[发明专利]电气防火限流式保护器

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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：

1.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。

发明内容

本发明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，本发明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。