газов, продуктов, выделяющихся при перегреве контролируемых элементов электрооборудования, и газов, выделяющихся при перегреве установленных на контролируемые элементы электрооборудования термоактивируемых газовыделяющих материалов (а) и в обобщенном виде (б). На фиг. 1 представлена система автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования, размещенная на электрооборудовании таким образом, что контролирующий газовый сенсор SK 5 расположен в контролируемой зоне 1, в непосредственной близости от контролируемого элемента электрооборудования 2, для обеспечения возможности регистрации продуктов 4, выделяющихся при перегреве 3 данного элемента, а газовый сенсор сравнения Scp 6 расположен во внешней зоне за пределами контролируемой зоны 1, вне электрооборудования так, чтобы регистрировать фоновые газы без регистрации продуктов 4, выделяющихся при перегреве 3 контролируемого элемента 2, при этом оба сенсора соединены с контроллером 7 проводной (фиг. 1а) или беспроводной (фиг. 16) связью 10 или 11, соответственно (варианты исполнения системы). Fig. 7 - Schematic graph of the dependence of the intensity I of the signal recorded by the gas sensor on the parameter X of the gas mixture separately for background gases, products released during overheating of the controlled elements of electrical equipment, and gases released during overheating of thermally activated gas-emitting materials installed on the controlled elements of electrical equipment (a) and in generalized form (b). Fig. 1 shows a system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, placed on electrical equipment in such a way that the monitoring gas sensor S K 5 is located in the controlled zone 1, in the immediate vicinity of the controlled element of electrical equipment 2, to ensure the possibility of registering products 4 released during overheating 3 of this element, and the comparison gas sensor S cp 6 is located in the external zone outside the controlled zone 1, outside the electrical equipment so as to register background gases without registering products 4 released during overheating 3 of the controlled element 2, wherein both sensors are connected to the controller 7 by a wired (Fig. 1a) or wireless (Fig. 16) link 10 or 11, respectively (system design options).

На фиг. 2 представлена система автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования, размещенная на электрооборудовании таким образом, что контролирующий газовый сенсор SK 5 расположен в контролируемой зоне 1, в непосредственной близости от контролируемого элемента электрооборудования 2, на котором расположен ТГМ 8, для обеспечения возможности регистрации продуктов (газов) 4, выделяющихся при активации этого материала 8 в результате перегрева 3 данного элемента, а газовый сенсор сравнения Scp 6 расположен во внешней зоне за пределами контролируемой зоны 1, вне электрооборудования так, чтобы регистрировать фоновые газы без регистрации продуктов 4, выделяющихся при активации материала 8 в результате перегрева 3 контролируемого элемента 2, при этом оба сенсора соединены с контроллером 7 проводной (фиг. 2а) или беспроводной (фиг. 26) связью 10 или 11, соответственно (варианты исполнения системы). На фиг.2 приведен частный случай, в котором в качестве ТГМ используется термоактивируемая газовыделяющая наклейка. Fig. 2 shows a system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, placed on electrical equipment in such a way that the monitoring gas sensor S K 5 is located in the controlled zone 1, in the immediate vicinity of the controlled element of electrical equipment 2, on which the TGM 8 is located, to ensure the possibility of registering products (gases) 4 released during the activation of this material 8 as a result of overheating 3 of this element, and the comparison gas sensor S cp 6 is located in the external zone outside the controlled zone 1, outside the electrical equipment so as to register background gases without registering products 4 released during the activation of material 8 as a result of overheating 3 of the controlled element 2, wherein both sensors are connected to the controller 7 by a wired (Fig. 2a) or wireless (Fig. 2b) link 10 or 11, respectively (system embodiments). Fig. 2 shows a special case in which a thermally activated gas-emitting sticker is used as the TGM.

На фиг. 3 представлена система автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования, установленная в газовых камерах для иллюстрации способа использования и способа испытания этой системы, таким образом, что контролирующий газовый сенсор SK 5 размещают в первой газовой камере 9 (фиг. За), или в первой газовой камере 9, содержащей контролируемый нагревательный элемент 2, на котором расположен ТГМ 8 (на фиг. 36 в качестве примера использования ТГМ представлена термоактивируемая газовыделяющая наклейка), выделяющий в результате перегрева 3 газы 4, на регистрацию которых настроены сенсоры, а газовый сенсор сравнения Scp размещают во второй газовой камере 9, при этом оба сенсора соединены с контроллером 7 проводной связью 10 (варианты исполнения системы). Fig. 3 shows a system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, installed in gas chambers to illustrate the method of using and testing this system, in such a way that the monitoring gas sensor S K 5 is placed in the first gas chamber 9 (Fig. 3a), or in the first gas chamber 9 containing a controlled heating element 2 on which a TGM 8 is located (in Fig. 36, as an example of using a TGM, a thermally activated gas-emitting sticker is shown), which emits gases 4 as a result of overheating 3, for the registration of which the sensors are configured, and the gas The comparison sensor S cp is placed in the second gas chamber 9, while both sensors are connected to the controller 7 by a wire connection 10 (system design options).

На фиг. 4 представлена система автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования, размещенная на электрооборудовании таким образом, что контролирующий газовый сенсор SK 5 расположен в контролируемой зоне 1, в непосредственной близости от контролируемого элемента 2, для обеспечения возможности регистрации продуктов 4, выделяющихся при перегреве 3 данного элемента, три газовых сенсора сравнения Scpl-Scp3 6 расположены во внешней зоне за пределами контролируемой зоны 1, вне электрооборудования в различных местах (например, сверху, снизу и сбоку, как показано на фиг. 4) так, чтобы регистрировать фоновые газы без учета содержания продуктов 4, выделяющихся при перегреве 3 контролируемого элемента 2, при этом все сенсоры соединены с контроллером 7 проводной (фиг. 4а) или беспроводной (фиг. 46) связью 10 или 11, соответственно (варианты исполнения системы с тремя сенсорами сравнения и одним контролирующим сенсором). Fig. 4 shows a system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, placed on electrical equipment in such a way that the monitoring gas sensor S K 5 is located in the controlled zone 1, in the immediate vicinity of the controlled element 2, in order to ensure the possibility of registering the products 4 released during overheating 3 of this element, three comparison gas sensors S cp lS cp 3 6 are located in the external zone outside the controlled zone 1, outside the electrical equipment in different places (for example, from above, below and on the side, as shown in Fig. 4) so as to register background gases without taking into account the content of the products 4 released during overheating 3 of the controlled element 2, wherein all sensors are connected to the controller 7 by wire (Fig. 4a) or wireless (Fig. 4b) communication 10 or 11, respectively (versions of the system with three comparison sensors and one monitoring sensor).

На фиг. 5 представлена система автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования, размещенная на электрооборудовании, состоящим из трех замкнутых контролируемых зон ЭО1-ЭОЗ, таким образом, что контролирующие газовые сенсоры SK1-SK3 5 расположены в контролируемых зонах 1, в непосредственной близости от контролируемых элементов 2 внутри соответствующих замкнутых контролируемых зон 1 ЭО1-ЭОЗ для обеспечения возможности регистрации продуктов 4, выделяющихся при перегреве 3 данных элементов, три газовых сенсора сравнения Scpl-Scp3 6 расположены во внешней зоне за пределами контролируемых зон 1, вне замкнутых объемов электрооборудования так, чтобы регистрировать фоновые газы без учета содержания продуктов 4, выделяющихся при перегреве 3 контролируемых элементов 2, при этом все сенсоры соединены с контроллером 7 проводной (фиг. 5а) или беспроводной (фиг. 56) связью 10 или 11, соответственно (варианты исполнения системы с тремя сенсорами сравнения и тремя контролирующими сенсорами). Fig. 5 shows a system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, located on electrical equipment consisting of three closed controlled zones EO1-EOZ, in such a way that the monitoring gas sensors S K 1-S K 3 5 are located in the controlled zones 1, in the immediate vicinity of the controlled elements 2 inside the corresponding closed controlled zones 1 EO1-EOZ to ensure the possibility of registering the products 4 released during overheating 3 of these elements, three comparison gas sensors S cp lS cp 3 6 are located in the outer zone outside the controlled zones 1, outside the closed volumes of the electrical equipment so as to register background gases without taking into account the content of the products 4 released during overheating 3 of the controlled elements 2, wherein all sensors are connected to the controller 7 by a wired (Fig. 5a) or wireless (Fig. 5b) link 10 or 11, respectively (versions of the system with three comparison sensors and three monitoring sensors).

На фиг. 6 представлена система автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования, размещенная на электрооборудовании таким образом, что контролирующий газовый сенсор SK 5 расположен в верхней части внутри контролируемой зоны 1, в непосредственной близости от контролируемого элемента 2, для обеспечения возможности регистрации продуктов 4, выделяющихся при перегреве 3 данного элемента, а газовый сенсор сравнения Scp 6 расположен в нижней части внутри контролируемой зоны 1 так, чтобы регистрировать фоновые газы без регистрации продуктов 4, выделяющихся при перегреве 3 контролируемого элемента 2, при этом оба сенсора соединены с контроллером 7 проводной (фиг. 6а) или беспроводной (фиг. 66) связью 10 или 11, соответственно (варианты исполнения системы). Fig. 6 shows a system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, placed on electrical equipment in such a way that the monitoring gas sensor S K 5 is located in the upper part inside the controlled zone 1, in the immediate vicinity of the controlled element 2, to ensure the possibility of registering products 4 released during overheating. 3 of this element, and the comparison gas sensor S cp 6 is located in the lower part inside the controlled zone 1 so as to register background gases without registering products 4 released during overheating 3 of the controlled element 2, while both sensors are connected to the controller 7 by wire (Fig. 6a) or wireless (Fig. 6b) communication 10 or 11, respectively (system design options).

На фиг. 7а в схематичном виде представлен приблизительный график зависимости интенсивности (I) сигнала, фиксируемого газовым сенсором, от параметра газовой смеси (X) в отдельности для фоновых газов (пунктирная линия, а), продуктов, выделяющихся при перегреве контролируемых элементов электрооборудования (сплошная линия, Ь), и сигнальных газов (жирная линия, с). График показывает возможное перекрывание сигнала, характеризующего содержание продуктов, выделяющихся при перегреве контролируемых элементов, сигналами, характеризующими содержание фоновых газов, даже в области максимальной интенсивности Imax, а также предпочтительное расположение сигнала, характеризующего содержание газов, выделяющихся из термоактивируемых газовыделяющих материалов, относительно сигналов, характеризующих содержание фоновых газов. На фиг. 76 в схематичном виде представлен приблизительный график зависимости интенсивности (I) сигнала, фиксируемого газовым сенсором, от параметра газовой смеси (X) в обобщенном виде. Fig. 7a is a schematic representation of an approximate graph of the dependence of the intensity (I) of the signal recorded by the gas sensor on the parameter of the gas mixture (X) separately for background gases (dashed line, a), products released during overheating of the controlled elements of electrical equipment (solid line, b), and signal gases (bold line, c). The graph shows the possible overlap of the signal characterizing the content of products released during overheating of the controlled elements with signals characterizing the content of background gases, even in the region of maximum intensity I max , as well as the preferred location of the signal characterizing the content of gases released from thermally activated gas-emitting materials relative to the signals characterizing the content of background gases. Fig. 7b is a schematic representation of an approximate graph of the dependence of the intensity (I) of the signal recorded by the gas sensor on the parameter of the gas mixture (X) in generalized form.

Осуществление заявленной группы изобретений Implementation of the claimed group of inventions

Группа изобретений может быть предназначена для выявления перегревов токопроводящих элементов, кабелей и кабельных муфт, контактов и контактных соединений, а также других элементов закрытого электрооборудования, включая контактные соединения электрических щитов, комплектных распределительных устройств, низковольтных комплектных устройств, коробок блока распределения начала обмоток. Также группа изобретений может быть предназначена для выявления перегревов изоляционных материалов элементов электрооборудования, включая кабельные муфты, для предупреждения возгораний электрооборудования, и выявления дефектов изоляционных материалов элементов электрооборудования, возникающих вследствие прохождения дуговых разрядов. The group of inventions may be intended to detect overheating of conductive elements, cables and cable joints, contacts and contact connections, as well as other elements of closed electrical equipment, including contact connections of electrical panels, complete switchgear units, low-voltage complete devices, boxes of the distribution block of the beginning of windings. The group of inventions may also be intended to detect overheating of insulating materials of electrical equipment elements, including cable joints, to prevent fires of electrical equipment, and to detect defects in insulating materials of electrical equipment elements that arise as a result of the passage of arc discharges.

В соответствии с первым вариантом заявленной группы изобретений система автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования (фиг. 1-2), включает: газовый сенсор SK 5, предназначенный для обнаружения газов 4, выделяющихся при нагревании 3 контролируемого элемента 2 или установленных на нем термоактивируемых газовыделяющих материалов 8; газовый сенсор SCp 6, предназначенный для определения концентрации фоновых газов в воздухе вблизи контролируемой зоны 1; контроллер 7, выполненный с возможностью соединения с по меньшей мере двумя газовыми сенсорами, включающими как минимум один контролирующий сенсор SK 5 и как минимум один сенсор сравнения SCp 6, и формирования извещения о перегреве и/или передачи информации о таком перегреве на другое устройство. In accordance with the first version of the claimed group of inventions, the system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements (Fig. 1-2), includes: a gas sensor S K 5, intended for detecting gases 4, released during heating 3 of the controlled element 2 or thermally activated gas-emitting materials 8 installed on it; a gas sensor S C p 6, intended for determining the concentration of background gases in the air near the controlled zone 1; a controller 7, made with the possibility of connecting to at least two gas sensors, including at least one monitoring sensor S K 5 and at least one comparison sensor S C p 6, and generating a notification about overheating and/or transmitting information about such overheating to another device.

В качестве газовых сенсоров в заявленной группе изобретений могут применяться сенсоры с различными типами чувствительных элементов и основанные на детектировании различных параметров воздуха. В частности, такие сенсоры могут быть полупроводниковыми, термокаталитическими, кондуктометрическими, электрохимическими, оптическими и другими. Sensors with different types of sensitive elements and based on the detection of different air parameters can be used as gas sensors in the claimed group of inventions. In particular, such sensors can be semiconductor, thermocatalytic, conductometric, electrochemical, optical and others.

При наличии в системе нескольких сенсоров сравнения и нескольких контролирующих сенсоров их принцип действия может различаться. Однако, в предпочтительных вариантах осуществления, условием формирования контроллером извещения о перегреве является регистрация воздействия на контролирующий сенсор продуктов, выделяющихся при перегреве контролируемого элемента или установленных на нем термоактивируемых газовыделяющих материалов, с учетом концентрации фоновых газов, обнаруженных сенсором сравнения, обладающего чувствительным элементом того же типа, что и контролирующий сенсор. If there are several comparison sensors and several monitoring sensors in the system, their operating principle may differ. However, in preferred embodiments, the condition for the controller to generate an overheating notification is the registration of the effect on the monitoring sensor of products released during overheating of the controlled element or thermally activated gas-emitting materials installed on it, taking into account the concentration of background gases detected by the comparison sensor, which has a sensitive element of the same type as the monitoring sensor.

Тип сенсоров, их чувствительность и количество определяется исходя из конкретной задачи, на решение которой направлено использование заявленной группы изобретений, типа контролируемого электрооборудования и других факторов. Наиболее предпочтительно использование в системе по заявленной группе изобретений сенсоров полупроводникового типа, чувствительный элемент который выполнен с возможностью определения газов, выделяющихся при нагревании следующих видов изоляционных материалов, включающих в себя, в частности, сшитый полиэтилен (ПЭ), поливинилхлорид (ПВХ), каучук, силикон, эпоксидную смолу, а также при перегреве термоактивируемых газовыделяющих наклеек, установленных на контролируемые элементы, благодаря более высокой чувствительности таких сенсоров к продуктам термодеструкции изоляционных материалов контролируемых элементов электрооборудования, меньшему энергопотреблению и большему сроку службы по сравнению с другими сенсорамиThe type of sensors, their sensitivity and quantity are determined based on the specific task, the solution of which is aimed at using the claimed group of inventions, the type of electrical equipment being monitored and other factors. It is most preferable to use in the system according to the claimed group of inventions semiconductor sensors, the sensitive element of which is designed with the ability to detect gases released during heating of the following types of insulating materials, including, in particular, cross-linked polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), rubber, silicone, epoxy resin, as well as during overheating of thermally activated gas-emitting stickers installed on the controlled elements, due to the higher sensitivity of such sensors to the products of thermal destruction of insulating materials materials of controlled elements of electrical equipment, lower energy consumption and longer service life compared to other sensors

Система дополнительно может включать термоактивируемые газовыделяющие материалы, преимущественно многократного действия, входящие в состав изделий или покрытий, установленных или нанесенных на контролируемые элементы. The system may additionally include thermally activated gas-emitting materials, primarily of multiple action, included in the composition of products or coatings installed or applied to the controlled elements.

Газовые сенсоры 5-6 по заявленной группе изобретений должны, предпочтительно, обладать следующими техническими характеристиками: минимальная пороговая концентрация контролируемых газов составляет 100 ppm для фреонов и СО, 50 ppm для алканов (СпНгп+г) и алкенов (СпНгп) с п<4; конструктивно исполняется в виде одиночного модуля; питающее напряжение сенсоров составляет 5 В постоянного тока; срок службы составляет не менее 10 лет с даты изготовления. Gas sensors 5-6 according to the claimed group of inventions should preferably have the following technical characteristics: the minimum threshold concentration of the gases being monitored is 100 ppm for freons and CO, 50 ppm for alkanes (CnHgp+g) and alkenes (CnHgp) with n<4; they are structurally implemented as a single module; the supply voltage of the sensors is 5 V DC; the service life is at least 10 years from the date of manufacture.

Для выявления перегревов элементов электрооборудования, не покрытых изоляционными или другими материалами, подвергающимися термодеструкции или другим видам разложения при повышении температуры, система может содержать специальные термоактивируемые газовыделяющие материалы (ТГМ), предпочтительно многократного действия, которые выделяют сигнальные газы при нагреве выше пороговой температуры (фиг. 2). Такие материалы могут входить в состав термоактивируемых газовыделяющих наклеек 8, клипс или кембриков, а также термоактивируемых красок, лаков или покрытий, и могут устанавливаться или наноситься на контролируемые неизолированные элементы электрооборудования 2, при перегреве 3 которых происходит нарушение целостности слоя ТГМ 8 и выделение содержащегося в нем газа 4, на определение которого настроен контролирующий сенсор 5. Преимуществом использования таких материалов является то, что, как правило, они содержат газы, редко встречающиеся в воздухе при обычных условиях даже вблизи таких источников сторонних газов, как крупные химические производства, оживленные автомагистрали и др. Помимо этого, ТГМ имеют возможность многократного выделения газа в повторяющихся циклах нагрева/охлаждения, что обеспечивает возможность многократного детектирования перегревов элементов электрооборудования без замены системы или отдельных ее частей. To detect overheating of electrical equipment elements not covered with insulating or other materials subject to thermal destruction or other types of decomposition when the temperature increases, the system may contain special thermally activated gas-emitting materials (TGM), preferably multiple-action, which emit signal gases when heated above a threshold temperature (Fig. 2). Such materials may be included in the composition of heat-activated gas-emitting stickers 8, clips or cambrics, as well as heat-activated paints, varnishes or coatings, and may be installed or applied to monitored non-insulated elements of electrical equipment 2, overheating 3 of which results in a violation of the integrity of the TGM layer 8 and the release of the gas 4 contained therein, for the detection of which the monitoring sensor 5 is configured. The advantage of using such materials is that, as a rule, they contain gases that are rarely found in the air under normal conditions even near such sources of foreign gases as large chemical plants, busy highways, etc. In addition, TGMs have the ability to repeatedly release gas in repeating heating/cooling cycles, which ensures the possibility of multiple detection of overheating of electrical equipment elements without replacing the system or its individual parts.

В заявленной группе изобретений преимущественно используются термоактивируемые газовыделяющие наклейки многократного действия, производимые компанией ООО “ТермоЭлектрика” и выполненные из полимерного композиционного материала, содержащего непрерывную фазу, образованную термореактивным полимером, поры которого заполнены серосодержащим одорантом или фреоном. В этом случае сенсоры системы настроены на селективные газы, выделяющиеся из этих термоактивируемых газовыделяющих наклеек. Преимуществом данных наклеек является то, что при однократном нагреве до температуры, превышающей пороговую, происходит вскрытие только части пор, заполненных одорантом, и частичное выделение газа. Способность этих наклеек многократно выделять сигнальные газы в повторяющихся циклах нагревания до пороговой температуры и охлаждения обеспечивает многократные срабатывания системы по заявленной группе изобретений. The claimed group of inventions primarily uses heat-activated gas-emitting stickers of multiple action, produced by the company ThermoElectrika LLC and made of a polymer composite material containing a continuous phase formed thermosetting polymer, the pores of which are filled with a sulfur-containing odorant or freon. In this case, the system sensors are tuned to selective gases released from these thermally activated gas-emitting stickers. The advantage of these stickers is that when heated once to a temperature exceeding the threshold, only part of the pores filled with the odorant opens and gas is partially released. The ability of these stickers to repeatedly release signal gases in repeated cycles of heating to the threshold temperature and cooling ensures multiple triggering of the system according to the claimed group of inventions.

Преимущественно, ТГМ 8 должны обладать следующим набором технических характеристик: содержание сигнального газа - не менее 50%; температура срабатывания 80-150 °C; сигнальный газ, выделяющийся из ТГМ, имеет класс опасности не ниже 4-го и электрическую прочность не ниже 15 кВ/см; пороговая чувствительность сенсоров к сигнальному газу, выделяющемуся из ТГМ, составляет не менее 100 ppm; ТГМ не выделяют вредных веществ и относятся к малоопасным по степени воздействия на организм человека; сохраняют свои характеристики после пятикратного охлаждения до минимальной температуры эксплуатации с последующим нагревом до температуры, на 10°С ниже температуры срабатывания. В частности, термоактивируемые газовыделяющие наклейки, помимо приведенных выше характеристик, могут обладать также адгезией клеевого слоя к нержавеющей стали не менее 15 Н/25 мм и устойчивостью клеевого слоя в условиях воздействия различных масел, жиров, воды, кислот, солей, щелочей, растворителей; иметь электрическую прочность не менее 18 кВ/мм; минимальным радиусом изгиба при 24 °C - 2 мм, при 0 °C - 12мм; срок службы составляет не менее 10 лет с даты изготовления. In most cases, TGM 8 must have the following set of technical characteristics: signal gas content - not less than 50%; response temperature of 80-150 °C; the signal gas emitted from the TGM has a hazard class of not lower than the 4th and an electric strength of not less than 15 kV/cm; the threshold sensitivity of the sensors to the signal gas emitted from the TGM is not less than 100 ppm; TGM do not emit harmful substances and are classified as low-hazard in terms of impact on the human body; retain their characteristics after five-fold cooling to the minimum operating temperature with subsequent heating to a temperature 10 °C below the response temperature. In particular, heat-activated gas-emitting stickers, in addition to the above characteristics, may also have adhesion of the adhesive layer to stainless steel of not less than 15 N/25 mm and resistance of the adhesive layer under the influence of various oils, fats, water, acids, salts, alkalis, solvents; have an electrical strength of at least 18 kV/mm; a minimum bending radius at 24 °C of 2 mm, at 0 °C of 12 mm; a service life of at least 10 years from the date of manufacture.

В предпочтительном варианте SK 5 и Scp 6 выполнены с возможностью определения газов, относящихся к классам соединений, выбираемых из списка: галогенуглероды, галогеноводороды, галогенуглеводороды, алкены, алканы, меркаптаны, кислоты или их смеси, предпочтительно, газов, выбираемых из списка: четырехфтористый углерод, тетрафторэтилен, тетрахлорэтилен, трифторлорметан, хлороформ, дихлорметан, метилхлорид, метилбромид, трифторметан, этилхлорид, винилхлорид, фтороводород, хлороводород, этилен, пропилен, бутадиен, изопрен, метан, этан, бутан, гексан, метилмеркаптан, диметилсульфид, этилмеркаптан, диэтилсульфид, азотная кислота, азотистая кислота или их смесей. Для достоверной и надежной работы системы необходимо и достаточно наличие двух сенсоров (фиг. 1): в этом случае один из них является контролирующим (5, SK) и устанавливается внутри контролируемой зоны 1 вблизи контролируемых элементов электрооборудования 2 таким образом, чтобы определять концентрацию продуктов 4, выделяющихся при перегреве 3 контролируемых элементов электрооборудования 2, а другой сенсор является сенсором сравнения (6, Scp) и устанавливается вне контролируемой зоны таким образом, чтобы определять концентрацию фоновых газов без контроля продуктов 4, выделяющихся при перегреве 3 контролируемых элементов 2. В простейшем случае, при использовании системы с одним Scp и одним SK, анализ сигналов, поступающих на контроллер от контролирующего сенсора и сенсора сравнения, осуществляется сравнением их разницы, вычисляемой как разность значений сигналов или по более сложным алгоритмам, в том числе с заранее заданным пороговым значением. In a preferred embodiment, S K 5 and S cp 6 are configured to detect gases belonging to classes of compounds selected from the list: halocarbons, hydrogen halides, halohydrocarbons, alkenes, alkanes, mercaptans, acids or mixtures thereof, preferably gases selected from the list: carbon tetrafluoride, tetrafluoroethylene, tetrachloroethylene, trifluorochloromethane, chloroform, dichloromethane, methyl chloride, methyl bromide, trifluoromethane, ethyl chloride, vinyl chloride, hydrogen fluoride, hydrogen chloride, ethylene, propylene, butadiene, isoprene, methane, ethane, butane, hexane, methyl mercaptan, dimethyl sulfide, ethyl mercaptan, diethyl sulfide, nitric acid, nitrous acid or mixtures thereof. For reliable and accurate operation of the system, it is necessary and sufficient to have two sensors (Fig. 1): in this case, one of them is a monitoring sensor (5, S K ) and is installed inside the monitored zone 1 near the monitored elements of electrical equipment 2 in such a way as to determine the concentration of products 4 released during overheating 3 of the monitored elements of electrical equipment 2, and the other sensor is a comparison sensor (6, S cp ) and is installed outside the monitored zone in such a way as to determine the concentration of background gases without monitoring the products 4 released during overheating 3 of the monitored elements 2. In the simplest case, when using a system with one S cp and one S K , the analysis of the signals coming to the controller from the monitoring sensor and the comparison sensor is carried out by comparing their difference, calculated as the difference in the signal values or according to more complex algorithms, including with a predetermined threshold value.

Однако, заявленная система может содержать более одного Scp 6, и/или более одного SK 5 (фиг. 4-5). В случае, если система содержит более одного Scp 6, формирование извещения о перегреве контролируемого элемента и/или передачи информации о таком перегреве на другое устройство может происходить с учетом усредненного значения концентраций газов, определенных всеми или некоторыми Scp 6, с одинаковым или различным вкладом содержания фоновых газов, концентрация которых определяется каждым отдельным Scp 6. В случае, если система содержит более одного SK 5, формирование извещения о перегреве 3 контролируемого элемента 2 и/или передачи информации о таком перегреве на другое устройство может происходить при превышении усредненной концентрации газов, обнаруженной всеми или некоторыми SK 5, с одинаковым или различным вкладом превышенной концентрации продуктов 4, выделяющихся при перегреве 3 контролируемых элементов 2 электрооборудования или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов 8, обнаруженной каждым отдельным SK 5, заданных пороговых значений. However, the claimed system may contain more than one S cp 6, and/or more than one S K 5 (Fig. 4-5). If the system contains more than one S cp 6, the generation of a notification about overheating of the controlled element and/or the transmission of information about such overheating to another device may occur taking into account the average value of gas concentrations determined by all or some S cp 6, with the same or different contribution of the content of background gases, the concentration of which is determined by each individual S cp 6. If the system contains more than one S K 5, the generation of a notification about overheating 3 of the controlled element 2 and/or the transmission of information about such overheating to another device may occur when the average concentration of gases detected by all or some S K 5, with the same or different contribution of the excess concentration of products 4 released during overheating 3 of the controlled elements 2 of the electrical equipment or thermally activated gas-emitting materials 8 installed on them, detected by each individual S K 5, exceeds specified threshold values.

Система по настоящей группе изобретений может функционировать без заданного значения пороговой концентрации. В этом случае, контроллер также может учитывать значения концентраций газов, полученных со всех или некоторых Scp, но сравнение данных, получаемых с контролирующего сенсора, будет происходить не с фиксированной пороговой величиной, а, к примеру, с динамическим усредненным значением, которое вычисляется в каждый момент времени и определенным образом зависит от концентраций, фиксируемых сенсорами сравнения. В другом варианте осуществления заявленной системы базовая линия, характеризующая фоновое содержание газов, определяется величиной длительных бегущих средних значений сигналов, полученных с контролирующего сенсора, а текущее содержание сигнальных газов в контролируемой зоне определяется как короткое бегущее среднее значение сигналов контролирующего сенсора. Преимущественно, промежуток времени, за который вычисляется длительное бегущее среднее, составляет более 5 минут, а временной промежуток для вычисления короткого бегущего среднего составляет менее 1 минуты. Сенсор сравнения в данном случае позволяет не только отсекать ложные срабатывания, вызванные изменением концентрации фоновых газов, но и корректировать оптимальный временной промежуток бегущих средних значений и настраивать адаптивные пороги. The system according to the present group of inventions can function without a given threshold concentration value. In this case, the controller can also take into account the values of gas concentrations obtained from all or some S cp , but the comparison of data obtained from the monitoring sensor will not occur with a fixed threshold value, but, for example, with a dynamic average value, which is calculated at each moment in time and depends in a certain way on the concentrations recorded by the comparison sensors. In another embodiment of the claimed system, the baseline characterizing the background gas content is determined by the value of long-term running average values of signals received from the monitoring sensor, and the current content of signal gases in the controlled area is determined as a short-term running average value of the monitoring sensor signals. Preferably, the time interval for which the long-term running average is calculated is more than 5 minutes, and the time interval for calculating the short-term running average is less than 1 minute. In this case, the comparison sensor allows not only to cut off false alarms caused by a change in the concentration of background gases, but also to correct the optimal time interval of running average values and adjust adaptive thresholds.

Другие возможные алгоритмы работы системы по заявленной группе изобретений более подробно рассмотрены ниже. Other possible algorithms for the operation of the system for the claimed group of inventions are discussed in more detail below.

Вне зависимости от реализованного алгоритма формирования извещения о перегреве, контроллер 7, предпочтительно, выполнен с возможностью учета концентрации фоновых или сигнальных газов, воздействовавших на сенсоры 5-6 в течение предыдущего периода времени. Regardless of the implemented algorithm for generating an overheating notification, the controller 7 is preferably designed with the ability to take into account the concentration of background or signal gases that have affected the sensors 5-6 during the previous period of time.

Сенсор сравнения 6 также может быть выполнен с возможностью регистрации продуктов 4, выделяющихся при перегреве 3 контролируемых элементов 2 электрооборудования или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов 8. При этом контроллер 7 также может формировать извещение о перегреве 3 контролируемого элемента 2 и/или передачи информации о таком перегреве на другое устройство. The comparison sensor 6 can also be designed with the ability to register products 4 released during overheating of 3 controlled elements 2 of electrical equipment or thermally activated gas-emitting materials 8 installed on them. In this case, the controller 7 can also generate a notification about overheating 3 of the controlled element 2 and/or transmit information about such overheating to another device.

Предпочтительно, сенсор сравнения выполнен с возможностью учета текущего содержания фоновых газов, зафиксированных в диапазоне 10-10000 ррш. Preferably, the comparison sensor is designed with the ability to take into account the current content of background gases recorded in the range of 10-10000 ppm.

В частных случаях, система по заявленной группе изобретений может быть дополнительно оснащена одним или более датчиками температуры, на основании которых контроллер также может формировать тревожное извещение о перегреве. Наличие датчиков температуры позволяет дополнительно повысить надежность выявления перегревов элементов электрооборудования или определить факт возгорания. In special cases, the system according to the claimed group of inventions can be additionally equipped with one or more temperature sensors, on the basis of which the controller can also generate an alarm notification about overheating. The presence of temperature sensors allows to further increase the reliability of detecting overheating of electrical equipment elements or to determine the fact of fire.

Все присутствующие в системе сенсоры 5-6 соединяются с контроллером 7 с помощью проводной 10 или беспроводной 11 связи. Также контроллер 7 может быть соединен с одним из газовых сенсоров путем совмещения и связан с остальными сенсорами системы посредством проводной или беспроводной связи. Тем самым, контроллер 7 выполнен с возможностью формирования извещения о перегреве при получении и обработке с помощью набора алгоритмов данных со всех присутствующих в системе сенсоров. All sensors 5-6 present in the system are connected to the controller 7 using wired 10 or wireless 11 communication. Also, the controller 7 can be connected to one of the gas sensors by combining and linked to the rest sensors of the system via wired or wireless communication. Thus, the controller 7 is designed with the ability to generate an overheating notification upon receipt and processing, using a set of algorithms, of data from all sensors present in the system.

В зависимости от поставленной задачи, контроллер 7 может выдавать как извещение, информирующее о перегревах контролируемых элементов 2 электрооборудования, в виде звукового, светового, графического или другого оповещения, так и управляющее извещение, например, для отключения аварийного оборудования от сети. Также контроллер 7 может передавать извещение о перегревах контролируемых элементов электрооборудования на внешнее приемное устройство и/или обеспечивать комбинированное извещение, например, передавать извещение о перегревах контролируемых элементов электрооборудования на внешнее приемное устройство и управляющее извещение на элементы управления контролируемым электрооборудованием. Тип использующегося извещения о перегреве контролируемых элементов определяется на основании технической документации контролируемого электрооборудования, а также удобства использования системы. Depending on the task set, the controller 7 can issue both a notification informing about overheating of the controlled elements 2 of the electrical equipment, in the form of a sound, light, graphic or other notification, and a control notification, for example, to disconnect the emergency equipment from the network. The controller 7 can also transmit a notification about overheating of the controlled elements of the electrical equipment to an external receiving device and/or provide a combined notification, for example, transmit a notification about overheating of the controlled elements of the electrical equipment to an external receiving device and a control notification to the control elements of the controlled electrical equipment. The type of notification used about overheating of the controlled elements is determined on the basis of the technical documentation of the controlled electrical equipment, as well as the ease of use of the system.

Контроллер 7, используемый для заявленной системы, может обладать, предпочтительно, следующими техническими характеристиками: наличие интерфейса цифровой линии связи RS-485; наличие протокола цифровой линии связи Modbus RTU; имеет следующие элементы управления и индикации: кнопки для настройки параметров, цифровой индикатор для отображения адреса устройства и настройки параметров, светодиоды состояния подключаемых сенсоров; питающее напряжение составляет от 12 до 28 В постоянного тока (номинальное значение - 24 В); имеет ЭМС- совместимость в соответствии с ГОСТ для жилых, коммерческих и производственных зон с малым энергопотреблением или для подстанций и электростанций; степень защиты корпуса составляет не менее IP 20; наличие дискретного выхода “Тревога”; срок службы составляет не менее 10 лет с даты изготовления. Controller 7 used for the declared system may preferably have the following technical characteristics: the presence of an RS-485 digital communication line interface; the presence of the Modbus RTU digital communication line protocol; it has the following control and indication elements: buttons for setting parameters, a digital indicator for displaying the device address and setting parameters, LEDs for indicating the status of connected sensors; the supply voltage is from 12 to 28 V DC (nominal value - 24 V); it has EMC compatibility in accordance with GOST for residential, commercial and industrial areas with low power consumption or for substations and power plants; the enclosure protection rating is at least IP 20; the presence of a discrete output "Alarm"; the service life is at least 10 years from the date of manufacture.

Контроллер 7 может быть дополнительно выполнен с возможностью формирования извещения о перегреве 3 контролируемого элемента 2 и/или передачи информации о таком перегреве на другое устройство при обнаружении SK 5 продуктов 4, выделяющихся при перегреве 3 контролируемых элементов 2 электрооборудования или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов 8, в концентрации выше заданного предельного значения вне зависимости от текущей концентрации фоновых газов, зарегистрированных Scp 6. В предпочтительных вариантах осуществления заявленная система дополнительно имеет функцию самодиагностики, информирующую о необходимости замены чувствительного элемента одного или более сенсоров. Необходимость замены чувствительного элемента может быть обусловлена, в частности, его деградацией во времени или окончанием установленного срока службы. The controller 7 can be additionally configured with the possibility of generating a notification about overheating 3 of the controlled element 2 and/or transmitting information about such overheating to another device upon detection of S K 5 products 4 released during overheating of 3 of the controlled elements 2 of the electrical equipment or thermally activated gas-emitting materials 8 installed on them, in a concentration higher than a specified limit value, regardless of the current concentration of background gases recorded by S cp 6. In preferred embodiments, the claimed system additionally has a self-diagnostic function informing about the need to replace the sensitive element of one or more sensors. The need to replace the sensitive element may be due, in particular, to its degradation over time or the end of the established service life.

Принимая во внимание раскрытые в описании особенности системы, стоит дополнительно отметить, что содержание как сигнальных, так и фоновых газов фиксируется сенсорами 5-6 посредством изменения определенных параметров газовоздушной среды, значения которых характеризуют концентрацию этих газов, но не определяют ее численное абсолютное значение. Как было сказано выше, сравнение параметров, полученных с SK и Scp, осуществляется в зависимости от настроек системы и в простейшем случае может представлять собой сравнение разности значений этих параметров с заданным пороговым значением. В более сложном случае концентрации сигнальных и фоновых газов сравниваются с пороговым значением с помощью математических алгоритмов, а в случае использования нескольких сенсоров сравнения пороговое значение может не задаваться, а параметры, полученные с SK 5, будут анализироваться контроллером 7 в динамическом режиме путем их попадания или непопадания в множество значений, сформированного дисперсией или стандартным отклонением от усредненного значения, полученного от Scp 6. Taking into account the system features disclosed in the description, it is worth noting additionally that the content of both signal and background gases is recorded by sensors 5-6 by changing certain parameters of the gas-air environment, the values of which characterize the concentration of these gases, but do not determine its numerical absolute value. As was said above, the comparison of the parameters obtained with S K and S cp is carried out depending on the system settings and, in the simplest case, can be a comparison of the difference in the values of these parameters with a specified threshold value. In a more complex case, the concentrations of signal and background gases are compared with the threshold value using mathematical algorithms, and in the case of using several comparison sensors, the threshold value may not be set, and the parameters obtained with S K 5 will be analyzed by controller 7 in the dynamic mode by their inclusion or non-inclusion in the set of values formed by the dispersion or standard deviation from the average value obtained from S cp 6.

Система может использовать следующие алгоритмы при формировании извещения о перегреве 3 контролируемого элемента 2 и/или передачи информации о таком перегреве на другое устройство: расчет бегущего среднего значения от каждого сенсора за заданный промежуток времени; корректировка опорного (нулевого) значения; определение приведенного бегущего среднего значения как разницы двух бегущих средних значений, полученных от одного сенсора за два различных промежутка времени, преимущественно короткого промежутка, составляющего менее одной минуты, и длительного, составляющего более 5 минут; сравнение приведенного бегущего среднего значения с пороговым значением и формирование извещения о перегреве в случае его превышения; определение среднего значения сигнала, полученного с разных сенсоров, за счет усреднения приведенных бегущих средних значений; сравнение разницы приведенных бегущих средних значений сигналов от сенсора сравнения и контролирующего сенсора, в том числе вычисленных за разный временной промежуток, с заданным пороговым значением; определение скорости роста приведенного бегущего среднего значения и ее сопоставление с установленным пороговым значением; сравнение сигнала, полученного с контролирующего сенсора, с установленным пороговым значением; определение скорости роста разницы приведенного бегущего среднего значения сигнала контролирующего сенсора и сенсора сравнения и ее сопоставление с установленным пороговым значением; определение или изменение пороговых значений исходя из анализа значений сигналов, полученных от сенсоров в процессе эксплуатации. адаптивный порог срабатывания The system may use the following algorithms when generating a notification of overheating 3 of the controlled element 2 and/or transmitting information about such overheating to another device: calculating the running average value from each sensor for a specified period of time; adjusting the reference (zero) value; determining the reduced running average value as the difference between two running average values obtained from one sensor for two different periods of time, preferably a short period of less than one minute and a long period of more than 5 minutes; comparing the reduced running average value with the threshold value and generating an overheating notification if it is exceeded; determining the average value of the signal received from different sensors by averaging the reduced running average values; comparison of the difference in the reduced running average values of the signals from the comparison sensor and the monitoring sensor, including those calculated over different time periods, with a given threshold value; determination of the growth rate of the reduced running average value and its comparison with the set threshold value; comparison of the signal received from the monitoring sensor with the set threshold value; determination of the growth rate of the difference in the reduced running average value of the signal of the monitoring sensor and the comparison sensor and its comparison with the set threshold value; determination or change of threshold values based on the analysis of the values of signals received from the sensors during operation. adaptive response threshold

Рассмотрим их более подробно: Let's look at them in more detail:

1. Расчет бегущего среднего значения от каждого сенсора за заданный промежуток времени. В этом случае система формирует базовую линию, относительно которой сравнивается текущая концентрация, определяемая контролирующими сенсорами 5, на основании бегущих средних значений концентраций, определенных каждым сенсором, за заданный промежуток времени. Базовая линия при этом может быть получена с помощью усреднения данных бегущих средних значений с помощью набора математических операций. Бегущее среднее рассчитывается в каждый момент времени по формуле:

Figure imgf000049_0001
где - бегущее среднее,
Figure imgf000049_0003
- мгновенное значение сигнала,
Figure imgf000049_0002
- время, за которое происходит усреднение, . количество точек, по которым происходит усреднение. 1. Calculation of the running average value from each sensor for a given period of time. In this case, the system forms a baseline against which the current concentration determined by the monitoring sensors 5 is compared, based on the running average values of the concentrations determined by each sensor for a given period of time. The baseline can be obtained by averaging the data of the running average values using a set of mathematical operations. The running average is calculated at each moment in time using the formula:
Figure imgf000049_0001
where is the running average,
Figure imgf000049_0003
- instantaneous value of the signal,
Figure imgf000049_0002
- the time during which averaging occurs, the number of points over which averaging occurs.

2. Корректировка опорного (нулевого) значения. Вследствие того, что каждый сенсор 5-6, в зависимости от внешних условий и особенностей изготовления, может иметь немного разную чувствительность и скорость старения, для сохранения исходной высокой чувствительности и точности срабатывания системы, использующиеся в ней сенсоры должны быть выполнены с возможностью постоянного плавного учета этих особенностей. Корректировка опорного (нулевого) значения, дрейф которого происходит из-за деградации чувствительного элемента, изменения температуры и влажности окружающей среды, а также вследствие возможного наличия в атмосфере сторонних газов, выполняется для того, чтобы учесть медленные процессы, которые приводят к изменению характеристик сенсора и заведомо не связаны с выделением сигнального газа или продуктов термодеструкции изоляционных материалов. Корректировка опорного значения происходит с помощью расчета бегущего среднего за относительно длительный промежуток времени, который составляет более 5 минут. 2. Correction of the reference (zero) value. Due to the fact that each sensor 5-6, depending on external conditions and manufacturing features, may have slightly different sensitivity and aging rate, in order to maintain the initial high sensitivity and response accuracy of the system, the sensors used in it must be made with the ability to continuously smoothly take these features into account. Correction of the reference (zero) value, the drift of which occurs due to degradation of the sensitive element, changes in temperature and humidity of the environment, as well as due to the possible presence of foreign gases in the atmosphere, is performed in order to take into account slow processes that lead to a change in the characteristics of the sensor and are obviously not associated with the release of signal gas or products of thermal destruction of insulating materials. The reference value is adjusted by calculating the running average over a relatively long period of time, which is more than 5 minutes.

3. Определение приведенного бегущего среднего значения как разницы двух бегущих средних значений, полученных от одного сенсора за два различных промежутка времени. Система в каждый момент времени сравнивает между собой два основных параметра: длительное бегущее среднее (опорное значение), полученное с газового сенсора за временной промежуток, преимущественно, составляющий более 5 минут, и характеризующее фоновую концентрацию газов, и короткое бегущее среднее, полученное с этого же газового сенсора за промежуток времени, предпочтительно, не превышающий 1 минуты, и характеризующее текущую концентрацию сигнальных газов в контролируемой зоне. Короткое бегущее среднее позволяет сглаживать флуктуации сигнала, происходящие на коротких временных интервалах и связанные с возможными электромагнитными помехами. Приведенное бегущее среднее определяется как разница двух полученных значений: короткого и длительного бегущих средних. 3. Definition of the reduced running average value as the difference between two running average values obtained from one sensor over two different time intervals. At each moment in time, the system compares two main parameters: the long-term running average (reference value) obtained from the gas sensor over a time interval preferably exceeding 5 minutes and characterizing the background concentration of gases, and the short-term running average obtained from the same gas sensor over a time interval preferably not exceeding 1 minute and characterizing the current concentration of signal gases in the controlled area. The short-term running average allows smoothing out signal fluctuations occurring over short time intervals and associated with possible electromagnetic interference. The reduced running average is defined as the difference between the two obtained values: the short-term and long-term running averages.

4. Сравнение приведенного бегущего среднего значения с пороговым значением и формирование извещения о перегреве в случае его превышения. Короткое и длительное бегущие средние значения вычисляются согласно алгоритму, приведенному в п.1. Приведенное бегущее среднее значение концентрации получают с использованием двух значений: короткого и длительного бегущих средних - как результат их разницы или вычисляется с помощью более сложного математического алгоритма. Формирование извещения о перегреве происходит при превышении приведенного бегущего среднего значения определенного заданного порогового значения. 4. Comparison of the reduced running average value with the threshold value and generation of an overheating notification if it is exceeded. The short and long running average values are calculated according to the algorithm given in paragraph 1. The reduced running average value of concentration is obtained using two values: the short and long running averages - as a result of their difference or is calculated using a more complex mathematical algorithm. Generation of an overheating notification occurs when the reduced running average value exceeds a certain specified threshold value.

5. Определение среднего значения сигнала, полученного с разных сенсоров, за счет усреднения приведенных бегущих средних значений. Система определяет короткое и длительное бегущие средние значения согласно приведенному в п.1 алгоритму, однако при наличии нескольких контролирующих сенсоров 5 и/или нескольких сенсоров сравнения 6, полученные данные усредняются с помощью набора математических операций. Для формирования извещения о перегреве происходит сравнение усредненных значений с помощью вычисления их разности или по более сложным алгоритмам. 5. Determining the average value of the signal received from different sensors by averaging the given running average values. The system determines the short and long running average values according to the algorithm given in point 1, however, if there are several monitoring sensors 5 and/or several comparison sensors 6, the obtained data are averaged using a set mathematical operations. To generate an overheating notification, the average values are compared by calculating their difference or using more complex algorithms.

6. Сравнение разницы приведенных бегущих средних значений сигналов от сенсора сравнения и контролирующего сенсора, в том числе вычисленных за разный временной промежуток, с заданным пороговым значением. Короткое и длительное бегущие средние значения вычисляются для всех контролирующих сенсоров и сенсоров сравнения согласно алгоритму, приведенному в п.1. Данные, полученные с Sep 6, учитываются для исключения ложных срабатываний. Сравнение может осуществляться за некоторый промежуток времени, длительность которого определяется экспериментально и учитывает задержку на поступление и выветривание газа из контролируемой зоны, характеризующую степень негерметичности электрооборудования . 6. Comparison of the difference in the reduced running average values of the signals from the comparison sensor and the monitoring sensor, including those calculated for different time intervals, with a given threshold value. Short and long running average values are calculated for all monitoring and comparison sensors according to the algorithm given in paragraph 1. Data obtained from Sep 6 are taken into account to exclude false alarms. Comparison can be carried out for a certain period of time, the duration of which is determined experimentally and takes into account the delay for the entry and venting of gas from the controlled area, characterizing the degree of leakage of electrical equipment.

7. Определение скорости роста приведенного бегущего среднего значения и ее сопоставление с установленным пороговым значением. Приведенное бегущее среднее значение вычисляется аналогично алгоритму, приведенному в п.З. Скорость нарастания приведенного бегущего среднего значения концентрации сигнального газа, зафиксированного газовым сенсором 5-6, в случае отсутствия перегревов контролируемых элементов, должна быть равна нулю. В случае возникновения перегрева 3, приводящего к выделению продуктов 4, на регистрацию которых настроен газовый сенсор 5, значение скорости нарастания приведенного бегущего среднего будет увеличиваться скачкообразно, что приведет к формированию контроллером 7 извещения о перегреве, даже если пороговая концентрация не была достигнута. 7. Determining the growth rate of the reduced running average value and comparing it with the set threshold value. The reduced running average value is calculated similarly to the algorithm given in p.3. The growth rate of the reduced running average value of the signal gas concentration recorded by gas sensor 5-6, in the absence of overheating of the controlled elements, must be equal to zero. In the event of overheating 3, leading to the release of products 4, for the registration of which gas sensor 5 is configured, the value of the growth rate of the reduced running average will increase abruptly, which will lead to the formation of an overheating notification by controller 7, even if the threshold concentration has not been reached.

8. Сравнение сигнала, полученного с контролирующего сенсора, с установленным пороговым значением. Система может формировать извещение о перегреве 3 в случае регистрации контролирующим сенсором 5 резкого существенного нарастания концентрации продуктов 4 (превышения порогового значения в несколько раз), выделяющихся при перегреве 3 контролируемых элементов 2 электрооборудования или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов 8, и превышения установленных пороговых значений без учета концентрации фоновых газов, определенной сенсором сравнения 6. Например, такая ситуация может возникнуть при горении электрической дуги или возгорании изоляционных материалов. 9. Определение скорости роста разницы приведенного бегущего среднего значения сигнала контролирующего сенсора и сенсора сравнения и ее сопоставление с установленным пороговым значением. Приведенные бегущие средние значения вычисляются для всех контролирующих сенсоров 5 и всех сенсоров сравнения 6 аналогично алгоритму, приведенному в п.4. Одним из критериев формирования извещения о перегреве 3 является сравнение скорости нарастания приведенного бегущего среднего значения содержания сигнального газа, зафиксированное SK и Scp. При возникновении внешнего фонового источника сигнальных газов скорость нарастания приведенных бегущих средних значений GK и Gcp, зафиксированная сенсорами SK и Scp соответственно, будет либо равна (в случае низкой степени герметичности электроустановки или высокой диффузии сигнальных газов), либо GK < Gcp (если электроустановка является достаточно герметичной и диффузия сторонних газов внутрь электроустановки происходит медленно) и срабатывания системы не произойдет. Если же GK > Gcp, то контроллер 7 сформирует извещение о перегреве 3, что будет свидетельствовать о резком повышении концентрации сигнальных газов 4 внутри электроустановки в результате перегрева 3 контролируемых элементов 2. 8. Comparison of the signal received from the monitoring sensor with the set threshold value. The system can generate a notification about overheating 3 in the event that the monitoring sensor 5 registers a sharp significant increase in the concentration of products 4 (exceeding the threshold value several times) released during overheating 3 of the monitored elements 2 of the electrical equipment or the thermally activated gas-emitting materials 8 installed on them, and exceeding the set threshold values without taking into account the concentration of background gases determined by the comparison sensor 6. For example, such a situation can arise during the burning of an electric arc or the ignition of insulating materials. 9. Determining the growth rate of the difference between the reduced running average value of the signal of the monitoring sensor and the comparison sensor and comparing it with the set threshold value. The reduced running average values are calculated for all monitoring sensors 5 and all comparison sensors 6 similarly to the algorithm given in paragraph 4. One of the criteria for generating an overheating notification 3 is a comparison of the growth rate of the reduced running average value of the signal gas content recorded by S K and S cp . When an external background source of signal gases occurs, the growth rate of the reduced running average values G K and G cp recorded by sensors S K and S cp respectively will either be equal (in the case of a low degree of tightness of the electrical installation or high diffusion of signal gases) or G K < G cp (if the electrical installation is sufficiently tight and the diffusion of foreign gases into the electrical installation is slow) and the system will not be triggered. If G K > G cp , then controller 7 will generate a notification about overheating 3, which will indicate a sharp increase in the concentration of signal gases 4 inside the electrical installation as a result of overheating 3 of the controlled elements 2.

10. Определение или изменение пороговых значений исходя из значений сигналов, полученных от сенсоров в процессе эксплуатации. Система автоматического выявления перегревов 3 элементов электрооборудования 2 выполнена с возможностью определения и калибровки максимальной концентрации газов 4, на определение которых настроены сенсоры 5-6, при которой происходит срабатывание системы, с помощью способа испытания системы по заявленной группе изобретений. Пороговые значения могут задаваться контроллером 7 либо вручную при установке системы, либо фиксироваться заранее при изготовлении системы, либо являться адаптивными и динамически изменяющимися в зависимости от условий эксплуатации системы. 10. Determining or changing threshold values based on the values of signals received from sensors during operation. The system for automatically detecting overheating 3 of elements of electrical equipment 2 is designed with the ability to determine and calibrate the maximum concentration of gases 4, for the detection of which sensors 5-6 are configured, at which the system is triggered, using the method for testing the system according to the claimed group of inventions. Threshold values can be set by the controller 7 either manually when installing the system, or fixed in advance when manufacturing the system, or be adaptive and dynamically changing depending on the operating conditions of the system.

11. Адаптивный порог срабатывания. В процессе эксплуатации может осуществляться автоматическая подстройка порогового значения в заданном интервале значений в зависимости от величины флуктуаций сторонних газов за длительный промежуток времени (более 1 дня). В таком алгоритме при первоначальном включении сенсора пороговое значение принимается равным некоторому начальному значению. Затем в течение заданного интервала времени происходит фиксация максимального значения концентрации, которую регистрирует сенсор или группа сенсоров, но которое не приводит к срабатыванию системы. По результатам сравнения величины этой максимальной концентрации с пороговым значением принимается решение об увеличении или уменьшении порогового значения. 11. Adaptive response threshold. During operation, the threshold value can be automatically adjusted in a given range of values depending on the magnitude of fluctuations in foreign gases over a long period of time (more than 1 day). In such an algorithm, when the sensor is initially turned on, the threshold value is taken to be equal to some initial value. Then, during a given time interval, the maximum concentration value is recorded by the sensor or group of sensors, but which does not cause the system to operate. Based on the results of comparing the value of this the maximum concentration with the threshold value is decided to increase or decrease the threshold value.

Другим критерием срабатывания системы и формирования извещения о перегреве является сравнение абсолютных значений сигналов, характеризующих содержание продуктов, выделяющихся при перегреве контролируемых элементов или установленных на них термоактивируемых газовыделяющих материалов, и обнаруженных SK 5 и Scp 6. Если Сср - максимальное значение сигнала, характеризующего содержание фоновых газов и зарегистрированного Scp 6 вне контролируемой зоны, превышает Ск - значение сигнала, характеризующего содержание этих же газов и зарегистрированного SK 5, то это будет означать, что причина появления этих газов лежит за пределами электроустановки и срабатывания системы не произойдет. Аналогично, система не сработает, если Ск и Сср будут равны, вне зависимости от их абсолютного значения, что будет свидетельствовать о повышении содержания сигнальных газов 4 за счет внешнего фона при низкой степени негерметичности защищаемой зоны или высокой диффузии данных газов. Контроллер 7 сформирует извещение о перегреве 3 только при условии, когда Ск > Сср, т.е. когда концентрация сигнальных газов 4 внутри контролируемой зоны 1 будет превышать их фоновую концентрацию во внешней зоне, что будет свидетельствовать о том, что источником их возникновения являются нагретые контролируемые элементы 2. Another criterion for the system to operate and generate an overheating notification is a comparison of the absolute values of the signals characterizing the content of products released during overheating of the monitored elements or thermally activated gas-emitting materials installed on them, and those detected by S K 5 and S cp 6. If C avg , the maximum value of the signal characterizing the content of background gases and registered by S cp 6 outside the monitored zone, exceeds C k , the value of the signal characterizing the content of the same gases and registered by S K 5, this will mean that the cause of these gases lies outside the electrical installation and the system will not operate. Similarly, the system will not operate if C k and C avg are equal, regardless of their absolute value, which will indicate an increase in the content of signal gases 4 due to the external background with a low degree of leakage in the protected zone or high diffusion of these gases. Controller 7 will generate an overheating notification 3 only if C k > C avg , i.e. when the concentration of signal gases 4 inside the controlled zone 1 exceeds their background concentration in the outer zone, which will indicate that the source of their occurrence is heated controlled elements 2.

При этом контроллер 7 может быть настроен таким образом, чтобы сравнивать поступающие с SK и Scp данные как в режиме реального времени, так и с определенной задержкой во времени, определяемой экспериментально и учитывающей задержку на поступление и выветривание газа из контролируемой зоны, характеризующую степень негерметичности электрооборудования. In this case, controller 7 can be configured in such a way as to compare the data received from S K and S cp both in real time and with a certain time delay, determined experimentally and taking into account the delay in the entry and evaporation of gas from the controlled zone, characterizing the degree of leakage of the electrical equipment.

Система может содержать как более одного контролирующего сенсора, так и более одного сенсора сравнения. Рассмотрим систему с одним контролирующим сенсором и п сенсорами сравнения (фиг. 4, п = 3). В этом случае минимальная определяемая контролирующим сенсором 5 концентрация продуктов 4, выделяющихся при перегреве 3 контролируемых элементов 2, (Ск), достаточная для формирования контроллером 7 извещения о перегреве, может зависеть от текущей концентрации фоновых газов, определенной всеми Scp 6, либо в равной степени, либо по формуле (1), учитывающей вклад каждого сенсора сравнения в отдельности: The system may contain both more than one monitoring sensor and more than one comparison sensor. Let us consider a system with one monitoring sensor and n comparison sensors (Fig. 4, n = 3). In this case, the minimum concentration of products 4, released during overheating of 3 controlled elements 2, (C c ), determined by the monitoring sensor 5, sufficient for the controller 7 to generate an overheating notification, may depend on the current concentration of background gases, determined by all S cp 6, either equally or according to formula (1), taking into account the contribution of each comparison sensor separately:

CK = (ki*CcPl + k2*Ccp2 + ... + kn*Ccpn)/n, (1) где kn - коэффициенты неравномерности распределения газа, определяющиеся экспериментально для каждого из п сенсоров с учетом особенностей мест их размещения, например, в зависимости от степени негерметичности контролируемого электрооборудования 1 или от удаленности сенсора сравнения 6 от контролирующего сенсора 5. В абсолютном большинстве случаев к лежит в пределах [0;1], предпочтительно, выбирается из группы: 0; 0.5; 1. Таким образом, в зависимости от настроек системы, сигналы, получаемые контроллером 7 с отдельных сенсоров сравнения 6, могут быть либо полностью учтены (k = 1), либо учтены частично, либо полностью проигнорированы (к = 0). В частности, система может быть настроена таким образом, чтобы контроллер не учитывал крайние значения концентрации фоновых газов, определенной сенсорами сравнения, т.е. в данном случае коэффициент к не будет фиксированным и может принимать нулевое значение в зависимости от полученных от Scp данных. C K = (ki*Cc P l + k 2 *C cp 2 + ... + kn*C cp n)/n, (1) where k n are the coefficients of gas distribution non-uniformity, determined experimentally for each of the n sensors, taking into account the features of their locations, for example, depending on the degree of leakage of the controlled electrical equipment 1 or on the distance of the comparison sensor 6 from the monitoring sensor 5. In the absolute majority of cases, k lies within [0;1], preferably selected from the group: 0; 0.5; 1. Thus, depending on the system settings, the signals received by the controller 7 from individual comparison sensors 6 can either be completely taken into account (k = 1) , are either partially taken into account or completely ignored (k = 0). In particular, the system can be configured in such a way that the controller does not take into account the extreme values of the background gas concentration determined by the comparison sensors, i.e. in this case the coefficient k will not be fixed and can take a zero value depending on the data received from S cp .

Рассмотрим систему с ш контролирующими сенсорами и п сенсорами сравнения (фиг. 5, n = 3, m = 3). Такая система может, например, устанавливаться в нескольких расположенных рядом электрических щитах 1, при этом внутри каждого щита устанавливается по меньшей мере один SK 5, а по меньшей мере один Scp 6 монтируется, например, на внешнюю поверхность щита 1. Тогда минимальная определяемая каждым контролирующим сенсором концентрация продуктов 4, выделяющихся при перегреве 3 контролируемых элементов 2, (Скт), достаточная для формирования контроллером 7 извещения о перегреве, также может зависеть от текущей концентрации фоновых газов, зарегистрированных всеми Scp 6, по формуле (1). При значении всех коэффициентов kn = 1 вклад каждого сенсора сравнения в отдельности в предельное значение Скт будет равным. Let us consider a system with ш monitoring sensors and n comparison sensors (Fig. 5, n = 3, m = 3). Such a system can, for example, be installed in several adjacent electrical panels 1, with at least one S K 5 installed inside each panel, and at least one S cp 6 mounted, for example, on the outer surface of the panel 1. Then the minimum concentration of products 4, released during overheating of 3 controlled elements 2, (C k t), determined by each monitoring sensor, sufficient for the formation of an overheating notification by the controller 7, can also depend on the current concentration of background gases registered by all S cp 6, according to formula (1). With the value of all coefficients k n = 1, the contribution of each comparison sensor individually to the limit value of C k t will be equal.

Для испытания указанной системы, может быть реализован следующий способ включающий следующие действия: установка SK в первую газовую камеру и установку Scp во вторую газовую камеру, подключение контроллера к указанным сенсорам; To test the specified system, the following method can be implemented, including the following actions: installing S K in the first gas chamber and installing S cp in the second gas chamber, connecting the controller to the specified sensors;

- регистрация факта срабатывания системы в условиях отсутствия влияния фоновых газов на Scp путем нагрева модельного элемента в первой камере и/или определение пороговых концентраций путем дозирования модельного газа в первую камеру; - регистрация факта отсутствия срабатывания системы при дозировании модельного газа в обе камеры путем заполнения первой и второй камеры фоновым или модельным газом или определение пороговых концентраций срабатывания системы путем раздельного дозирования модельного газа в первую и вторую камеры.- registration of the fact of the system’s operation in conditions of the absence of the influence of background gases on S cp by heating the model element in the first chamber and/or determining threshold concentrations by dosing the model gas into the first chamber; - registration of the fact that the system does not operate when dosing model gas into both chambers by filling the first and second chambers with background or model gas or determining the threshold concentrations for the system to operate by separately dosing model gas into the first and second chambers.

Нагрев модельного элемента может включать нагрев термоактивируемого материала в газовой камере с контролирующим сенсором. Heating of the model element may include heating of a heat-activated material in a gas chamber with a control sensor.

Осуществление испытания системы указанным способом обеспечивает четкую регламентированную проверку соответствия системы условиям и алгоритмам, описанным в первом объекте заявленной группы изобретений, а также для ее дальнейшего использования при выявлении перегревов элементов электрооборудования. Carrying out testing of the system in the specified manner ensures a clear, regulated check of the system’s compliance with the conditions and algorithms described in the first object of the claimed group of inventions, as well as for its further use in identifying overheating of electrical equipment elements.

Реализация способа в частных случаях, может быть представлена следующим образом: SK 5 (фиг. За) помещают в первую газовую камеру 9, заполненную нейтральным газом, в качестве которого может быть использован, например, азот, a Scp 6 помещают во вторую газовую камеру 9, заполненную тем же нейтральным газом. Оба сенсора соединяют с контроллером, в частности, проводной связью и фиксируют отсутствие срабатывания системы в таком состоянии. Затем в первую газовую камеру начинают дозировать модельный газ, имитирующий сигнальный, и фиксируют минимальную концентрацию этого модельного газа, при которой происходит срабатывание системы и формирование контроллером извещения о перегреве, тем самым определяя пороговое значение. The implementation of the method in particular cases can be presented as follows: S K 5 (Fig. 3a) is placed in the first gas chamber 9 filled with a neutral gas, for example, nitrogen, and S cp 6 is placed in the second gas chamber 9 filled with the same neutral gas. Both sensors are connected to the controller, in particular, by wire communication, and the absence of actuation of the system in this state is recorded. Then, a model gas simulating the signal gas is dosed into the first gas chamber, and the minimum concentration of this model gas is recorded, at which the system is triggered and the controller generates a notification about overheating, thereby determining the threshold value.

После возвращения установки для проведения испытания системы в исходное состояние дозируют модельный газ, имитирующий сигнальный, в известной концентрации Сср, не превышающей пороговую концентрацию, при которой может произойти срабатывание системы, во вторую газовую камеру 9 и фиксируют отсутствие срабатывания системы. Затем в первую газовую камеру начинают дозировать этот же модельный газ в концентрации, не превышающей Сср, и фиксируют отсутствие срабатывания системы. При дальнейшем постепенном наращивании содержания модельного газа в первой камере 9 фиксируют минимальную концентрацию газа, при которой происходит срабатывание системы и формирование контроллером извещения о перегреве. С помощью полученного значения вычисляют пороговую концентрацию газа, при которой наблюдается срабатывание системы. В другом варианте реализации способа испытания системы по заявленной группе изобретений в первой газовой камере 9, заполненной нейтральным газом, устанавливают нагревательный элемент 2, на который размещена термоактивируемая газовыделяющая наклейка 8, (использующаяся в данном случае в качестве изделия, содержащего ТГМ), a Scp 6 помещают во вторую газовую камеру 9, заполненную тем же нейтральным газом, но без нагревательного элемента 2 (фиг. 36). Оба сенсора соединяют с контроллером проводной связью и фиксируют отсутствие срабатывания системы в таком состоянии. Затем нагревательный элемент 2 нагревают до температуры активации газовыделяющей наклейки 8 и фиксируют срабатывание системы посредством регистрации выданного контроллером 7 извещения о перегреве, информирующего о перегреве элементов электрооборудования. After the installation for testing the system has returned to its initial state, the model gas simulating the signal gas is dosed in a known concentration C cp , not exceeding the threshold concentration at which the system may be triggered, into the second gas chamber 9 and the absence of the system being triggered is recorded. Then, the same model gas is dosed into the first gas chamber in a concentration not exceeding C cp , and the absence of the system being triggered is recorded. With a further gradual increase in the content of the model gas in the first chamber 9, the minimum gas concentration is recorded at which the system is triggered and the controller generates an overheating notification. Using the obtained value, the threshold gas concentration at which the system is triggered is calculated. In another embodiment of the method for testing the system according to the claimed group of inventions, a heating element 2 is installed in the first gas chamber 9 filled with neutral gas, onto which a thermally activated gas-emitting sticker 8 is placed (used in this case as an article containing TGM), and S cp 6 is placed in the second gas chamber 9 filled with the same neutral gas, but without the heating element 2 (Fig. 36). Both sensors are connected to the controller by wire communication and record the absence of actuation of the system in this state. Then the heating element 2 is heated to the activation temperature of the gas-emitting sticker 8 and the actuation of the system is recorded by registering the overheating notification issued by the controller 7, informing about the overheating of the electrical equipment elements.

После возвращения установки для проведения испытания системы в исходное состояние во вторую камеру 9 дозируют модельный газ, имитирующий сигнальный, в известной концентрации Сср, не превышающей пороговую концентрацию, при которой может произойти срабатывание системы, и фиксируют отсутствие срабатывания системы. Затем нагревательный элемент 2 нагревают до температуры активации газовыделяющей наклейки 8 и фиксируют срабатывание системы посредством регистрации выданного контроллером 7 извещения о перегреве, информирующего о перегреве элементов электрооборудования. After the installation for testing the system has returned to its initial state, a model gas simulating the signal gas is dosed into the second chamber 9 in a known concentration C sr , not exceeding the threshold concentration at which the system may be triggered, and the absence of the system triggering is recorded. Then the heating element 2 is heated to the activation temperature of the gas-emitting sticker 8 and the triggering of the system is recorded by registering the overheating notification issued by the controller 7, informing about the overheating of the electrical equipment elements.

Согласно заявленной группе изобретений система автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования используется в соответствии со следующим способом: размещение системы по первому варианту, при котором по меньшей мере один газовый сенсор SK устанавливается внутри контролируемой зоны; по меньшей мере один газовый сенсор Scp устанавливается вне контролируемой зоны; контроллер устанавливается в произвольном месте и связывается с по меньшей мере двумя газовыми сенсорами, включающими как минимум один SK И как минимум один Scp, проводной или беспроводной связью, а также дополнительно может связываться с другим устройством; обработка сформированного контроллером извещения о перегреве с последующей выдачей информационного сообщения и/или передачей данных на другое устройство. В способе могут быть также реализованы алгоритмы, в частности, раскрытые в данной заявке при описании системы. В частности, контроллер 7 дополнительно может формировать извещение о перегреве 3 при обнаружении одним из сенсоров газов 4, выделяющихся при нагревании 3 контролируемых элементов 2 или установленных на нем термоактивируемых газовыделяющих материалов 8, в концентрации выше заданного предельного значения вне зависимости от содержания фоновых газов, обнаруженного по меньшей мере одним другим сенсором. According to the claimed group of inventions, the system for automatically detecting overheating of electrical equipment elements is used in accordance with the following method: placing the system according to the first variant, in which at least one gas sensor S K is installed inside the controlled zone; at least one gas sensor S cp is installed outside the controlled zone; the controller is installed in an arbitrary location and communicates with at least two gas sensors, including at least one S K and at least one S cp , by wired or wireless communication, and can also additionally communicate with another device; processing the overheating notification generated by the controller, followed by issuing an information message and/or transmitting data to another device. The method may also implement algorithms, in particular, disclosed in this application when describing the system. In particular, the controller 7 may additionally generate a notification about overheating 3 when one of the sensors 4 detects gases released during heating 3 of the controlled elements 2 or thermally activated gas-emitting materials 8 installed on it, in a concentration higher than a specified limit value, regardless of the content of background gases detected by at least one other sensor.

В предпочтительном варианте выявление перегревов 3 контролируемых элементов 2 электрооборудования происходит посредством регистрации сигнальных газов, выделяющихся из термоактивируемых газовыделяющих материалов 8 преимущественно многократного действия, входящих в состав изделий или покрытий, установленных или нанесенных на контролируемые элементы 2. In a preferred embodiment, detection of overheating 3 of controlled elements 2 of electrical equipment occurs by recording signal gases released from thermally activated gas-emitting materials 8, primarily of multiple action, included in the composition of products or coatings installed or applied to controlled elements 2.

Рассмотрим частные случаи осуществления указанного заявленной группы изобретений. Let us consider specific cases of the implementation of the stated group of inventions.

Примеры. Examples.

Пример 1. Example 1.

Систему по заявленной группе изобретений устанавливают следующим образом: полупроводниковый сенсор SK помещают в первую герметичную газовую камеру объемом 100 л, заполненную азотом, и содержащую нагревательный элемент, покрытый изоляционным материалом. Полупроводниковый сенсор Scp помещают во вторую герметичную газовую камеру объемом 100 л, заполненную азотом, но без нагревательного элемента. Оба сенсора соединяют с контроллером проводной связью и фиксируют отсутствие срабатывания системы в таком состоянии. Затем нагревательный элемент нагревают до температуры 100°С, при которой начинается термодеструкция изоляционных материалов, но возгорание не возникает. Фиксируют срабатывание системы посредством регистрации выданного контроллером извещения, информирующего о перегреве элементов электрооборудования. В данном примере срабатывание системы происходит за счет обнаружения контролирующим сенсором газов, выделяющихся в результате нагрева модельного элемента, в условиях отсутствия влияния фоновых газов на Scp. The system according to the claimed group of inventions is installed as follows: the semiconductor sensor S K is placed in the first hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen, and containing a heating element covered with an insulating material. The semiconductor sensor S cp is placed in the second hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen, but without a heating element. Both sensors are connected to the controller by a wired connection and the absence of actuation of the system in this state is recorded. Then the heating element is heated to a temperature of 100 °C, at which thermal destruction of the insulating materials begins, but no ignition occurs. The actuation of the system is recorded by registering a notification issued by the controller, informing about overheating of the electrical equipment elements. In this example, the actuation of the system occurs due to the detection by the monitoring sensor of gases released as a result of heating of the model element, in the absence of the influence of background gases on S cp .

Пример 2. Example 2.

Систему по заявленной группе изобретений устанавливают следующим образом: полупроводниковый сенсор SK помещают в первую герметичную газовую камеру объемом 100 л, заполненную азотом. Полупроводниковый сенсор Scp помещают во вторую герметичную газовую камеру объемом 100 л, заполненную азотом. Оба сенсора соединяют с контроллером проводной связью и фиксируют отсутствие срабатывания системы в таком состоянии. Затем в первую газовую камеру в непрерывном режиме дозируют модельный газ, имитирующий сигнальные газы, со скоростью 10 ppm/мин. Срабатывания системы не происходит в течение первых пяти минут (при содержании сигнальных газов до 50 ppm). Фиксируют срабатывание системы на пятой минуте посредством регистрации выданного контроллером извещения, информирующего о перегреве элементов электрооборудования, и определяют содержание модельного газа в первой камере в этот момент. Испытание повторяют трижды, определяя среднее значение пороговой концентрации, которое в данном примере составило 57 ppm. В данном примере срабатывание системы происходит за счет обнаружения контролирующим сенсором модельных газов, имитирующих газы, выделяющиеся в результате нагрева модельного элемента, в условиях отсутствия влияния фоновых газов на Scp. The system according to the claimed group of inventions is installed as follows: the semiconductor sensor S K is placed in the first sealed gas a 100-liter chamber filled with nitrogen. The semiconductor sensor S cp is placed in a second hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 liters filled with nitrogen. Both sensors are connected to the controller by a wired connection, and the absence of a system response in this state is recorded. Then, a model gas simulating signal gases is continuously dosed into the first gas chamber at a rate of 10 ppm/min. The system does not respond during the first five minutes (with a signal gas content of up to 50 ppm). The response of the system is recorded in the fifth minute by registering a notification issued by the controller informing about overheating of electrical equipment elements, and the content of the model gas in the first chamber at this moment is determined. The test is repeated three times, determining the average value of the threshold concentration, which in this example was 57 ppm. In this example, the system is triggered by the detection by the control sensor of model gases simulating gases released as a result of heating of the model element, in conditions of the absence of the influence of background gases on S cp .

Пример 3. Example 3.

Систему по заявленной группе изобретений устанавливают следующим образом: полупроводниковый сенсор SK помещают в первую герметичную газовую камеру объемом 100 л, заполненную азотом. Полупроводниковый сенсор Scp помещают во вторую герметичную газовую камеру объемом 100 л, заполненную азотом. Оба сенсора соединяют с контроллером проводной связью и фиксируют отсутствие срабатывания системы в таком состоянии. Затем во вторую газовую камеру, в которой установлен сенсор сравнения, одномоментно дозируют модельный газ, имитирующий сигнальный, в количестве Сср = 100 ppm. В данном случае срабатывание системы происходит за счет обнаружения сенсором сравнения модельных газов, имитирующих сигнальные, в концентрации, превышающей пороговое значение. The system according to the claimed group of inventions is installed as follows: the semiconductor sensor S K is placed in the first hermetic gas chamber with a volume of 100 l filled with nitrogen. The semiconductor sensor S cp is placed in the second hermetic gas chamber with a volume of 100 l filled with nitrogen. Both sensors are connected to the controller by a wired connection and the absence of the system response in this state is recorded. Then, the model gas simulating the signal gas is simultaneously dosed into the second gas chamber, in which the comparison sensor is installed, in the amount of C cp = 100 ppm. In this case, the system is triggered by the detection by the comparison sensor of model gases simulating the signal gases in a concentration exceeding the threshold value.

После этого в камеру, в которой установлен контролирующий сенсор, в непрерывном режиме со скоростью 10 ppm/мин, дозируют модельный газ, имитирующий сигнальный (Ск). Фиксируют отсутствие срабатывания системы в первые 15 минут, когда содержание модельных газов в первой камере не превышало 150 ppm. После достижения содержания модельных газов в первой камере, равного 150 ppm, фиксируют срабатывание системы посредством регистрации выданного контроллером извещения. Тем самым подтверждают пороговую концентрацию срабатывания системы, равную в данном случае 50 ppm. При этом срабатывание системы происходит за счет обнаружения контролирующим сенсором модельных газов, имитирующих сигнальные, с учетом содержания этих же модельных газов, зафиксированных сенсором сравнения. After this, a model gas simulating the signal gas (C k ) is dosed into the chamber in which the control sensor is installed in a continuous mode at a rate of 10 ppm/min. The absence of system activation is recorded in the first 15 minutes, when the content of model gases in the first chamber did not exceed 150 ppm. After the content of model gases in the first chamber reaches 150 ppm, the activation of the system is recorded by registering the notification issued by the controller. This confirms the threshold concentration for the activation of the system, which in this case is equal to 50 ppm. In this case, the activation The system is controlled by the detection of model gases by the control sensor that simulate signal gases, taking into account the content of these same model gases recorded by the comparison sensor.

Далее, чтобы система вышла из режима сработки, газовые камеры проветривают и заново заполняют азотом, после чего в них начинают непрерывно со скоростью 50 ppm/час, дозировать модельный газ, имитирующий сигнальный, до достижения его фактического содержания, равного 100 ppm. Фиксируют изменение опорного (нулевого) значения сигнала сенсоров за счет реализации системой алгоритмов дрейфа нулевого значения и низкой скорости нарастания концентрации сигнального газа. Затем в первую газовую камеру одномоментно дозируют 150 ppm модельного газа, имитирующего сигнальный, при этом фактическое содержание этого газа в первой камере составило 550 ppm. Фиксируют срабатывание системы посредством регистрации выданного контроллером извещения. В данном случае реализуется возможность многократного действия системы. Next, in order for the system to exit the triggering mode, the gas chambers are ventilated and refilled with nitrogen, after which they begin to continuously dose the model gas simulating the signal gas at a rate of 50 ppm/hour until its actual content reaches 100 ppm. The change in the reference (zero) value of the sensor signal is recorded due to the implementation by the system of zero value drift algorithms and a low rate of increase in the concentration of the signal gas. Then 150 ppm of the model gas simulating the signal gas are simultaneously dosed into the first gas chamber, while the actual content of this gas in the first chamber was 550 ppm. The system's triggering is recorded by registering the notification issued by the controller. In this case, the possibility of multiple action of the system is realized.

Пример 4. Example 4.

Систему по заявленной группе изобретений устанавливают следующим образом: оптический сенсор SK помещают в первую герметичную газовую камеру объемом 100 л, заполненную азотом, и содержащую нагревательный элемент, на котором размещена термоактивируемая газовыделяющая наклейка с температурой активации 100°С. Оптический сенсор Scp помещают во вторую герметичную газовую камеру объемом 100 л, заполненную азотом, но без нагревательного элемента. Оба сенсора соединяют с контроллером беспроводной связью и фиксируют отсутствие срабатывания системы в таком состоянии. Затем нагревательный элемент в первой камере нагревают до температуры 100°С, при которой начинается термоактивация наклейки и выделение из нее сигнальных газов. Фиксируют срабатывание системы посредством регистрации выданного контроллером извещения, информирующего о перегреве элементов электрооборудования. В данном случае срабатывание системы происходит за счет обнаружения контролирующим сенсором газов, выделяющихся при активации термоактивируемого газовыделяющего материала, в условиях отсутствия влияния фоновых газов на Scp. The system according to the claimed group of inventions is installed as follows: the optical sensor S K is placed in the first hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen, and containing a heating element, on which a thermally activated gas-emitting sticker with an activation temperature of 100°C is placed. The optical sensor S cp is placed in the second hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen, but without a heating element. Both sensors are connected to the controller by wireless communication and the absence of actuation of the system in this state is recorded. Then the heating element in the first chamber is heated to a temperature of 100°C, at which thermal activation of the sticker and the release of signal gases from it begins. The actuation of the system is recorded by registering a notification issued by the controller, informing about the overheating of the electrical equipment elements. In this case, the actuation of the system occurs due to the detection by the monitoring sensor of gases released during the activation of the thermally activated gas-emitting material, in conditions of the absence of the influence of background gases on S cp .

Далее газовую камеру проветривают, чтобы система вышла из режима сработки, заново заполняют азотом, а нагревательный элемент охлаждают до комнатной температуры. После этого, нагревательный элемент снова нагревают до температуры 100°С и фиксируют срабатывание системы. В данном случае реализуется возможность многократного действия системы при использовании термоактивируемых газовыделяющих материалов. Next, the gas chamber is ventilated so that the system exits the trigger mode, refilled with nitrogen, and the heating element is cooled to room temperature. After this, the heating element is heated again to a temperature of 100°C and the triggering of the system is recorded. In this case, the possibility is realized multiple action system using thermally activated gas-emitting materials.

Пример 5. Example 5.

Систему по заявленной группе изобретений устанавливают следующим образом: полупроводниковый сенсор SK помещают в первую герметичную газовую камеру объемом 100 л, заполненную азотом, и содержащую нагревательный элемент, покрытый изоляционным материалом. Полупроводниковый сенсор Scp помещают во вторую герметичную газовую камеру объемом 100 л, заполненную азотом, но без нагревательного элемента. Оба сенсора соединяют с контроллером проводной связью и фиксируют отсутствие срабатывания системы в таком состоянии. Затем в обе камеры в течение 10 часов дозируют по 500 ppm модельного газа, имитирующего фоновый, со скоростью 50 ppm в час. Фиксируют отсутствие срабатывания системы за счет реализации системой алгоритма, учитывающего дрейф нулевого значения. После этого нагревательный элемент, установленный в камере, содержащей контролирующий сенсор, нагревают до температуры 200°С, при которой происходит термодеструкция изоляционных материалов, но возгорание не возникает. Фиксируют срабатывание системы посредством регистрации выданного контроллером извещения, информирующего о перегреве элементов электрооборудования. В данном примере срабатывание системы происходит за счет обнаружения контролирующим сенсором газов, выделяющихся в результате нагрева модельного элемента, в условиях влияния фоновых газов на оба сенсора с учетом дрейфа нулевого значения. The system according to the claimed group of inventions is installed as follows: the semiconductor sensor S K is placed in the first hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen, and containing a heating element covered with an insulating material. The semiconductor sensor S cp is placed in the second hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen, but without a heating element. Both sensors are connected to the controller by a wired connection and the absence of actuation of the system in this state is recorded. Then, 500 ppm of a model gas simulating the background gas is dosed into both chambers for 10 hours at a rate of 50 ppm per hour. The absence of actuation of the system is recorded due to the implementation by the system of an algorithm taking into account the drift of the zero value. After this, the heating element installed in the chamber containing the monitoring sensor is heated to a temperature of 200 ° C, at which thermal destruction of the insulating materials occurs, but no ignition occurs. The system's activation is recorded by registering a controller-issued notification informing about overheating of electrical equipment elements. In this example, the system is activated by the detection by the control sensor of gases released as a result of heating of the model element, under conditions of the influence of background gases on both sensors, taking into account the zero value drift.

Пример 6. Example 6.

Систему по заявленной группе изобретений устанавливают следующим образом: полупроводниковый сенсор SK помещают в первую герметичную газовую камеру объемом 100 л, заполненную азотом. Полупроводниковый сенсор Scp помещают во вторую герметичную газовую камеру объемом 100 л, заполненную азотом. Оба сенсора соединяют с контроллером проводной связью и фиксируют отсутствие срабатывания системы в таком состоянии. Затем в обе газовые камеры одновременно в течение 10 часов дозируют 500 ppm модельный газ, имитирующий сигнальный, со скоростью 50 ppm в час. Фиксируют отсутствие срабатывания системы за счет реализации системой алгоритма, учитывающего скорость нарастания концентрации сигнального газа. После этого в камеру, содержащую контролирующий сенсор, одномоментно вводят модельный газ, имитирующий сигнальный, в количестве 50 ppm. Фиксируют срабатывание системы посредством регистрации выданного контроллером извещения, информирующего о перегреве элементов электрооборудования. В данном примере срабатывание системы происходит за счет обнаружения контролирующим сенсором модельного газа, имитирующего сигнальный, в условиях быстрого нарастания его концентрации и с учетом его влияния на сенсор сравнения. The system according to the claimed group of inventions is installed as follows: the semiconductor sensor S K is placed in the first hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l filled with nitrogen. The semiconductor sensor S cp is placed in the second hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l filled with nitrogen. Both sensors are connected to the controller by wire communication and the absence of the system response in this state is recorded. Then, 500 ppm of model gas simulating the signal gas is dosed into both gas chambers simultaneously for 10 hours at a rate of 50 ppm per hour. The absence of the system response is recorded due to the system implementing an algorithm that takes into account the rate of increase in the concentration of the signal gas. After this, the model gas simulating the signal gas is simultaneously introduced into the chamber containing the control sensor in an amount of 50 ppm. The response of the system is recorded by registering the signal issued by the controller. notification informing about overheating of electrical equipment elements. In this example, the system is triggered by the detection by the control sensor of a model gas simulating a signal gas, under conditions of a rapid increase in its concentration and taking into account its effect on the comparison sensor.

Пример 7. Example 7.

Систему по заявленной группе изобретений, включающую в себя три сенсора сравнения и один контролирующий сенсор, устанавливают следующим образом: полупроводниковый сенсор SK помещают в первую герметичную газовую камеру объемом 100 л, заполненную азотом. Каждый из полупроводниковых сенсоров Scp помещают в отдельную герметичную газовую камеру объемом 100 л, заполненную азотом. Все сенсоры соединяют с контроллером проводной связью и фиксируют отсутствие срабатывания системы в таком состоянии. Контроллер настроен на учет содержания фоновых газов, зафиксированного каждым из сенсоров сравнения, в равной степени. Во все газовые камеры, содержащие сенсоры сравнения и контролирующий сенсор, одномоментно дозируют по 500 ppm модельного газа, имитирующего сигнальный. Фиксируют срабатывание системы посредством регистрации выданного контроллером извещения, информирующего о перегреве элементов электрооборудования. В данном примере срабатывание системы происходит за счет обнаружения контролирующим сенсором и сенсорами сравнения модельного газа, имитирующего сигнальный, в условиях быстрого нарастания его концентрации. The system according to the claimed group of inventions, including three comparison sensors and one control sensor, is installed as follows: the semiconductor sensor S K is placed in the first hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen. Each of the semiconductor sensors S cp is placed in a separate hermetically sealed gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen. All sensors are connected to the controller by a wired connection and the absence of actuation of the system in this state is recorded. The controller is configured to take into account the content of background gases recorded by each of the comparison sensors, equally. In all gas chambers containing the comparison sensors and the control sensor, 500 ppm of model gas simulating the signal gas are simultaneously dosed. The actuation of the system is recorded by registering a notification issued by the controller, informing about the overheating of the electrical equipment elements. In this example, the system is triggered by the detection by the control sensor and comparison sensors of a model gas simulating the signal gas under conditions of a rapid increase in its concentration.

Пример 8. Example 8.

Систему по заявленной группе изобретений, включающую в себя три сенсора сравнения и три контролирующих сенсора, устанавливают следующим образом: каждый из полупроводниковых сенсоров SK помещают в отдельную герметичную газовую камеру объемом 100 л, заполненную азотом. Каждый из полупроводниковых сенсоров Sep помещают в отдельную герметичную газовую камеру объемом 100 л, заполненную азотом. Все сенсоры соединяют с контроллером проводной связью и фиксируют отсутствие срабатывания системы в таком состоянии. Контроллер настроен на учет содержания фоновых газов, зафиксированного каждым из сенсоров сравнения, по формуле (1), учитывающей вклад каждого сенсора сравнения в отдельности. The system according to the claimed group of inventions, including three comparison sensors and three monitoring sensors, is installed as follows: each of the semiconductor sensors S K is placed in a separate hermetic gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen. Each of the semiconductor sensors Sep is placed in a separate hermetic gas chamber with a volume of 100 l, filled with nitrogen. All sensors are connected to the controller by wire communication and record the absence of actuation of the system in this state. The controller is configured to take into account the content of background gases recorded by each of the comparison sensors, according to formula (1), taking into account the contribution of each comparison sensor separately.

Рассмотрим один из контролирующих сенсоров (SK1), для которого будет справедлива следующая формула (2): Let us consider one of the control sensors (S K 1), for which the following formula (2) will be valid:

Ск1 = (ki *СсР 1 + к2ср2 + кз*СсР3)/3 (2), где CK1 - предельное детектируемое SK1 значение содержания продуктов, выделяющихся при нагреве контролируемых элементов, достаточное для срабатывания системы, Сср1-Сср3 - значения содержания фоновых газов, детектируемые сенсорами сравнения SCpl-SCp3, соответственно, ki-кз - коэффициенты неравномерности распределения газа, определяющиеся экспериментально для каждого сенсоров сравнения. В данном случае: ki = 1, кг = 0.5, кз = 0. Sk1 = (ki *Cs P 1 + k 2 *Cs P 2 + kz *Cs P 3)/3 (2), where C K 1 is the limiting detectable S K 1 value of the content of products released during heating of the controlled elements, sufficient for the system to operate, C c p1-Ccp3 are the values of the content of background gases detected by the comparison sensors S C pl-S C p3, respectively, ki-kz are the coefficients of non-uniformity of gas distribution, determined experimentally for each comparison sensor. In this case: ki = 1, kg = 0.5, kz = 0.

Во все газовые камеры, содержащие сенсоры сравнения, непрерывно со скоростью 50 ppm/мин дозируют модельный газ, имитирующий фоновый, до достижения его содержания в каждой камере, представленного в таблице 1. Тогда по формуле (2) СК1 = (1*250 + 0.5*1000 + 0* 1500)/3 = 250 ppm. In all gas chambers containing comparison sensors, a model gas simulating the background gas is continuously dosed at a rate of 50 ppm/min until its content in each chamber is reached, as shown in Table 1. Then, according to formula (2), С К 1 = (1*250 + 0.5*1000 + 0* 1500)/3 = 250 ppm.

В это же время в первую газовую камеру, содержащую SK1, непрерывно со скоростью 50 ppm/мин дозируют модельный газ, имитирующий сигнальный. В первые 5 минут дозирования, до достижения содержания модельного газа в этой газовой камере, равного 300 ppm, фиксируют отсутствие срабатывания системы за счет учета концентраций сторонних газов, измеряемых сенсорами сравнения. При дальнейшем дозировании и достижении в первой газовой камере содержания модельного газа, имитирующего сигнальный, более 300 ppm, фиксируют срабатывание системы посредством регистрации выданного контроллером сигнала, информирующего о нагреве элементов электрооборудования. At the same time, the model gas simulating the signal gas is continuously dosed into the first gas chamber containing S K 1 at a rate of 50 ppm/min. During the first 5 minutes of dosing, until the model gas content in this gas chamber reaches 300 ppm, the absence of the system response is recorded due to the concentrations of foreign gases measured by the comparison sensors. With further dosing and the model gas content simulating the signal gas in the first gas chamber reaches more than 300 ppm, the system response is recorded by registering the signal issued by the controller, informing about the heating of the electrical equipment elements.

Таблица 1.

Figure imgf000062_0001
Table 1.
Figure imgf000062_0001

В данном примере срабатывание системы происходит за счет обнаружения контролирующим сенсором модельного газа, имитирующего сигнальный, в условиях влияния фоновых газов на сенсоры сравнения с учетом различного вклада каждого сенсора сравнения. In this example, the system is triggered by the detection by the control sensor of a model gas simulating a signal gas, under conditions of the influence of background gases on the comparison sensors, taking into account the different contribution of each comparison sensor.

Пример 9. Example 9.

Пример реализации алгоритмов обработки контроллером измеренных сенсорами концентраций и формирования извещения о перегреве в системе по заявленной группе изобретений, включающей в себя один или более контролирующих сенсора и один сенсор сравнения, подключенных к контроллеру. Первоначальное усреднение сигнала: An example of the implementation of algorithms for processing concentrations measured by sensors by a controller and generating a notification of overheating in a system according to the claimed group of inventions, including one or more monitoring sensors and one comparison sensor connected to the controller. Initial signal averaging:

Для фильтрации возможных мгновенных скачков сигнала, которые могут быть связаны с наводимыми электромагнитными помехами, происходит его быстрое усреднение. Используемый для дальнейшего анализа сигнал

Figure imgf000063_0001
вычисляется в результате усреднения за Т секунд (бегущее среднее), по N значениям мгновенного сигнала
Figure imgf000063_0002
To filter out possible instantaneous signal jumps that may be associated with induced electromagnetic interference, it is quickly averaged. The signal used for further analysis
Figure imgf000063_0001
calculated as a result of averaging over T seconds (running average), over N values of the instantaneous signal
Figure imgf000063_0002

Корректировка опорного (нулевого) уровня сигнала: Correction of the reference (zero) signal level:

Опорное (нулевое) значение сигнала постоянно подвергается плавной корректировке, так как оно изменяется со временем (дрейфует) вследствие деградации чувствительного элемента, изменения температуры и влажности окружающей среды, а также вследствие возможного наличия в атмосфере сторонних газов. The reference (zero) value of the signal is constantly subject to smooth adjustment, since it changes over time (drifts) due to degradation of the sensitive element, changes in temperature and humidity of the environment, and also due to the possible presence of foreign gases in the atmosphere.

В качестве нулевого значения

Figure imgf000063_0003
принимается среднее значение измеряемой сенсором абсолютного значения характеристики х^ за последние Td минут. В случае, если значение сигнала х^ упало ниже нулевого значения, то нулевое значение становится равным
Figure imgf000063_0004
.
Figure imgf000063_0005
As a zero value
Figure imgf000063_0003
the average value of the absolute value of the characteristic x ^ measured by the sensor over the last Td minutes is taken. If the value of the signal x ^ falls below zero, then the zero value becomes equal to
Figure imgf000063_0004
.
Figure imgf000063_0005

При этом относительное значение концентрации в условных единицах будет равным в каждый момент времени:

Figure imgf000063_0006
In this case, the relative value of concentration in conventional units will be equal at each moment in time:
Figure imgf000063_0006

Постоянный порог срабатывания: Constant response threshold:

Извещение о перегреве контролируемых элементов (переход в режим тревоги) по умолчанию формируется при превышении порогового значения концентрации. ( > рг A notification about overheating of controlled elements (transition to alarm mode) is generated by default when the concentration threshold is exceeded. ( > р г

В зависимости от настройки уровня чувствительности контроллера величина пороговой концентрации газа меняется: При низкой (режим НЧ) чувствительности 1 р Depending on the sensitivity level setting of the controller, the threshold gas concentration value changes: At low (LF mode) sensitivity 1 p

При средней (режим СЧ) чувствительности 2 р At average (midrange mode) sensitivity 2 p

При высокой (режим ВЧ) чувствительности 3 At high (HF mode) sensitivity 3

Выход из режима тревоги происходит при снижении концентрации сенсора ниже половины соответствующего порогового значения. Exit from the alarm mode occurs when the sensor concentration drops below half of the corresponding threshold value.

Плавающий порог срабатывания: Floating response threshold:

В данном режиме происходит подстройка порогового значения Р в зависимости от величины флуктуаций сторонних газов. При включении сенсораIn this mode, the threshold value P is adjusted depending on the magnitude of fluctuations in foreign gases. When the sensor is turned on,

Р = Р пороговое значение принимается постоянным и равным 2 (средняяP = P the threshold value is taken as constant and equal to 2 (average

Т чувствительность). В течении f дней (1 день или более) происходит фиксация максимального значения сигнала S тах ., которое не приводит к ф д.ормированию сигнала тревоги (то есть не превышает текущее пороговое значение) Если это значение менее текущего порога в К раз (например, К = 3), то порог уменьшается в 1.1 раз. Если это условие не выполняется, то порог увеличивается в 1.1 раз. T sensitivity). During f days (1 day or more) the maximum value of the signal S max is recorded, which does not lead to the formation of an alarm signal (i.e. does not exceed the current threshold value). If this value is less than the current threshold by K times (for example, K = 3), then the threshold is reduced by 1.1 times. If this condition is not met, then the threshold is increased by 1.1 times.

Р Р R R

Изменение порога может происходить только в диапазоне между 1 и 3 . ПриThe threshold change can only occur in the range between 1 and 3 .

Р Р превышении плавающего порога значения 3 он принимается равным 3 . ПриR R exceeding the floating threshold value of 3, it is taken to be equal to 3. When

Р Р понижении плавающего порога ниже значения 1 он принимается равным 1 . When the floating threshold decreases below the value 1, it is taken to be equal to 1 .

Алгоритм учета сигнала, измеряемого сенсором сравнения: Algorithm for taking into account the signal measured by the comparison sensor:

Сенсор сравнения устанавливается в месте, где вероятность увеличения концентрации сигнального газа или продуктов термодеструкции изоляции будет минимальным и служит для выявления ложных срабатываний. The comparison sensor is installed in a place where the probability of an increase in the concentration of signal gas or insulation thermal destruction products will be minimal and serves to detect false alarms.

Для учета возможной задержки при распространении газа учет концентрацийTo take into account the possible delay in the propagation of gas, the concentrations are taken into account

Т сенсора сравнения происходит следующим образом. За время ет' определяется максимальное значение концентрации, измеренное сенсором сравнения:

Figure imgf000064_0001
Срабатывание контролирующего сенсора будет трактоваться ложным, если при переходе формировании извещения о нагреве контролируемых элементов будет выполняться условие:
Figure imgf000065_0001
T of the comparison sensor occurs as follows. During the time t ' the maximum concentration value measured by the comparison sensor is determined:
Figure imgf000064_0001
The triggering of the control sensor will be interpreted as false if, during the transition to the formation of a notification about the heating of the controlled elements, the following condition is met:
Figure imgf000065_0001

Формирование извещения о возгорании или пожаре: Generating a fire alarm or fire notification:

Срабатывание внутренних газовых сенсоров независимо от концентраций, которые регистрируют внешний сенсор или соседние внутренние сенсоры, происходит при выполнении условия: The activation of internal gas sensors, regardless of the concentrations recorded by the external sensor or adjacent internal sensors, occurs when the following condition is met:

X(f) > Pfm р. где ,ге - пороговое значение концентрации газа, которое свидетельствует о возможном возникновении пожара. X(f) > P fm р. where ,ге is the threshold value of gas concentration, which indicates the possible occurrence of a fire.

В таблицах 2-4 представлены возможные варианты уставок контроллера, реализующего рассмотренный пример математических алгоритмов. Tables 2-4 present possible settings for the controller implementing the considered example of mathematical algorithms.

Таблица 2. Параметры (уставки) системы. Вариант 1.

Figure imgf000065_0002
Table 2. System parameters (settings). Option 1.
Figure imgf000065_0002

Таблица 3. Параметры (уставки) системы. Вариант 2.

Figure imgf000065_0003
Table 3. System parameters (settings). Option 2.
Figure imgf000065_0003

Таблица 4. Параметры (уставки) системы. Вариант 3.

Figure imgf000065_0004
Результаты проведенных испытаний доказывают реализацию заявленного назначения системы и способов по заявленной группе изобретений и достижение технического результата. Группа изобретений была раскрыта выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления заявленной группы изобретений, не меняющие ее сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, группу изобретений следует считать не ограниченной по объему приведенными описанием и примерами. Table 4. System parameters (settings). Option 3.
Figure imgf000065_0004
The results of the tests conducted prove the implementation of the declared purpose of the system and methods for the declared group of inventions and the achievement of the technical result. The group of inventions was disclosed above with reference to a specific embodiment of its implementation. Other embodiments of the declared group of inventions that do not change its essence as disclosed in the present description may be obvious to specialists. Accordingly, the group of inventions should be considered not limited in scope by the description and examples provided.

Claims

Формула Formula 1. Система автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования, включающая: 1. A system for automatic detection of overheating of electrical equipment elements, including: - газовый сенсор SK, предназначенный для обнаружения газов, выделяющихся при нагревании контролируемого элемента или установленных на нем термоактивируемых газовыделяющих материалов;- gas sensor S K , designed to detect gases released during heating of the controlled element or thermally activated gas-emitting materials installed on it; - газовый сенсор Scp, предназначенный для определения концентрации фоновых газов в воздухе вблизи контролируемой зоны; - gas sensor S cp , designed to determine the concentration of background gases in the air near the controlled area; - контроллер, выполненный с возможностью соединения с по меньшей мере двумя газовыми сенсорами, включающими как минимум один контролирующий сенсор SK и как минимум один сенсор сравнения Scp, и формирования извещения о перегреве и/или передачи информации о таком перегреве на другое устройство. - a controller configured to be connected to at least two gas sensors, including at least one monitoring sensor S K and at least one comparison sensor S cp , and to generate a notification of overheating and/or transmit information about such overheating to another device. 2. Система по п.1, в которой сенсоры являются сенсорами полупроводникового типа, чувствительный элемент которых выполнен с возможностью обнаружения газов, выделяющихся при нагревании изоляционных материалов, включающих, в частности, сшитый полиэтилен (ПЭ), поливинилхлорид (ПВХ), каучук, силикон, эпоксидную смолу. 2. The system according to claim 1, wherein the sensors are semiconductor type sensors, the sensitive element of which is designed with the possibility of detecting gases released during heating of insulating materials, including, in particular, cross-linked polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), rubber, silicone, epoxy resin. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что сенсоры предназначены для обнаружения газов, выделяющихся при нагреве термоактивируемых газовыделяющих наклеек, установленных на контролируемые элементы. 3. The system according to item 1, characterized in that the sensors are designed to detect gases released during heating of thermally activated gas-emitting stickers installed on the controlled elements. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно включает в себя термоактивируемые газовыделяющие материалы, преимущественно многократного действия, входящие в состав изделий или покрытий, установленных или нанесенных на контролируемые элементы. 4. The system according to item 1, characterized in that it additionally includes thermally activated gas-emitting materials, preferably multiple-action, included in the composition of products or coatings installed or applied to the controlled elements. 5. Система по п.1, отличающаяся тем, что SK и Scp имеют чувствительный элемент одного типа и выполнены с возможностью обнаружения газов, относящихся к классам соединений, выбираемых из списка: галогенуглероды, галогеноводороды, галогенуглеводороды, алкены, алканы, меркаптаны, кислоты или их смеси, предпочтительно, газов, выбираемых из списка: четырехфтористый углерод, тетрафторэтилен, тетрахлорэтилен, трифторлорметан, хлороформ, дихлорметан, метилхлорид, метилбромид, трифторметан, этилхлорид, винилхлорид, фтороводород, хлороводород, этилен, пропилен, бутадиен, изопрен, 5. The system according to claim 1, characterized in that S K and S cp have a sensing element of the same type and are designed to detect gases belonging to classes of compounds selected from the list: halocarbons, hydrogen halides, halogenated hydrocarbons, alkenes, alkanes, mercaptans, acids or mixtures thereof, preferably gases selected from the list: carbon tetrafluoride, tetrafluoroethylene, tetrachloroethylene, trifluorochloromethane, chloroform, dichloromethane, methyl chloride, methyl bromide, trifluoromethane, ethyl chloride, vinyl chloride, hydrogen fluoride, hydrogen chloride, ethylene, propylene, butadiene, isoprene, 65 метан, этан, бутан, гексан, метилмеркаптан, диметилсульфид, этилмеркаптан, диэтилсульфид, азотная кислота, азотистая кислота или их смесей. 65 methane, ethane, butane, hexane, methyl mercaptan, dimethyl sulfide, ethyl mercaptan, diethyl sulfide, nitric acid, nitrous acid or mixtures thereof. 6. Система по п.1, отличающаяся тем, что контроллер выполнен с возможностью формирования извещения о перегреве элемента электрооборудования при обнаружении SK газов, выделяющихся при нагревании контролируемого элемента или установленных на нем термоактивируемых газовыделяющих материалов, в концентрации выше заданного предельного значения вне зависимости от текущей концентрации фоновых газов, обнаруженных Scp. 6. The system according to claim 1, characterized in that the controller is configured to generate a notification about overheating of an element of electrical equipment upon detection of S K gases released during heating of the controlled element or thermally activated gas-emitting materials installed on it, in a concentration higher than a specified limit value, regardless of the current concentration of background gases detected S cp . 7. Система по п.1, отличающаяся тем, что содержит более одного Scp и/или SK, а формирование извещения контроллером может происходить с учетом усредненных значений сигналов, зарегистрированных сенсорами Scp и/или SK, с одинаковым или различным вкладом каждого сенсора. 7. The system according to claim 1, characterized in that it contains more than one S cp and/or S K , and the formation of a notification by the controller can occur taking into account the average values of the signals recorded by the sensors S cp and/or S K , with the same or different contribution from each sensor. 8. Система по п.1, отличающаяся тем, что предназначена для выявления перегревов контактов и контактных соединений закрытого электрооборудования, включая контактные соединения электрических щитов, комплектных распределительных устройств, низковольтных комплектных устройств, коробок блока распределения начал обмоток. 8. The system according to item 1, characterized in that it is intended to detect overheating of contacts and contact connections of closed electrical equipment, including contact connections of electrical panels, complete switchgear units, low-voltage complete switchgear units, and distribution block boxes of windings. 9. Система по п.1, отличающаяся тем, что предназначена для выявления перегревов изоляционных материалов элементов электрооборудования, включая кабельные муфты. 9. The system according to item 1, characterized in that it is designed to detect overheating of insulating materials of electrical equipment elements, including cable joints. 10. Система по п.1, отличающаяся тем, что предназначена для предупреждения возгораний электрооборудования. 10. The system according to item 1, characterized in that it is intended to prevent fires in electrical equipment. 11. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно имеет функцию самодиагностики, информирующую о необходимости замены чувствительного элемента одного или более сенсоров. 11. The system according to item 1, characterized in that it additionally has a self-diagnostic function that informs about the need to replace the sensitive element of one or more sensors. 12. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно оснащена одним или более датчиками температуры. 12. The system according to item 1, characterized in that it is additionally equipped with one or more temperature sensors. 13. Система по п.1, отличающаяся тем, что контроллер использует один или несколько из нижеперечисленных алгоритмов для обработки сигналов, полученных с газовых сенсоров: корректировка нулевого значения; расчет бегущего среднего значения от каждого сенсора за заданный промежуток времени; 13. The system according to claim 1, characterized in that the controller uses one or more of the following algorithms for processing signals received from gas sensors: zero value correction; calculation of the running average value from each sensor for a given period of time; 66 определение приведенного бегущего среднего значения как разницы двух бегущих средних значений, полученных от одного сенсора за два различных промежутка времени, преимущественно короткого промежутка, составляющего менее одной минуты, и длительного, составляющего более 5 минут; сравнение приведенного бегущего среднего значения с пороговым значением и формирование извещения о перегреве в случае его превышения; определение среднего значения сигнала, полученного с разных сенсоров, за счет усреднения приведенных бегущих средних значений; сравнение разницы приведенных бегущих средних значений сигналов от сенсора сравнения и контролирующего сенсора, в том числе вычисленных за разный временной промежуток, с заданным пороговым значением; определение скорости роста приведенного бегущего среднего значения и ее сопоставление с установленным пороговым значением; сравнение сигнала, полученного с контролирующего сенсора, с установленным пороговым значением; определение скорости роста разницы приведенного бегущего среднего значения сигнала контролирующего сенсора и сенсора сравнения и ее сопоставление с установленным пороговым значением; определение или изменение пороговых значений исходя из анализа значений сигналов, полученных от сенсоров в процессе эксплуатации; адаптивный порог срабатывания. 66 determining the reduced running average value as the difference of two running average values obtained from one sensor over two different time intervals, preferably a short interval of less than one minute and a long interval of more than 5 minutes; comparing the reduced running average value with a threshold value and generating an overheating notification if it is exceeded; determining the average value of a signal received from different sensors by averaging the reduced running average values; comparing the difference of the reduced running average values of signals from a comparison sensor and a monitoring sensor, including those calculated over different time intervals, with a given threshold value; determining the growth rate of the reduced running average value and comparing it with a set threshold value; comparing the signal received from the monitoring sensor with a set threshold value; determining the growth rate of the difference of the reduced running average value of the signal of the monitoring sensor and the comparison sensor and comparing it with a set threshold value; determination or modification of threshold values based on the analysis of signal values received from sensors during operation; adaptive response threshold. 14. Система по п.1, отличающаяся тем, что контроллер выполнен с возможностью формирования извещения о перегреве элемента электрооборудования и/или передачи информации о таком перегреве на другое устройство при обнаружении по меньшей мере одним Scp газов, выделяющихся при нагревании контролируемого элемента или установленных на нем термоактивируемых газовыделяющих материалов, в концентрации, превышающей пороговые значения. 14. The system according to claim 1, characterized in that the controller is configured to generate a notification about overheating of an element of electrical equipment and/or transmit information about such overheating to another device upon detection by at least one S cp of gases released during heating of the controlled element or thermally activated gas-emitting materials installed on it, in a concentration exceeding threshold values. 15. Система по п.1, отличающаяся тем, что контроллер выполнен с возможностью формирования извещения о перегреве элемента электрооборудования и/или передачи информации о таком перегреве на другое устройство при воздействии на Sk газов, выделяющихся при нагревании контролируемого элемента или 15. The system according to item 1, characterized in that the controller is designed with the ability to generate a notification about overheating of an element of electrical equipment and/or transmit information about such overheating to another device when Sk is exposed to gases released during heating of the controlled element or 67 установленных на нем термоактивируемых газовыделяющих материалов, в концентрации, превышающей пороговое значение, учитывающее содержание фоновых газов, воздействовавших на эти сенсоры в течение предыдущего периода времени. 67 thermally activated gas-emitting materials installed on it, in a concentration exceeding the threshold value, taking into account the content of background gases that affected these sensors during the previous period of time. 16. Способ испытания системы по п. 1, включающий следующие действия: установка SK в первую газовую камеру и установку Scp во вторую газовую камеру, подключение контроллера к указанным сенсорам; 16. A method for testing the system according to item 1, including the following actions: installing S K in the first gas chamber and installing S cp in the second gas chamber, connecting the controller to the specified sensors; - регистрация факта срабатывания системы в условиях отсутствия влияния фоновых газов на Scp путем нагрева модельного элемента в первой камере и/или определение пороговых концентраций путем дозирования модельного газа в первую камеру; - registration of the fact of the system’s operation in conditions of the absence of the influence of background gases on S cp by heating the model element in the first chamber and/or determining threshold concentrations by dosing the model gas into the first chamber; - регистрация факта отсутствия срабатывания системы при дозировании модельного газа в обе камеры путем заполнения первой и второй камеры фоновым или модельным газом и/или определение пороговых концентраций срабатывания системы путем раздельного дозирования модельного газа в первую и вторую камеры.- registration of the fact that the system does not operate when dosing model gas into both chambers by filling the first and second chambers with background or model gas and/or determining the threshold concentrations for the system to operate by separately dosing model gas into the first and second chambers. 17. Способ по п.16, в котором нагрев модельного элемента включает нагрев термоактивируемого газовыделяющего материала в газовой камере с контролирующим сенсором. 17. The method according to claim 16, wherein heating the model element includes heating a thermally activated gas-emitting material in a gas chamber with a monitoring sensor. 18. Способ автоматического выявления перегревов элементов электрооборудования, включающий: размещение системы по п.1 , при котором по меньшей мере один газовый сенсор SK устанавливается внутри контролируемой зоны; по меньшей мере один газовый сенсор Scp устанавливается вне контролируемой зоны; контроллер устанавливается в произвольном месте и связывается с по меньшей мере двумя газовыми сенсорами, включающими как минимум один SK И как минимум один Scp, проводной или беспроводной связью; обработка сформированного контроллером извещения о перегреве с последующей выдачей информационного сообщения и/или передачей данных на другое устройство, связанное с контроллером. 18. A method for automatically detecting overheating of electrical equipment elements, comprising: placing a system according to claim 1, wherein at least one gas sensor S K is installed inside the controlled zone; at least one gas sensor S cp is installed outside the controlled zone; the controller is installed in an arbitrary location and communicates with at least two gas sensors, including at least one S K and at least one S cp , by wired or wireless communication; processing a notification of overheating generated by the controller, followed by issuing an information message and/or transmitting data to another device connected to the controller. 19. Способ по п.18, отличающийся тем, что предназначен для выявления перегревов контактов и контактных соединений закрытого электрооборудования, включая 19. The method according to item 18, characterized in that it is intended to detect overheating of contacts and contact connections of closed electrical equipment, including 68 контактные соединения электрических щитков, комплектных распределительных устройств, низковольтных комплектных устройств, коробок блока распределения начал обмоток. 68 contact connections of electrical panels, complete switchgear units, low-voltage complete switchgear units, distribution block boxes of windings. 20. Способ по п.18, отличающийся тем, что предназначен для выявления перегревов изоляционных материалов элементов электрооборудования, включая кабельные муфты. 20. The method according to item 18, characterized in that it is intended to detect overheating of insulating materials of electrical equipment elements, including cable joints. 21. Способ по п.18, отличающийся тем, что предназначен для предупреждения возгораний электрооборудования. 21. The method according to paragraph 18, characterized in that it is intended to prevent fires in electrical equipment. 22. Способ по п.18, отличающийся тем, что предназначен для выявления дефектов изолирующих материалов элементов электрооборудования, возникающих вследствие прохождения дуговых разрядов. 22. The method according to paragraph 18, characterized in that it is intended to detect defects in insulating materials of electrical equipment elements that arise as a result of the passage of arc discharges. 23. Способ по п.18, отличающийся тем, что контроллер также может формировать извещение о перегреве при обнаружении одним из сенсоров газов, выделяющихся при нагревании контролируемых элементов или установленных на нем термоактивируемых газовыделяющих материалов, в концентрации выше заданного предельного значения вне зависимости от содержания фоновых газов, обнаруженного по меньшей мере одним другим сенсором. 23. The method according to claim 18, characterized in that the controller can also generate an overheating notification when one of the sensors detects gases released during heating of the controlled elements or thermally activated gas-emitting materials installed on it, in a concentration higher than a specified limit value, regardless of the content of background gases detected by at least one other sensor. 24. Способ по п.18, отличающийся тем, что предназначен для выявления перегревов с помощью термоактивируемых газовыделяющих материалов преимущественно многократного действия, входящих в состав изделий или покрытий, установленных или нанесенных на контролируемые элементы. 24. The method according to item 18, characterized in that it is intended to detect overheating using thermally activated gas-emitting materials, primarily of multiple action, included in the composition of products or coatings installed or applied to the monitored elements. 69 69
PCT/RU2023/000139 2023-03-27 2023-05-05 Detecting overheating of elements of electrical equipment Pending WO2024205446A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2023107279 2023-03-27
RU2023107279A RU2816828C1 (en) 2023-03-27 System for automatic detection of overheating of electrical equipment elements using comparison sensor, method of its use and testing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024205446A1 true WO2024205446A1 (en) 2024-10-03

Family

ID=92907210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2023/000139 Pending WO2024205446A1 (en) 2023-03-27 2023-05-05 Detecting overheating of elements of electrical equipment

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024205446A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06308065A (en) * 1993-04-22 1994-11-04 Shikoku Sogo Kenkyusho:Kk Method for detecting overheat of electric device
JPH09185789A (en) * 1995-12-27 1997-07-15 Shiyouden:Kk Abnormal smell sensing and marking device
JP2012098085A (en) * 2010-10-29 2012-05-24 Railway Technical Research Institute Overheat abnormality monitoring method and overheat abnormality monitoring apparatus
KR101179996B1 (en) * 2011-06-24 2012-09-05 주식회사 맥스포 System for monitoring harmful gases and method of the same
JP2020038471A (en) * 2018-09-04 2020-03-12 富士電機株式会社 Monitoring equipment, electrical equipment and gas sensors
CN115171326A (en) * 2022-06-30 2022-10-11 云南电网有限责任公司文山供电局 Power distribution cabinet fire and cable overheating linkage protection method and device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06308065A (en) * 1993-04-22 1994-11-04 Shikoku Sogo Kenkyusho:Kk Method for detecting overheat of electric device
JPH09185789A (en) * 1995-12-27 1997-07-15 Shiyouden:Kk Abnormal smell sensing and marking device
JP2012098085A (en) * 2010-10-29 2012-05-24 Railway Technical Research Institute Overheat abnormality monitoring method and overheat abnormality monitoring apparatus
KR101179996B1 (en) * 2011-06-24 2012-09-05 주식회사 맥스포 System for monitoring harmful gases and method of the same
JP2020038471A (en) * 2018-09-04 2020-03-12 富士電機株式会社 Monitoring equipment, electrical equipment and gas sensors
CN115171326A (en) * 2022-06-30 2022-10-11 云南电网有限责任公司文山供电局 Power distribution cabinet fire and cable overheating linkage protection method and device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9164519B2 (en) Smart environmental control system for an enclosure with diagnostics
KR102029994B1 (en) System for monitoring and alarming air quality and harmful gas of indoor
US6181250B1 (en) Heat detection system and method
KR20180106318A (en) Fire prevention device using multiple sensors
KR102534343B1 (en) Surveillance apparatus using image
KR20200081849A (en) Emergency broadcasting system linkage type gas detection sensor
kumar Dharmireddy et al. Soft Sensor-Based Remote Monitoring System for Industrial Environments
CN213333271U (en) Gas leakage alarm system
RU2817861C1 (en) System for automatic detection of overheating of electrical equipment elements, which includes several sensors, method of its use and testing
RU2816828C1 (en) System for automatic detection of overheating of electrical equipment elements using comparison sensor, method of its use and testing
RU2816750C1 (en) Adaptive system for automatic detection of overheating of electrical equipment elements, method of use and testing thereof
WO2024205446A1 (en) Detecting overheating of elements of electrical equipment
WO2024205448A1 (en) Method and system for detecting overheating of elements of electrical equipment and method for testing said system
US5828307A (en) Hydrocarbon gas monitor desk
WO2024205447A1 (en) Adaptive system and method for detecting overheating of elements of electrical equipment
Standard Atmosphere
RU117684U1 (en) ADAPTIVE FIRE ALARM SYSTEM
CN108028002B (en) Methods of detecting pre-fire conditions caused by electrical faults
KR101455031B1 (en) CO data fire monitoring system
US20240426508A1 (en) Method and system of actuator based valve control to isolate breathable air supplied to one or more levels and/or one or more regions of a structure having a firefighter air replenishment system implemented therein
US20240001170A1 (en) Method and system of air/environmental parameter based automatic closing of one or more valves to isolate breathable air supplied to one or more levels of a structure having a firefighter air replenishment system implemented therein
US20250016538A1 (en) Methods and systems of network access point based communication between emergency personnel in a structure having a firefighter air replenishment system implemented therein
CN218546271U (en) Gas detection system
CN217385207U (en) Gas detector overhauls device
Kitimbo et al. Design and Fabrication of an Automated Liquefied Petroleum Gas (LPG) Fire Suppression System

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23931084

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE