一种电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法技术

本发明专利技术提供一种电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法，包括：建立不同类型的电气故障模型，并按照故障特点进行电热耦合分析电气故障的热效应，获得电气火灾模拟参数；建立基本建筑场景模型，在所建立的基本建筑场景模型中分别进行电气火灾模拟，获得电气火灾风险性数据；运用层次分析法建立电气火灾风险评估综合评价体系；将电气火灾风险数据按照建立的电气火灾风险评估综合评价体系进行对照和打分，获得居住建筑电气火灾和公共建筑电气火灾的综合评分，并得到电气火灾风险评估权重系数。本发明专利技术创新性地运用模拟分析和层次分析法建立电气火灾风险综合评价体系，可提高电气火灾风险评估权重指标系数的可靠性和准确度。灾风险评估权重指标系数的可靠性和准确度。灾风险评估权重指标系数的可靠性和准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法


[0001]本专利技术涉及电气火灾的风险评估领域，具体是一种电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法。

技术介绍

[0002]据统计2012
‑
2020年期间电气火灾占火灾总数31％，且有继续升高的趋势，较大火灾和重大火灾的占比尤为突出。大量火灾统计资料表明，电气火灾无论是在火灾原因还是在火灾直接经济损失方面，多年来都处于各类火灾统计数的首位。不同类型电气故障的火灾风险不同，所以根据电气故障类型分析电气火灾风险尤为重要。
[0003]目前，电气火灾风险评估权重系数的确定主要是根据以往的经验和专家分析得到，所得的结果易受人为意志的改变而变化，得到的权重指标系数可靠性和精准度不够，容易出现较大的误差。因此，采用更加科学的方法确定气火灾风险评估权重系数意义重大。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种较为准确的电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法，采用电气故障热效应分析、电气火灾模拟分析和层次分析法对各种类型的电气火灾场景及火灾数据进行研究，通过模拟的数据对照的电气火灾风险综合评价体系确定电气火灾风险系数，可提高电气火灾风险评估权重指标系数的可靠性和准确度，有着广泛的实际应用价值。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提出一种电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法，包括以下步骤：
[0006]步骤S10、建立不同类型的电气故障模型，并按照故障特点进行电热耦合分析电气故障的热效应，获得电气火灾模拟的电气火灾危险源的空间尺寸参数和热释放速率参数；
[0007]步骤S20、建立居住建筑场景和公共建筑场景模型，根据电气火灾风险源发生时的空间位置分布和步骤S10中得到的电气火灾危险源的空间尺寸参数和热释放速率参数，在所建立的居住建筑场景和公共建筑场景模型中分别进行电气火灾模拟，获得电气火灾风险性数据；
[0008]步骤S30、按照电气火灾风险因素的风险程度，运用层次分析法建立电气火灾风险评估综合评价体系；
[0009]步骤S40、将步骤S20中电气火灾模拟获得的电气火灾风险数据，按照步骤S30中建立的电气火灾风险评估综合评价体系进行对照和打分，获得居住建筑电气火灾和公共建筑电气火灾的综合评分，并得到电气火灾风险评估权重系数。
[0010]进一步的，步骤S20中所述电气火灾风险性数据包括电气火灾的火灾燃烧风险性数据、烟气风险性数据和有害气体风险性数据。
[0011]进一步的，所述步骤S10具体包括：
[0012]步骤S11、分析电气故障的种类和成因；
[0013]步骤S12、基于对电气故障的种类和成因的分析建立电气线路短路、过载、接地故障、接触不良、高次谐波故障和故障电弧的电气故障模型；
[0014]步骤S13、对建立的电气故障模型的温度场进行分析，对自动网格剖分后的电气故障模型设置材料参数、热边界条件和电流电压参数，确定电气故障模型求解域的温度场；
[0015]步骤S14、对建立的电气故障模型进行电热耦合模拟分析，获得不同类型的电气故障的温度场分布云图和热释放速率数据；
[0016]步骤S15、将电热耦合模拟分析的温度场求解结果与相关电气故障文献和案例中的温度数据对比，若模拟分析结果与案例中的实际温度数据相吻合，则从求解结果中获得电气故障模型的火灾风险源空间尺寸参数和热释放速率参数，否则重新建立电气故障模型，直到模拟分析结果与案例中的实际温度数据相吻合时结束。
[0017]进一步的，所述步骤S20具体包括：
[0018]步骤S21、根据《高层民用建筑设计防火规范》中的建筑结构和建筑布局分析建筑场景类型，建立标准居住建筑场景和标准公共建筑场景模型；
[0019]步骤S22、根据电气故障模型所确定的火灾风险源空间尺寸参数和热释放速率参数以及文献案例中的电气故障空间位置，在建筑场景模型中建立火灾风险源模型；
[0020]步骤S23、设置材料参数和边界条件，在所建立的建筑场景模型的基础上，对模型中的墙壁、地板、家具、电气线路设置材料属性，并设置边界条件，包括材料的热量传递性质、通风口的位置、大小、风速，然后划分计算网格；
[0021]步骤S24、在所建立的建筑场景中进行电气短路、过载、接地故障、接触不良、高次谐波和故障电弧火灾模拟，获得电气火灾场景的温度、烟气浓度、火焰的蔓延、CO浓度实时变化情况，并根据火灾风险因素，将获得的火灾数据整理为电气火灾的火灾燃烧风险性、烟气风险性和有害气体风险性数据。
[0022]进一步的，所述步骤S30具体包括：
[0023]步骤S31、运用层次分析法分析火灾风险因素，建立电气火灾风险评估综合评价体系和打分标准，将电气火灾风险评价体系划分为三级层次结构模型，即目标层、准则层以及指标层；
[0024]步骤S32、根据火灾场景模拟的结果和电气火灾案例中实际火灾情况构造判断矩阵，采用1
‑
9标度法构造判断矩阵A，确定各层级指标的权重时，对同一层次各个指标的相应重要性等级采用指标之间重要性程度比较的形式表示；
[0025]步骤S33、利用方根法求解判断矩阵A的最大特征根λ
max
，并将相应的特征向量W进行归一化处理；
[0026]步骤S34、对步骤S32所得各层次指标判断矩阵A进行一致性检验，首先计算出一致性CR，以一致性指标CR为判断标准，比较判断矩阵的一致性，当CR<0.1时，认为一致性可以接受，否则重新构造判断矩阵；
[0027]步骤S35、通过一致性检验后，根据每个指标相对上一层次对应要素的权重值，通过层次总排序计算其相对于总目标的权重值，获得层次总排序表。
[0028]进一步的，步骤S31中，电气火灾风险评估综合评价体系的目标层为电气火灾风险源类型，准则层包括：火灾燃烧风险性(B1)、烟气风险性(B2)以及有害气体风险性(B3)，指标层包括：热释放速率(C1)场景中着火房间温度(C2)、场景中所有房间温度(C3)、火焰蔓延程
度(C4)、电气故障在电气火灾中的比率(C5)、能见度(C6)、烟雾密度(C7)总释烟质量(C8)、CO2到达危险浓度时间(C9)、CO到达危险浓度时间(C
10
)以及CO浓度峰值(C
11
)，电气火灾风险评估综合评价体系中各因素集具体如下：
[0029]第一层次：A＝(B1、B2、B3)
[0030]第二层次：B1＝(C1，C2，C3，C4，C5)；
[0031]B2＝(C6，C7，C8)；
[0032]B3＝(C9，C
10
，C
11
)。
[0033]进一步的，步骤S34中所述一致性指标CR的计算公式如下：
[0034][0035][0036]其中：CI为定义的一致性比例，λ
max
为判断矩阵的最大特征本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法，其特征在于包括以下步骤：步骤S10、建立不同类型的电气故障模型，并按照故障特点进行电热耦合分析电气故障的热效应，获得电气火灾模拟的电气火灾危险源的空间尺寸参数和热释放速率参数；步骤S20、建立居住建筑场景和公共建筑场景模型，根据电气火灾风险源发生时的空间位置分布和步骤S10中得到的电气火灾危险源的空间尺寸参数和热释放速率参数，在所建立的居住建筑场景和公共建筑场景模型中分别进行电气火灾模拟，获得电气火灾风险性数据；步骤S30、按照电气火灾风险因素的风险程度，运用层次分析法建立电气火灾风险评估综合评价体系；步骤S40、将步骤S20中电气火灾模拟获得的电气火灾风险数据，按照步骤S30中建立的电气火灾风险评估综合评价体系进行对照和打分，获得居住建筑电气火灾和公共建筑电气火灾的综合评分，并得到电气火灾风险评估权重系数。2.根据权利要求1所述的电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法，其特征在于：步骤S20中所述电气火灾风险性数据包括电气火灾的火灾燃烧风险性数据、烟气风险性数据和有害气体风险性数据。3.根据权利要求1所述的电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法，其特征在于：所述步骤S10具体包括：步骤S11、分析电气故障的种类和成因；步骤S12、基于对电气故障的种类和成因的分析建立电气线路短路、过载、接地故障、接触不良、高次谐波故障和故障电弧的电气故障模型；步骤S13、对建立的电气故障模型的温度场进行分析，对自动网格剖分后的电气故障模型设置材料参数、热边界条件和电流电压参数，确定电气故障模型求解域的温度场；步骤S14、对建立的电气故障模型进行电热耦合模拟分析，获得不同类型的电气故障的温度场分布云图和热释放速率数据；步骤S15、将电热耦合模拟分析的温度场求解结果与相关电气故障文献和案例中的温度数据对比，若模拟分析结果与案例中的实际温度数据相吻合，则从求解结果中获得电气故障模型的火灾风险源空间尺寸参数和热释放速率参数，否则重新建立电气故障模型，直到模拟分析结果与案例中的实际温度数据相吻合时结束。4.根据权利要求1所述的电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法，其特征在于：所述步骤S20具体包括：步骤S21、根据《高层民用建筑设计防火规范》中的建筑结构和建筑布局分析建筑场景类型，建立标准居住建筑场景和标准公共建筑场景模型；步骤S22、根据电气故障模型所确定的火灾风险源空间尺寸参数和热释放速率参数以及文献案例中的电气故障空间位置，在建筑场景模型中建立火灾风险源模型；步骤S23、设置材料参数和边界条件，在所建立的建筑场景模型的基础上，对模型中的墙壁、地板、家具、电气线路设置材料属性，并设置边界条件，包括材料的热量传递性质、通风口的位置、大小、风速，然后划分计算网格；步骤S24、在所建立的建筑场景中进行电气短路、过载、接地故障、接触不良、高次谐波和故障电弧火灾模拟，获得电气火灾场景的温度、烟气浓度、火焰的蔓延、CO浓度实时变化
情况，并根据火灾风险因素，将获得的火灾数据整理为电气火灾的火灾燃烧风险性、烟气风险性和有害气体风险性数据。5.根据权利要求1所述的电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法，其特征在于：所述步骤S30具体包括：步骤S31、运用层次分析法分析火灾风险因素，建立电气火灾风险评估综合评价体系和打分标准，将电气火灾风险评价体系划分为三级...

【专利技术属性】
技术研发人员：宿磊，杨帆，沈煜，杨志淳，胡伟，雷杨，蒋伟，闵怀东，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：