[发明专利]一种AFCI综合保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种保护装置，特别涉及的是一种AFCI综合保护装置。

背景技术

在单相供电情况下，由于供电局变压器输出过压过高或室干线配电系统断零情况，将导致相电压过高或欠电压，最终导致设备供电过欠压故障，家用电器如电冰箱或空调器因相电压欠压，会使压缩机不能转动后产生故障或着火，而电压过高会产生电器设备损坏，甚至发生火灾事故，但在发生火灾中，由于电气线路存在着因端子接触不良、导线老化、电缆接头接触不良等原因而产生高温电弧，最终导致火灾，占火灾起因总数比例较多。

电弧是一种气体放电现象，电流通过某些绝缘介质所产生的瞬间火花。美国消防局的报告中指出，家用电器的接线引起的火灾是电气设备引起火灾的两倍，其中最主要的一种导致火灾的原因是故障电弧。

一般为防止短路设计的断路器无法检测到此类故障，最有效的方法是采用“电弧故障断路器(AFCI，Arc Fault Circuit Interrupter)”，它能检测是否存在电弧，若有则采取短路保护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有效提高防范电气火灾的AFCI综合保护装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种AFCI综合保护装置，包括相电压采集电路、电流波形检测电路和微处理器控制电路，所述相电压采集电路的输出信号分别经过电压比较电路、欠电压比较电路传输至微处理器控制电路，所述电流波形检测电路的输出信号依次经电压跟随器电路、信号放大电路、A/D数据转换电路传输至微处理器控制电路，所述微处理器控制电路的输出信号信号控制发送至断电装置驱动电路和485通信接口电路，所述485通信接口电路的输出信号发送到PC机。

所述相电压采集电路由L、N构成的相电压回路的输出端经变压器BT连接到二极管D1-D4桥式整流电路、电容器C1、C2滤波电路后，其直流电压分两路分别输入到稳压集成模块IC1的输入端。

所述电流波形检测电路由穿过相线与中性线的电流互感器TR1的输出端连接并联的分流电阻1R1及分压电阻1R2构成。

所述电压跟随器电路由运算放大器IC3/A的输出端连接反馈电阻1R4和下拉电阻1R5构成。

所述信号放大电路由运算放大器IC3/B的输出端连接滤波电容器C7构成。

所述485通信接口电路通过SN75176通信接口芯片IC5的输出端连接到RS485通信接口的COM端口。

通过采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明采用微处理器控制电路作为核心控制系统，由相电压采集电路作为供电电压信号采集电路，控制断电装置保护用电设备因电压过高而产生的故障；电流波形检测电路先对电流信号进行采样获得采样信号，再从采样信号中分离出高频部分，然后通过检测该高频部分的能量突变来识别出电弧并记录出现电弧的次数，整个过程使用PC机数据复原比对、记录、分析了电弧发生时电弧电流的特性，与正常电弧存在的差异变化，PC机具有数据存储量大、校对准确、稳定、快速等特点，能更及时检测到故障电弧的存在与否，很大程度上避免了误动作的发生，为故障电弧的检测提供了行之有效的解决方案，对电弧故障的检测及其电弧故障断路器的设计具有指导作用。

该发明能实时在线检测供电线路过压、欠压、故障电弧等电气故障信号的采集、判断、控制，更加全方位保护电气线路安全，有效地防范了电气火灾，保障了人们的生命、财产安全。

附图说明

图1是本发明的方框结构图；

图2是本发明的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的描述。

如图1、图2所示，本发明的一种AFCI综合保护装置，包括相电压采集电路1、电流波形检测电路2和微处理器控制电路3，所述相电压采集电路1的输出信号分别经过电压比较电路11、欠电压比较电路12传输至微处理器控制电路3，所述电流波形检测电路2的输出信号依次经电压跟随器电路21、信号放大电路22、A/D数据转换电路23传输至微处理器控制电路3，所述微处理器控制电路3的输出信号信号控制发送至断电装置驱动电路31和485通信接口电路32，所述485通信接口电路32的输出信号发送到PC机33。

所述相电压采集电路1由L、N构成的相电压回路的输出端经变压器BT连接到二极管D1-D4桥式整流电路、电容器C1、C2滤波电路后，其直流电压分两路分别输入到稳压集成模块IC1的输入端。