[发明专利]快速电气防火限流保护装置

说明书

本发明公开了快速电气防火限流保护装置，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.本装置将负载电流进行归一化处理，使得微处理器进行短路判断时所依据的实时归一化电流相对变化率drt的数值始终保持在0‑1之间，且无论负载额定电流为何值时阈值表是相同的，也即，当负载额定电流为10A或32A或63A等数值时，其标准归一化电流相对变化率drti的值均相同，无需针对不同的负载更换不同的限流保护装置，该装置即可适配大部分的额定电流的负载，尤其是64A以下的负载电路。

技术领域

本发明涉及快速电气防火限流保护装置。

背景技术

近年来，我国电气火灾事故呈逐年上升趋势，据统计，电气火灾在各类火灾事故中占比高达30.2％，其中重特大电气火灾占重特大火灾总数的70％。近三年，由电气故障引起的电气火灾更是频频发生，导致巨大的人身伤亡和财产损失。而由于建筑物中的电气化设备复杂化，因电器短路和过载而引起的火灾现象也越来越普遍，相关的火灾案例也随之增加。

在实际线路中，由于短路、过载等原因而产生的局部高温所导致的火灾称为过热型火灾。过热型火灾防范技术是基于电流超过给定的整定值时过流保护器切断电路，但是由于过流保护器的动作时间在几十到几百毫秒之间，所以在切断电路前电路的电流已经上升至额定电流的数百倍，很容易产生高温引发火灾。

因此，有效的避免因短路故障所引发的火灾，关键在于如何实现快速限流。当电路发生短路故障时，检测系统能在极短的时间内进行检测并分断，使得短路电流仅仅被限制在额定电流的数倍时就被限流分断，有效减少了短路故障释放的能量，极大程度的降低了电气火灾发生的几率。

为了实现快速的限流保护，现有的技术通过设置相关阈值判断短路，利用快速电子开关实现电路的分断，例如实时电流值、相邻两次负载电流差值相对于时间的变化率等，当实际检测到的特征值超过预设的阈值时，保护器将进行分断过程。

如中国发明专利申请号为201910504259.2、名称为一种限流式电气防火短路保护装置及短路保护方法，其采用的就是将相邻两次负载电流数据差值相对于时间的变化率与参考变化率进行比较，判断是否短路。该装置具有如下缺点：

1.负载不同，电流不同，需要针对不同额定电流设置不同的参考变化率也即阈值，通用性差；

2.采用该种方式计算出来的变化率数值较大，噪声也会被放大；

3.参考变化率也即阈值的设置受主观因素影响，通常参考变化率也即阈值为人为设置一个恒定值，缺乏可靠性，若阈值设置较大，则会延长检测时间；若阈值设置较小，会出现误判。

发明内容

本发明提供了快速电气防火限流保护装置，其克服了背景技术所存在的不足。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

快速电气防火限流保护装置，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；