一种反时限限流式电气火灾防控装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种反时限限流式电气火灾防控装置及方法，包括控制单元、固态开关、模拟信号调理电路以及用于检测被保护回路的瞬时交流电流信息的电流检测单元，其中，电流检测单元的输出端经模拟信号调理电路与控制单元的输入端相连接，控制单元的输出端与固态开关相连接，被保护回路通过固态开关与电源相连接，该装置及方法具有反时限特性，并且体积较小。

【技术实现步骤摘要】
一种反时限限流式电气火灾防控装置及方法
本专利技术属于电气火灾防控领域，涉及一种反时限限流式电气火灾防控装置及方法。
技术介绍
用电线路发生短路或过载故障时其导线中通过的电流会大幅增加，致使导线发热超温和绝缘性能损坏,产生电气火灾隐患或直接引发电气火灾。目前常规电气防火限流式保护器,在被保护线路的电流值I(t)超过短路保护整定电流值IS时,由保护器中的固态开关单元(一般由MOSFET管或IGBT或可控硅组成)瞬时快速分断线路回路中的短路电流以实现短路故障保护,在被保护线路的电流值I(t)超过分段规定的过载保护整定电流值时，按其对应分段规定的延时时间延时后，再由固态开关模块分断线路回路中的过载电流以实现过载故障保护。此类保护器及保护方法存在如下缺陷：线路过载保护级差不连续、保护精确度低。因其保护整定电流值为分段式，对应的延时动作时间为定时限，所以当被保护线路的过载电流值在两段保护整定电流值之间变化时其保护动作时间均为同一定值，不能随着故障电流的改变自动做出相应的精细调整。例如，将过载保护整定电流值分段为1.0Ie(Ie为用电线路的额定工作电流)、1.5Ie、2.0Ie，对应延时时间分段设定为T1.0、T1.5,T2.0且T1.0>T1.5>T2.0，当被保护线路的电流值在过载保护整定电流值1.0Ie～1.5Ie之间变化时，固态开关单元延时T1.0时间后分断线路回路中的过载电流，当被保护线路的电流值在1.5Ie～2.0Ie之间变化时，固态开关单元延时T1.5时间后再分断线路回路中的过载电流，依次类推。显然，被保护线路的电流值在同一段保护整定电流值内无论如何变化固态开关单元延时动作时间均相同(例如被保护线路的电流值在1.0Ie～1.5Ie范围内变化时其固态开关单元延时动作时间均为T1.0)，即存在线路过载电流大小不同而保护动作延时时间却相同的情况，不能精确符合线路保护应该遵守的反时限特性(即过载电流愈大保护动作延时时间愈短)要求，在实际应用中保护效果不佳。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种反时限限流式电气火灾防控装置及方法，该装置及方法具有反时限特性。为达到上述目的，本专利技术所述的反时限限流式电气火灾防控装置包括控制单元、固态开关、模拟信号调理电路以及用于检测被保护回路的瞬时交流电流信息的电流检测单元，其中，电流检测单元的输出端经模拟信号调理电路与控制单元的输入端相连接，控制单元的输出端与固态开关相连接，被保护回路通过固态开关与电源相连接。所述控制单元包括短路保护模块、单片机及光电耦合器，其中，短路保护模块的输入端及单片机的输入端均与模拟信号调理电路的输出端相连接，短路保护模块的输出端及单片机的输出端均与光电耦合器的输入端相连接，光电耦合器的输出端与固态开关的控制端相连接。还包括用于使短路保护模块及单片机进行复位的复位电路。所述固态开关通过若干Sic功率管串并联组成。单片机与外界设备通过以太网通讯单元相连接。所述电流检测单元为电流互感器。本专利技术所述的反时限限流式电气火灾防控方法包括以下步骤：1)电流检测单元实时检测被保护回路的瞬时交流电流信息，然后将被保护回路的瞬时交流电流信息发送至模拟信号调理电路中，模拟信号调理电路对所述被保护回路的瞬时交流电流信息进行调理，得被保护回路瞬时交流电流的有效值I(t)，然后将被保护回路瞬时交流电流的有效值I(t)发送至控制单元中；2)在控制单元中，当I(t)>Is，则认定被保护回路发生短路故障，控制单元产生短路电流控制指令，再根据短路电流控制指令使固态开关瞬时分断，同时根据反时限特性在线计算后备短路保护动作时间t1，再延时后备短路保护动作时间t1后将短路电流控制指令发送至固态开关中，使固态开关进行延时分断实现短路故障瞬时分断后备保护，其中，IS为预设短路保护整定电流值；当Ie<I(t)≤Is时，则认定被保护回路发生过载故障，控制单元产生过载电流控制指令，同时按照反时限特性在线计算过载保护动作时间t2，然后再延时过载保护动作时间t2后将过载电流控制指令发送至固态开关中，使固态开关进行延时分断，其中，Ie为用电线路额定工作电流；当I(t)≤Ie时，则认定被保护回路正常工作，控制单元产生无故障电流控制指令，然后将无故障电流控制指令发送至固态开关中，固态开关根据所述无故障电流控制指令使固态开关保持当前的开关状态。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述的反时限限流式电气火灾防控装置及方法在具体操作时，通过模拟信号调理电路对被保护回路的瞬时交流电流信息进行调理，得被保护回路瞬时交流电流的有效值I(t)，再通过被保护回路瞬时交流电流的有效值I(t)判断被保护回路是否发生短路故障及过载故障，同时，当短路故障时，则根据短路电流控制指令使固态开关瞬时分断，并根据反时限特性在线计算后备短路保护动作时间t1，然后延时后备短路保护动作时间t1后使固态开关进行延时分断实现短路故障瞬时分断后备保护，当发生过载故障时，则利用反时限特性计算过载保护动作时间t2，并延时过载保护动作时间t2后，使固态开关进行延时分断，从而实现对被保护回路的保护，操作简单、方便，并且用电线路过载保护级差连续、保护精度较高，同时具有反时限特性，克服现有常规保护方法及保护器在同一段保护整定电流值内无论用电线路电流如何变化，保护动作延时时间均相同的缺陷，进而实现对用电线路因短路故障及过载故障引发电气火灾事故的有效、精准防控。进一步，本专利技术中固态开关通过若干Sic功率管串并联组成，固态开关的体积及通态电阻较小，并且与其配套的散热装置的面积较小，同时便于安装及应用。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。其中，1为电流检测单元、2为模拟信号调理电路、3为短路保护模块、4为单片机、5为复位电路、6为光电耦合器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参考图1，本专利技术所述的反时限限流式电气火灾防控装置包括控制单元B、固态开关C、模拟信号调理电路2以及用于检测被保护回路的瞬时交流电流信息的电流检测单元1，其中，电流检测单元1的输出端经模拟信号调理电路2与控制单元B的输入端相连接，控制单元B的输出端与固态开关C相连接，被保护回路通过固态开关C与电源相连接。所述控制单元B包括短路保护模块3、单片机4及光电耦合器6，其中，短路保护模块3的输入端及单片机4的输入端均与模拟信号调理电路2的输出端相连接，短路保护模块3的输出端及单片机4的输出端均与光电耦合器6的输入端相连接，光电耦合器6的输出端与固态开关C的控制端相连接。另外，本专利技术还包括用于使短路保护模块3及单片机4进行复位的复位电路5。所述固态开关C通过若干Sic功率管串并联组成；单片机4与外界设备通过以太网通讯单元A相连接；电流检测单元1为电流互感器。模拟信号调理电路2由I/V转换及放大电路、钳位二极管、限幅稳压管、通用阻容器件组成的滤波器及真有效值转换器组成。短路保护模块3采用比较器、通用数字或模拟电位器及通用阻容器件组成；复位电路5由机械按钮及阻容器件组成，通过按压机械按钮实现短路保护模块3及单片机4的复位。本专利技术所述的反时限限流式电气火灾防控方法包括以下步骤：1)电流检测单元1实时检测被保护回路的瞬时交本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反时限限流式电气火灾防控装置，其特征在于，包括控制单元(B)、固态开关(C)、模拟信号调理电路(2)以及用于检测被保护回路的瞬时交流电流信息的电流检测单元(1)，其中，电流检测单元(1)的输出端经模拟信号调理电路(2)与控制单元(B)的输入端相连接，控制单元(B)的输出端与固态开关(C)相连接，被保护回路通过固态开关(C)与电源相连接。

【技术特征摘要】
1.一种反时限限流式电气火灾防控装置，其特征在于，包括控制单元(B)、固态开关(C)、模拟信号调理电路(2)以及用于检测被保护回路的瞬时交流电流信息的电流检测单元(1)，其中，电流检测单元(1)的输出端经模拟信号调理电路(2)与控制单元(B)的输入端相连接，控制单元(B)的输出端与固态开关(C)相连接，被保护回路通过固态开关(C)与电源相连接。2.根据权利要求1所述的反时限限流式电气火灾防控装置，其特征在于，所述控制单元(B)包括短路保护模块(3)、单片机(4)及光电耦合器(6)，其中，短路保护模块(3)的输入端及单片机(4)的输入端均与模拟信号调理电路(2)的输出端相连接，短路保护模块(3)的输出端及单片机(4)的输出端均与光电耦合器(6)的输入端相连接，光电耦合器(6)的输出端与固态开关(C)的控制端相连接。3.根据权利要求2所述的反时限限流式电气火灾防控装置，其特征在于，还包括用于使短路保护模块(3)及单片机(4)进行复位的复位电路(5)。4.根据权利要求1所述的反时限限流式电气火灾防控装置，其特征在于，所述固态开关(C)通过若干Sic功率管串并联组成。5.根据权利要求1所述的反时限限流式电气火灾防控装置，其特征在于，单片机(4)与外界设备通过以太网通讯单元(A)相连接。6.根据权利要求1所述的反时限限流式电气火灾防控装置，其特征在于，所述电流检测单元(1)为电流互感器。7.一种反时限限流式电气火灾防控方法，其特征在于，基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵怀军，党喜玲，娄俊超，张高强，
申请(专利权)人：西安华瑞网电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61