[发明专利]快速电气防火限流保护装置

权利要求书

1.快速电气防火限流保护装置，其特征在于：它包括过零检测模块、变化率归一化模块、微处理器、电流传感器、主控开关和负载电路；

过零检测模块用于检测负载电流的过零信号，并将负载电流的正弦信号转化为方波信号，其并联于负载电路中，其输出端与微处理器相连；

电流传感器用于采集负载电路的电流并将负载电流信号转换为电压信号，其输入端串联于负载电路中，其输出端与变化率归一化模块输入端相连；

主控开关串联于负载电路中，其与微处理器相连，通过微处理器控制主控开关导通或断开；

变化率归一化模块用于计算实时归一化电流相对变化率drt并将实时归一化电流相对变化率drt传递给微处理器，其按照采样时间间隔dt实时采集负载电流值，将当前时刻采集到的电流值减去上一时刻采集到的电流值，并将结果取绝对值，再将取完绝对值后的数据除以当前时刻电流值的绝对值与上一时刻电流值的绝对值的和，最终得到实时归一化电流相对变化率drt，所述变化率归一化模块输出端与微处理器相连；

微处理器内置有阈值表，阈值表中的阈值为标准正弦信号当前值与上一时刻值的差的绝对值除以当前值绝对值与上一时刻值绝对值的和而得到的标准归一化电流相对变化率drti；

微处理器等待过零触发信号，设定每dt秒接收一次实时归一化电流相对变化率drt并与阈值表中对应的标准归一化电流相对变化率drti进行比较，若连续N次接收到drt大于drti，则微处理器判断负载电路发生短路，并控制主控开关断开实现短路保护。

2.根据权利要求1所述的快速电气防火限流保护装置，其特征在于：所述变化率归一化模块包括比例电路、延时电路、减法电路、第一精密全波整流电路、除法电路、开方电路、第二精密全波整流电路、第三精密全波整流电路和加法电路，比例电路输入端与电流传感器输出端相连、其输出端与延时电路输入端、减法电路输入端均相连，延时电路输出端与减法电路输入端相连，减法电路输出端与第一精密全波整流电路输入端相连，第一精密全波整流电路输出端与除法电路输入端相连，第二精密全波整流电路输入端与延时电路输出端相连，第三精密全波整流电路输入端与比例电路输出端相连，第二精密全波整流电路输出端与第三精密全波整流电路输出端均与加法电路输入端相连，加法电路输出端与除法电路输入端相连，除法电路输出端与开方电路输入端相连，开方电路输出端与微处理器相连。

3.根据权利要求1所述的快速电气防火限流保护装置，其特征在于：所述过零检测模块包括电压补偿电路和过零检测电路，过零检测电路采用高速光电耦合器进行检测，高速光电耦合器输出端与微处理器相连；所述电压补偿电路用于补偿高速光电耦合器的正向压降，其输入端与负载电路并联连接，其输出端与过零检测电路输入端相连。

4.根据权利要求1所述的快速电气防火限流保护装置，其特征在于：还包括有效值获取模块和按键输入模块：

所述有效值获取模块用于对负载电流进行处理以得到负载电流的有效值，其输入端与电流传感器输出端相连，其输出端与微处理器相连；

所述按键输入模块用于设置参考过载阈值以及控制主控开关的复位，其与微处理器相连；

微处理器每经过每个半波时刷新一次采集到的电流有效值，同时微处理器经过每个半波时刷新一次来自按键输入模块的过载阈值，并将电流有效值与过载阈值进行比较，当电流有效值连续n次超过过载阈值时，微处理器判断负载电路发生过载且控制主控开关断开。

5.根据权利要求4所述的快速电气防火限流保护装置，其特征在于：所述有效值获取模块包括依次串联的低通滤波电路、第四精密全波整流电路和电容滤波电路，低通滤波电路输入端与电流传感器输出端相连，电容滤波电路输出端与微处理器相连。

6.根据权利要求4所述的快速电气防火限流保护装置，其特征在于：还包括显示模块，其用于显示参考过载阈值以及显示线路是否短路或过载的状态，其输入端与微处理器相连。

7.根据权利要求4所述的快速电气防火限流保护装置，其特征在于：还包括报警模块，其用于在负载电路发生短路或过载时发出声光报警信号，其输入端与微处理器相连。