电气防火限流式保护器制造技术

本发明专利技术提供一种电气防火限流式保护器，包括：电流互感器单元用于实时检测主回路中的交流电流并感应输出对应的电流信号；检测单元用于采集电流信号并将电流信号进行预处理并输出；微处理器单元用于处理电流信号与机内工作温度信号，预设分段延时参数和过热温度参数并判断接收到的经过预处理后的电流信号为短路电流或过载电流时以分别输出快速分断指令或执行分段延迟限流指令；与电流互感器单元、微处理器单元和一负载连接的主控开关单元用于根据接收到的微处理器单元的控制指令时，执行主回路的接通与分断开关动作。本发明专利技术可快速限流保护功能有效避免了短路电流的继续增加，防止由电线发热、熔化或燃烧、以及由于短路处产生的电气火花引起的火灾。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电气电子类紧急保护电路装置，尤其涉及一种电气防火限流式保护器。
技术介绍
在电气线路故障所引发的火灾中，因电路短路及过载电流故障所引发的火灾尤为突出。所谓电路过载电流，是指电路中的电流超出额定工作电流，长时间过流会造成电线发热、熔化和燃烧甚至发生短路故障。而一旦电路发生短路，电路中的电流就会急剧增加，并造成短路处能量激增，远远超过电气线路的容限，使得电线发热、燃烧以及由于短路处发生电气火花引发火灾。目前市场上使用的各种防火报警监控器，一般具有剩余电流检测、过流和短路保护、烟雾、火焰报警保护等功能，其主控电路切断装置绝大多数采用电磁脱扣式断路器执行分断保护。这些电磁脱扣式断路器由于本身的缺陷，使得现有防火监控器存在以下不足I.缺乏快速响应能力电磁脱扣式断路器在开关过程中自身存在完全断开的运动速度慢的问题，并且还存在放电现象，称之为拉弧，因此电磁脱扣式断路器的开关时间一般都在毫秒级甚至更长，当出现短路故障时，现有防火监控器缺乏快速分断的能力，往往来不及快速切断线路，致使短路电流瞬时急剧增加，超过额定工作电流的几十倍以上，从而造成电线发热、熔化或燃烧，会产生短路火花引起火灾。2.缺乏实时限流功能现有防火监控器虽可以检测剩余电流、过流、短路、超温、烟雾、火焰等故障，但如果发生电气线路短路这一危险性最大的故障时，现有防火监控器由于缺乏快速控制的能力，不能即时限制短路电流的扩大，从而使得短路电流急剧增加而产生电气火花引发火灾。3.局限于事后报警现有防火监控器由于分断时间长，即便发现了短路故障，但因其系统反应速度慢，只能停留在火灾的事后报警。有些防火监控器虽联动了喷淋系统，但也只是火灾事后的扑救。4.寿命短可靠性差现有防火监控器由于采用电磁式断路器执行分断保护，电磁脱扣式断路器的机械触点在开关动作时会产生抖动和飞弧，这会加剧触点表面的氧化，增大接触电阻发生接触不良的故障，会出现飞弧烧蚀触点甚至熔融，缩短了断路器的寿命，造成断路器失效。5.触点飞弧存在火灾隐患现有防火监控器采用电磁式断路器执行分断保护，其触点灭弧效果比较差，会产生飞弧，易于引燃易燃物，因而存在火灾隐患。为此，现有技术中又提出一种固态开关，例如可控硅开关，由于可控硅开关在开关过程中不产生拉弧，利用可控硅开关替代电磁脱扣式断路器，将能解决电磁脱扣式断路器的固有问题，实现了无触点无飞弧开关控制，延长了开关使用寿命。但是可控硅开关由于自身仍然存在开关过程速度慢的缺陷，响应速度仍为毫秒级别，在电气短路发生时，仍然来不及快速切断线路，致使短路电流迅速增大直至引发火灾。另外，可控硅开关还存在1-2V的管压降，因此存在自身功耗大的问题。因此，目前现有技术的电气防火监控设备，虽能检测出电气短路、电路过载、漏电、烟雾及高温等故障，但只局限于故障发生以后的事后报警与控制，无法及时抑制电气火灾的即时发生和扩大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电气防火限流式保护器，以便可以串联在电气分路开关与用电器之间的电气线路中，能够实时监测电气线路中电流故障并执行微秒级限流保护，抑制电气短路火花的出现。为了解决上述问题，本专利技术提供一种电气防火限流式保护器，包括一电流互感器单元，所述电流互感器单元实时检测主回路中的交流电流并感应输出对应的电流信号；一检测单元，所述检测单元实时采集所述电流信号并将所述电流信号进行预处理并输出预处理后的电流信号；一微处理器单元，所述微处理器单元预设分段延时参数，处理所述预处理后的电流信号并判断当接收到的经过预处理后的所述电流信号为过载电流时，执行分段延迟限流指令，当接收到的经过预处理后的所述电流信号为短路电流时，输出快速分断指令；一主控开关单元，所述主控开关单元与所述电流互感器单元、所述微处理器单元和一负载连接，所述主控开关单元根据接收到的所述微处理器单元的控制指令，执行主回路的接通与分断开关动作。进一步的，所述过载电流为不小于额定工作电流且不大于短路故障阈值的交流电流；所述短路电流为大于短路故障阈值且快速上升至额定工作电流数倍以上的交流电流。优选的，所述微处理器单元根据接收到的短路电流对应的所述电流信号大于所述短路故障阈值时，输出所述快速分断指令。优选的，所述微处理器单元根据接收到的过载电流对应的所述电流信号的大小与所述预设分段延时参数比较，以形成对应的分段延迟限流指令。进一步的，所述主控开关单元包括多组并联的固体开关模块，每组固体开关模块通过两个MOSFET管的源极串联形成；通过每组固体开关模块中的两个串联的MOSFET管的首尾漏极并联分别形成的主控开关单元的输入端和输出端，所述主控开关单元的输入端和输出端分别与所述电流互感器单元和负载连接；通过每组固体开关模块中的两个MOSFET管的栅极相连形成的主控开关单元的控制端，所述主控开关单元的控制端与微处理器单元连接。进一步的，所述微处理器单元预设一过热温度参数。优选的，所述电气防火限流式保护器还包括一温度传感器单元，所述温度传感器单元将所述多组并联的固体开关模块上采集到的工作温度由所述检测单元转化成一机内工作温度信号后输出到所述微处理器单元，所述微处理器单元若接收到的所述机内工作温度信号大于过热温度参数时输出超温保护指令，以控制所述主控开关单元执行超温分断限流保护。优选的，所述电气防火限流式保护器还包括一报警单元，所述报警单元当所述检测单元检测到故障时，通过所述微处理器单元输出一报警信号以控制所述报警单元进行声光报警。优选的，所述电气防火限流式保护器还包括一通信单元，所述通信单元受控于所述微处理器单元实现与上位机的远程联机通信。优选的，所述电气防火限流式保护器还包括一辅助电源单元，以向与电气防火限流式保护器连接的各单元提供稳定的工作电压。由上述技术方案可见，本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果当出现短路故障时，本专利技术电气防火限流式保护器能够以微秒级速度实现快速限流保护，使得短路电流的快速上升被限制在额定工作电流数倍的范围之内，从而有效消除因短路电流所引起的电气火花，预防和减少电气火灾的隐患；当出现过载电流故障时，电气防火限流式保护器也能实现过载电流故障的限流保护。由于电气防火限流式保护器采用高速电流检测技术，在电气线路因短路发生瞬时电流剧增时，能快速检测并实行限流保护，其控制灵敏度比普通断路器提高上千倍。此外，由于本专利技术电气防火限流式保护器能在发生短路故障时实现快速分断限流保护，因此可以在发生了短路故障时，及时进行火灾事前报警。而且，应用高性能MOSFET管串并联组成主控开关单元，其结构简单，易于扩展电流。同时，高性能MOSFET管组成的主控开关单元作为固态电子开关，从根本上克服了传统的熔断器、断路器的缺陷，具有无火花、开关速度快、寿命长、功耗小的优点。另外，电气防火限流式保护器还能实现机体内部超温故障的限流保护，以及实现声光报警、参数预设、远程联机监控等功能，有效保护用电线路的安全。其中，远程联机监控技术能够实现多机联网监控，可与消防监控平台联网，能实时记录存储数据，可进行数据统计、查询与追溯。还有，采用高性能微处理器，对电气电路运行的数据实现实时集中监控，便于实现智能化管理。附图说明图I为本专利技术的电气防火限流式保护器的系统框图示意图；图2为主控开关单元的电路示意图；图3为现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电气防火限流式保护器，包括：一电流互感器单元，所述电流互感器单元实时检测主回路中的交流电流并感应输出对应的电流信号；一检测单元，所述检测单元实时采集所述电流信号并将所述电流信号进行预处理并输出预处理后的电流信号；一微处理器单元，所述微处理器单元预设分段延时参数，处理所述预处理后的电流信号并判断当接收到的经过预处理后的所述电流信号为过载电流时，执行分段延迟限流指令，当接收到的经过预处理后的所述电流信号为短路电流时，输出快速分断指令；一主控开关单元，所述主控开关单元与所述电流互感器单元、所述微处理器单元和一负载连接，所述主控开关单元根据接收到的所述微处理器单元的控制指令，执行主回路的接通与分断开关动作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘中元，陈立民，蔡祖卫，潘耕艺，陈大方，顾华，
申请(专利权)人：上海诚佳电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：