一种电气电弧火灾报警仪

技术领域

本发明涉及电气电弧火灾防护技术领域，尤其涉及一种电气电弧火灾报警仪。

背景技术

现有的空气开关是当电路内发生过负荷、短路、电压降低或消失时，能自动切断电路，进行可靠的保护，但是无法读取电流的波形，无法通过电流的的波形进行有效的判断故障，进而进行脱扣断电，家用电路常会出现线路接口松动，用电过程中会产生电弧，当电弧与火花掉落在可燃物上就会引起火灾，这样就会威胁到人员财产的安全。

发明内容

本发明提供了一种电气电弧火灾报警仪，旨在根据电流波形判断电路中是否出现故障并作出警示，从而有效的降低灾害的发生。

本发明提供了一种电气电弧火灾报警仪，其包括承载盒，所述承载盒上开设有电源输入端口、互感器输入端口以及报警器，所述承载盒内置电弧火灾识别系统，所述电弧火灾识别系统包括CPU模块以及前置于所述CPU模块的开关电源模块，所述CPU模块分别与电流采集模块和输出模块电性相连，所述电流采集模块通过所述互感器输入端口外接有套置于待测线路火线上的互感器，所述互感器用于实时对所述待测线路进行监控并将采集到的监控信息通过所述电流采集模块发送至所述CPU模块，在所述CPU模块内对所述电流采集模块传输来的监控信息进行运算并输出运算结果，所述输出模块根据所述运算结果判断是否启动所述报警器。

作为优选，进一步地，所述承载盒的安装方式为导轨卡安装。

作为优选，进一步地，所述CPU模块选用的型号为STC15W408AS。

作为优选，进一步地，所述输出模块包括第一电阻、第二电阻、NPN三极管以及所述报警器，所述第一电阻、第二电阻串联后与所述CPU模块的信号输出端口相连，所述第二电阻接地，所述NPN三极管与所述第二电阻相并联，所述NPN三极管的发射极接地，所述NPN三极管的基极连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间，所述NPN三极管的集电极与所述报警器相连，所述报警器根据所述CPU模块的信号输出端发出的信号判断是否打开。

本发明实施例通过电流采集模块将待测线路的电流信息转化为一定范围内转化为一定范围内的交流感应电压，之后将交流感应电压信息送入CPU模块采集电压值，再通过CPU模块内预先下载的算法程序换算出实际一次测电流值，根据电流的波形来判断电路中是否出现故障，若出现故障通过CPU模块的输出端口向输出模块发送信号，发出报警提醒周边人员，从而有效的降低灾害发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种电气电弧火灾报警仪的外部结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种电气电弧火灾报警仪的安装结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种电气电弧火灾报警仪的电弧火灾识别系统的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1-图3，是本发明实施例提供的一种电气电弧火灾报警仪的示意性框图，该电气电弧火灾报警仪包括承载盒，所述承载盒上开设有电源输入端口4(如图1中L和N)、互感器输入端口2以及报警器3，所述承载盒内置电弧火灾识别系统，所述电弧火灾识别系统包括CPU模块C以及前置于所述CPU模块C的开关电源模块A，所述CPU模块B分别与电流采集模块B和输出模块D电性相连，所述电流采集模块B通过所述互感器输入端口2(如图1中S1和S2)外接有套置于待测线路火线上的互感器5，所述互感器5用于实时对所述待测线路L进行监控并将采集到的监控信息通过所述电流采集模块B发送至所述CPU模块C，在所述CPU模块C内对所述电流采集模块B传输来的监控信息进行运算并输出运算结果，所述输出模块D根据所述运算结果判断是否启动所述报警器3。

具体地，将承载盒固定在待测空气开关旁，图1中包括空气开关的空开电源输入端口6、空开电源输出端口7，空开电源输出端口7与电源输入端口4相连，为电弧火灾识别系统的CPU模块C供电，通过电流采集模块将待测线路的电流信息转化为一定范围内转化为一定范围内的交流感应电压，之后将交流感应电压信息送入CPU模块采集电压值，再通过CPU模块内预先下载的算法程序换算出实际一次测电流值，根据电流的波形来判断电路中是否出现故障，若出现故障通过CPU模块的输出端口向输出模块发送信号，通过报警器发出报警提醒周边人员，从而有效的降低灾害发生，报警器可例如为蜂鸣报警器。在具体实现中，CPU模块将采集到的电流/电压信号进行细化分析，可例如分析10KHz至300KHz的有效判断波形。在实际电路中，由于负载的多样性，电网中的各类谐波纷繁复杂，信号处理和计算量过大，通过对特定特征频谱的分析可以有效降低计算量，提高了响应速度，降低误报率。本次发明通过软硬件的设计，可以准确地捕捉火灾电弧发生时产生的特征波形，区分了正常电弧和火灾电弧的波形突变。基于该原理，电气电弧火灾报警仪可以根据电流波形判断电路中是否出现故障电弧，从而有效的降低灾害的发生。

参见图2，在一实施例中，所述承载盒的安装方式为导轨卡1安装。

具体地，通过导轨卡1安装在需要的检测开关旁，固定好导轨卡1后，直接将承载盒卡入固定，安装拆卸都很方便。

参见图3，在一实施例中，所述CPU模块选用的型号为STC15W408AS。

具体地，CPU模块选用51系列的STC15W408AS，STC15W408AS系列单片机是STC生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是宽电压/高速/高可靠/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，采用STC第九代加密技术，无法解密，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成高精度R/C时钟(±0.3％)，±1％温飘(-40℃～+85℃)，常温下温飘±0.6％(-20℃～+65℃)，ISP编程时5MHz～35MHz宽范围可设置，可彻底省掉外部昂贵的晶振和外部复位电路(内部已集成高可靠复位电路，ISP编程时16级复位门槛电压可选)。3路CCP/PWM/PCA，8路高速10位A/D转换(30万次/秒)，1组超高速异步串行通信口(UART，可在3组管脚之间进行切换，分时复用可作3组串口使用)，1组高速同步串行通信端口SPI，针对串行口通信/电机控制/强干扰场合。内置比较器，功能更强大

参见图3，在一实施例中，所述电流采集模块包括对所述待测线路进行检测的预定匝数比的电压互感器、连接于所述电压互感器输出端的整流滤波模块以及连接于所述整流滤波模块输出端的分压限流模块，所述分压限流模块的输出端与所述CPU模块的采集端口相连。

具体地，通过一定匝数比的电压互感器，转化为一定范围内的交流感应电压，之后将交流感应电压整流滤波，经电阻分压限流送入CPU采集电压值，后经算法换算出实际一次测电流值。

参见图3，在一实施例中，所述输出模块包括第一电阻R4、第二电阻R5、NPN三极管Q1以及所述报警器，所述第一电阻R4、第二电阻R5串联后与所述CPU模块C的信号输出端口OUT1相连，所述第二电阻接地R5，所述NPN三极管Q1与所述第二电阻R5相并联，所述NPN三极管Q1的发射极接地，所述NPN三极管Q1的基极连接于所述第一电阻R4与所述第二电阻R5之间，所述NPN三极管1Q的集电极与所述报警器相连，所述报警器根据所述CPU模块的信号输出端发出的信号判断是否打开。

具体地，CPU模块通过程序算法，计算出结果，若判断为故障，CPU输出一个控制信号，控制报警器发出警报声，若判断无故障，则不动作。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。