本实用新型专利技术涉及一种分流式电气防火负载过流保护装置，属于民用、工业用电保护与电气防火技术领域。该装置包括与负载串联的断路器、电流监视模块以及与负载并联的常开分流开关，所述电流监视模块的信号输出端接控制模块，所述控制模块的开合控制端接分流开关的受控端。正常情况下，由于分流开关处于断开状态，负载回路通过空气开关之类的断路器从电网取电。当负载过流或短路时，分流开关在微秒级时间内接通，使负载回路的过载或短路电流迅速降低。采用本实用新型专利技术可以及时防止负载回路因过载或短路电流导致的损害，并且有效抑制了过热、电弧和火花危害，确保负载回路的安全。
Shunt electric fire-proof load overcurrent protection device
【技术实现步骤摘要】
分流式电气防火负载过流保护装置
本技术涉及一种电气过载和短路保护装置，尤其是通过迅速降低用电回路过载或短路电流、减小电弧火花的分流式电气防火负载过流保护装置，属于民用、工业用电保护与电气防火
技术介绍
现有在民用和工业用电回路中的过流和短路保护普遍采用断路器，其中最常用的断路器就是空气开关。当用电回路中发生过流或短路时，断路器能自动切断电源。按照相关规定，空气开关的瞬时断开时间不大于0.1s，实际可达10ms以内，这意味着在过流或短路情况下，用电回路中有10ms至100ms仍有过载或短路故障引起的异常大电流，并因此产生过热和很强的电弧火花，结果有可能损坏负载回路（例如破坏电缆绝缘、烧毁电器或电路），甚至引燃可燃物导致火灾。中国技术专利201120189781.5公开了使用电子切断开关模块代替空气开关断路器的技术方案，该电子切断开关串联在用电负载回路中，过载或短路故障发生时，断开用电回路的时间由毫秒级缩短到微秒级，使负载回路过热时间缩短，且只形成微小的电弧火花。但该技术方案不论是用MOSFET管或可控硅作为电子开关，都存在一定的导通电阻，而一般MOSFET管的导通电阻在数十至数百毫欧之间，远大于空气开关的触点接触电阻，因此存在引起发热和功耗大的问题，实际上不适用于大电流负荷的用电电路。
技术实现思路
本技术的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种不仅能够克服电子切断开关由内阻引起的发热和功耗大的问题，而且能够迅速降低过载或短路时负载回路电流的分流式电气防火负载过流保护装置，从而防止负载回路因过载和短路电流造成过热和减小电弧火花，更有效地保护负载回路。为了达到以上目的，本技术分流式电气防火负载过流保护装置的基本技术方案为：包括与负载串联的断路器、电流监视模块以及与负载并联的常开分流开关，所述电流监视模块的信号输出端接控制模块，所述控制模块的开合控制端接分流开关的受控端。正常情况下，由于分流开关处于断开状态，负载回路通过空气开关之类的断路器从电网取电。当电流监视模块检测到负载回路中有过载或短路电流时，控制模块将根据异常电流信号快速启动分流开关使其在微秒级时间内接通。由于分流开关与负载并联，因而使负载回路业已产生的过载或短路电流也在微秒级时间内迅速降低，从而及时防止了负载回路因过载或短路电流导致的损害，并且有效抑制了过热、电弧和火花危害。与此同时，分流开关短路产生的大电流将触发空气开关之类断路器的脱扣动作，切断整个用电回路供电，确保负载回路的安全。本技术进一步的完善是，所述分流开关中的开关器件为可控硅、或MOSFET管、或IGBT元件。本技术更进一步的完善是，所述控制模块由单片机、或数字信号处理器、或逻辑电路、或运算放大器构成。本技术再进一步的完善是，所述电流监视模块由霍尔电流传感器芯片构成。本技术还进一步的完善是，所述分流开关由压敏电阻、两正反可控硅或双向可控硅开关器件相互并联后，再与串联的阻容器件并联构成。本技术仍进一步的完善是，所述控制模块的开合控制端通过光电耦合器件接分流开关的开关器件受控端。附图说明下面结合附图对本技术作进一步的说明。图1为本技术一个实施例的电路框图。图2为图1实施例的电路原理图。图3为图1实施例的工作状态之一电路框图。图4为图1实施例的工作状态之二电路框图。图5为图1实施例的工作状态之三电路框图。具体实施方式实施例一本实施例的分流式电气防火负载过流保护装置基本构成如图1所示，空气开关断路器、电流监视模块与负载串联，而常开的分流开关与负载并联，电流监视模块的信号输出端接控制模块，控制模块的开合控制端接分流开关的受控端。电源模块给电流监视模块、分流开关以及控制模块供电。具体而言，如图2所示，电流监视模块由霍尔电流传感器芯片构成，分流开关由两可控硅开关器件Q1、Q2相互正反并联，压敏电阻VR1、阻容器件R2、C1构成可控硅保护电路，控制模块由PIC12F1501单片机芯片构成，其开合控制端2脚通过光电耦合器件U1接分流开关中两可控硅开关器件Q1、Q2受控端。电源模块B1用于向电流监视模块、分流开关以及控制模块供电。工作时，电流监视模块采集负载回路的电流大小，并将此电流信号馈送给控制模块，控制模块依此电流信号作为判断负载回路是否过载或短路的依据。电流监视模块由霍尔电流传感器构成，能够实时可靠的响应电流信号。霍尔电流传感器市场上已有成熟产品。分流开关中的开关器件既可以由可控硅、也可以用MOSFET管或IGBT元件构成。分流开关器件的开关状态受控于控制模块。分流开关与负载并联，平时处于断开状态，不影响负载工作，当负载回路过流或短路发生时，迅速连通并将负载回路短路。控制模块由微控制器构成，可采用单片机，或数字信号处理器、逻辑电路或运算放大器等器件。微控制器接收霍尔电流传感器输出的负载回路电流信号，当电流过载或短路时，控制模块控制分流开关接通。正常工作状态如图3所示，采用交流电源电压220v供电，空气开关接通，分流开关断开，负载回路正常供电，负载上获得交流220v电压。一旦负载过载或短路，保护状态分为图4和图5所示的两个阶段。电流监视模块给出异常大电流信号，先如图4所示，控制模块收到该信号后向分流开关发出控制信号，分流开关器件迅速导通，由于负载被短路，负载上电压近似0V，负载回路电流很小。由于采用电子电路，从电流监视模块采样、直至分流开关器件导通，整个过程在微秒级内完成，大大降低了负载回路本身过载或短路电流和时间，防止了负载回路过载或短路电流产生过热并减小了电弧火花。接着，分流开关上的短路电流触发空气开关脱扣动作，如图5所示，切断整个用电回路电流，从而保护了负载电路，保证了用电安全。当负载回路的过载或短路故障排除后，手动接通空气开关断路器，负载回路恢复供电，重新回到图3状态。由于供电线路广泛使用的空气开关断路器内阻很小，正常工作时发热量很低，因而不会产生以电子切断开关模块代替空气开关断路器带来的发热和额外功耗问题。总之，采用本实施例后，既能尽快让负载回路免受过载和短路电流产生过热或电弧火花造成损害，又能克服电子切断开关自身发热与功耗大缺点。除上述实施例外，本技术还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本技术要求的保护范围。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分流式电气防火负载过流保护装置，包括与负载串联的断路器，其特征在于：还包括电流监视模块以及与负载并联的常开分流开关，所述电流监视模块的信号输出端接控制模块，所述控制模块的开合控制端接分流开关的受控端。/n
【技术特征摘要】
1.一种分流式电气防火负载过流保护装置，包括与负载串联的断路器，其特征在于：还包括电流监视模块以及与负载并联的常开分流开关，所述电流监视模块的信号输出端接控制模块，所述控制模块的开合控制端接分流开关的受控端。
2.根据权利要求1所述的分流式电气防火负载过流保护装置，其特征在于：所述分流开关中的开关器件为可控硅、或MOSFET管、或IGBT元件。
3.根据权利要求1所述的分流式电气防火负载过流保护装置，其特征在于：所述控制模块由单片机、或数字信号处理器、或逻辑...
【专利技术属性】
技术研发人员：王殊，窦征，
申请(专利权)人：王殊，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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