專利名稱：電弧故障保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子、電器設(shè)備安全保護(hù)裝置，尤其是一種電弧故障保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活的提高，用電量也在不斷增加。用電安全，包括人身安全和防止漏電或電弧故障引起的火災(zāi)，日益受到人們重視。電弧故障造成的火災(zāi)在所有電氣火災(zāi)中占60%以上，因此人們對(duì)低壓電氣安全和電弧故障保護(hù)的重視程度逐漸提聞。電弧是兩個(gè)電極之間跨越某種絕緣介質(zhì)的持續(xù)放電現(xiàn)象，經(jīng)常伴隨著電極的局部揮發(fā)。典型的電弧是在陰、陽兩極之間的空氣間隔中形成的。電弧中心溫度一般為5000至 15000攝氏度。電弧存在的區(qū)域會(huì)產(chǎn)生很高的電離氣壓，導(dǎo)致電弧被局限的任何地方都會(huì)釋放出高熱氣體和電極物質(zhì)粒子。線路上的電弧可分為兩種，一種是正常的操作弧，稱“好弧”另一種是故障電弧，稱 “壞弧”?！昂没　笔侵鸽姍C(jī)旋轉(zhuǎn)(如電鉆、吸塵器等)產(chǎn)生的弧，另外當(dāng)人們開關(guān)電器，插拔電器時(shí)產(chǎn)生的弧也屬于“好弧”?！皦幕　笔枪收想娀。收想娀∫话惝a(chǎn)生于兩種情況①沿著絕緣體部分導(dǎo)電表面；②產(chǎn)生于非常接近的兩個(gè)電極。前者由于絕緣體長(zhǎng)期受熱或發(fā)生偶然性電火花，造成絕緣表面碳化而形成電弧通道；后者由于導(dǎo)電體碰上接地管道，或是一束導(dǎo)體中部分被尖銳的金屬體把絕緣割傷。在低壓供配電線路中，有串聯(lián)電弧故障、線對(duì)線電弧故障和線對(duì)地電弧故障。傳統(tǒng)的家用電路故障保護(hù)裝置可以在電氣線路嚴(yán)重過載，或者發(fā)生短路時(shí)斷開電路從而起到保護(hù)作用，但是發(fā)生電弧故障時(shí)的電流雖然通常存在較高尖峰，但有效值可能并不大，所以傳統(tǒng)的家用電路故障保護(hù)裝置都無法對(duì)電弧故障提供全面的保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠?qū)﹄娀」收掀鸬奖Ｗo(hù)作用的電弧故障保護(hù)裝置。為解決上述問題，本發(fā)明的一種電弧故障保護(hù)裝置，包括信號(hào)采集單元、微處理器單元、脫扣器單元以及電源電路單元；信號(hào)采集單元，用于采集電氣電路中的電流信號(hào)；微處理器單元，與信號(hào)采集單元相連，用于接收信號(hào)采集單元所采集到的信號(hào)，判斷線路中是否存在故障電弧，并根據(jù)判斷結(jié)果控制脫扣器是否斷開電路；所述微處理器單元具有電弧故障檢測(cè)模塊；脫扣器單元，與微處理器相連，用于在電氣電路中發(fā)生電弧故障時(shí)斷開電路，從而起到保護(hù)電路的作用。 電源電路單元，用于為信號(hào)采集單元、微處理器單元以及脫扣器單元提供電源。所述信號(hào)采集單元包括電流互感器以及信號(hào)調(diào)理電路；該信號(hào)調(diào)理電路與微處理器單元相連，用于對(duì)電流互感器采集到的電流信號(hào)進(jìn)行放大、濾波。所述微處理器單元具有A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將電流互感器采集到的電流信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。所述脫扣器單元包括脫扣器以及設(shè)置在脫扣器與微處理器單元之間的脫扣器驅(qū)動(dòng)電路。所述電弧故障保護(hù)裝置還包括測(cè)試電路，該測(cè)試電路與電源電路單元以及微處理器單元相連，能夠向微處理器單元輸入測(cè)試信號(hào)，驅(qū)動(dòng)脫扣器斷開電路，用于判斷電弧故障保護(hù)裝置是否工作正常。所述的電源電路單元包括開關(guān)電源以及電壓轉(zhuǎn)換芯片；其中開關(guān)電源與信號(hào)調(diào)理電路和測(cè)試電路相連；電壓轉(zhuǎn)換芯片與開關(guān)電源以及微處理器單元相連。采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)的電弧故障保護(hù)裝置，通過電流互感器采集家庭電氣線路中的電流信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路處理后送入微處理器單元中進(jìn)行分析，通過分析來判斷當(dāng)時(shí)的電流是否符合發(fā)生電弧故障時(shí)的電流的特征，如果是，則判斷為發(fā)生了電弧故障，并給出故障信號(hào)，驅(qū)動(dòng)脫扣器及時(shí)斷開電路。本發(fā)明的電弧故障保護(hù)裝置，對(duì)于防范電弧引發(fā)的火災(zāi)，是有十分重要的意義。


圖I為本發(fā)明電弧故障保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖I所示，本發(fā)明的電弧故障保護(hù)裝置，包括電流互感器、信號(hào)調(diào)理電路、微處理器單元、脫扣器驅(qū)動(dòng)電路、脫扣器、測(cè)試電路以及電源電路單元。其中，電流互感器用于采集電氣電路中的電流信號(hào)。信號(hào)調(diào)理電路與電流互感器相連，用于對(duì)電流互感器采集到的電流信號(hào)進(jìn)行放大、濾波。微處理器單元與信號(hào)調(diào)理電路相連，所述微處理器單元具有電弧故障檢測(cè)模塊， 用于接收信號(hào)采集單元所采集到的信號(hào)，判斷線路中是否存在故障電弧，并根據(jù)判斷結(jié)果控制脫扣器是否斷開電路；所述微處理器單元還具有A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將電流互感器采集到的電流信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。脫扣器驅(qū)動(dòng)電路與微處理器單元以及脫扣器相連，用于根據(jù)微處理器單元輸入的電弧故障信號(hào)驅(qū)動(dòng)脫扣器斷開電路。測(cè)試電路與電源電路單元以及微處理器單元相連，能夠向微處理器單元輸入測(cè)試信號(hào)，微處理器單元接收到測(cè)試信號(hào)后，向脫扣器驅(qū)動(dòng)電路輸入電弧故障信號(hào)，驅(qū)動(dòng)脫扣器斷開電路，用于判斷電弧故障保護(hù)裝置是否工作正常。所述的電源電路單元包括開關(guān)電源以及電壓轉(zhuǎn)換芯片，其中開關(guān)電源將220V交流電轉(zhuǎn)換為正負(fù)5V電源，為信號(hào)調(diào)理電路和測(cè)試電路供電；電壓轉(zhuǎn)換芯片將開關(guān)電源中輸出的5V轉(zhuǎn)換為3. 3V電源，為微處理器供電。
權(quán)利要求
1.一種電弧故障保護(hù)裝置，其特征在于包括信號(hào)采集單元、微處理器單元、脫扣器單元以及電源電路單元；信號(hào)采集單元，用于采集電氣電路中的電流信號(hào)；微處理器單元，與信號(hào)采集單元相連，用于接收信號(hào)采集單元所采集到的信號(hào)，判斷線路中是否存在故障電弧，并根據(jù)判斷結(jié)果控制脫扣器是否斷開電路；所述微處理器單元具有電弧故障檢測(cè)模塊；脫扣器單元，與微處理器相連，用于在電氣電路中發(fā)生電弧故障時(shí)斷開電路，從而起到保護(hù)電路的作用；電源電路單元，用于為信號(hào)采集單元、微處理器單元以及脫扣器單元提供電源。
2.如權(quán)利要求I所述電弧故障保護(hù)裝置，其特征在于所述信號(hào)采集單元包括電流互感器以及信號(hào)調(diào)理電路；該信號(hào)調(diào)理電路與微處理器單元相連，用于對(duì)電流互感器采集到的電流信號(hào)進(jìn)行放大、濾波。
3.如權(quán)利要求2所述電弧故障保護(hù)裝置，其特征在于所述微處理器單元具有A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將電流互感器采集到的電流信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
4.如權(quán)利要求3所述電弧故障保護(hù)裝置，其特征在于所述脫扣器單元包括脫扣器以及設(shè)置在脫扣器與微處理器單元之間的脫扣器驅(qū)動(dòng)電路。
5.如權(quán)利要求4所述電弧故障保護(hù)裝置，其特征在于所述電弧故障保護(hù)裝置還包括測(cè)試電路，該測(cè)試電路與電源電路單元以及微處理器單元相連，能夠向微處理器單元輸入測(cè)試信號(hào)，驅(qū)動(dòng)脫扣器斷開電路，用于判斷電弧故障保護(hù)裝置是否工作正常。
6.如權(quán)利要求5所述電弧故障保護(hù)裝置，其特征在于所述的電源電路單元包括開關(guān)電源以及電壓轉(zhuǎn)換芯片；其中開關(guān)電源與信號(hào)調(diào)理電路和測(cè)試電路相連；電壓轉(zhuǎn)換芯片與開關(guān)電源以及微處理器單元相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能夠?qū)﹄娀」收掀鸬奖Ｗo(hù)作用的電弧故障保護(hù)裝置，包括信號(hào)采集單元、微處理器單元、脫扣器單元以及電源電路單元。采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)的電弧故障保護(hù)裝置，通過電流互感器采集家庭電氣線路中的電流信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路處理后送入微處理器單元中進(jìn)行分析，通過分析來判斷當(dāng)時(shí)的電流是否符合發(fā)生電弧故障時(shí)的電流的特征，如果是，則判斷為發(fā)生了電弧故障，并給出故障信號(hào)，驅(qū)動(dòng)脫扣器及時(shí)斷開電路。本發(fā)明的電弧故障保護(hù)裝置，對(duì)于防范電弧引發(fā)的火災(zāi)，是有十分重要的意義。
文檔編號(hào)H02H3/00GK102611069SQ20121011447
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月18日
發(fā)明者王穎 申請(qǐng)人:天津市鴻遠(yuǎn)電氣設(shè)備有限公司