[发明专利]一种不限负载类型的电气火灾限流式保护器

说明书

本发明提供了一种不限负载类型的电气火灾限流式保护器，包括依次相连的故障电流提取单元（1）、高阶低通滤波处理单元（2）、迟滞比较判断单元（3）、MCU主控单元（4）、隔离驱动单元（5）、固态电子开关单元（6）、多级分段嵌位保护单元（7）。本发明的有益效果是：本发明公开的一种不限负载类型的电气火灾限流式保护器，可识别线路短路故障电流，在100微秒时间内分断线路，抑制短路故障电流上升，实现限流保护功能，同时具有极强的抗EMC电磁干扰性能，限流保护功能稳定可靠不拒动不误动，不受负载类型限制，可广泛应用于阻性、容性、感性负载场合。

技术领域

本发明涉及电气火灾限流式保护器，尤其涉及一种不限负载类型的电气火灾限流式保护器。

背景技术

传统的电磁脱扣类断路器用作电气火灾限流式保护，由于本身原理设计缺陷，短路保护动作时间在毫秒级以上，由于分断速度慢，短路故障电流会迅速增大，造成线路电缆发热或燃烧起火，引发电气火灾，存在安全隐患。

目前已有使用固态电子开关技术实现限流保护快速分断，但该类型产品在使用中主要有以下缺陷：

缺陷一：为了实现短路限流微妙级动作的快速性，不能兼顾保护动作的稳定可靠性，在EMC电磁环境干扰下，限流保护功能会频繁误动作，造成负载设备频繁失电，影响设备正常使用并造成经济损失。

缺陷二：使用固态电子开关技术的限流保护设备多用于允许线路电流突变的阻性或容性负载的场合，感性负载场合使用受限。原因在于电子开关在快速分断过程中，线路故障电流会迅速降低，根据电感器件的电磁感应公式U＝L*Δi/Δt可知，电子开关在快速分断过程中，开关两端承受的电压应力与线路的等效电感和电流变化率成正比。负载感性越大，分断电流越大，开关分断承受电压应力也越大，可能造成电子开关过应力损坏。

发明内容

本发明提供了一种不限负载类型的电气火灾限流式保护器，包括依次相连的故障电流提取单元、高阶低通滤波处理单元、迟滞比较判断单元、MCU主控单元、隔离驱动单元、固态电子开关单元、多级分段嵌位保护单元。

所述故障电流提取单元：用于提取线路中的故障电流信号，并将所提取的故障电流信号输出给所述高阶低通滤波处理单元。

所述高阶低通滤波处理单元：用于接收所述故障电流提取单元发送的故障电流信号，通过分析短路故障电流信号与电磁环境干扰信号的特征差异，分离出有效故障电流信号。

所述迟滞比较判断单元：用于将所述高阶低通滤波处理单元分离出的故障电流有效信号与所述MCU主控单元设置的短路门槛值进行对比，得到短路判断信号，并将其作为输出信号输出给所述MCU主控单元。

所述MCU主控单元：用于接收所述迟滞比较判断单元的输出信号，并负责判别线路是否发生短路故障，并在识别线路发生短路故障后，立即输出驱动信号给所述隔离驱动单元，实现限流保护功能。

所述隔离驱动单元：用于接收所述MCU主控单元下发的驱动信号，并根据所接收的驱动信号控制所述固态电子开关单元分断线路。

所述固态电子开关单元用于接收并执行所述隔离驱动单元下发的处于导通或截止状态的控制指令。

所述多级分段嵌位保护单元：用于当所述固态电子开关单元分断时，抑制嵌位电压继续上升，保护电子开关。

作为本发明的进一步改进，所述故障电流提取单元包括宽频电流互感器或分流器设备，所述宽频电流互感器或分流器设备用于提取线路中的故障电流信号；在所述故障电流提取单元中，所提取的故障电流信号包含有效信号和电磁干扰信号。

作为本发明的进一步改进，所述迟滞比较判断单元为纳秒级快速响应的比较器电路。

作为本发明的进一步改进，所述MCU主控单元集成有电压、电流、温度测量、有线/无线通信、人机交互显示与声光报警功能。