CN105092953B - 一种剩余电流探测器及火灾报警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电气火灾报警领域，具体为一种剩余电流探测器及火灾报警系统，其使用简单安全，大大提高了安装及使用的便利性，一种剩余电流探测器，其包括CPU单元，所述CPU单元电控连接总线收码回码电路、剩余电流检测电路，所述总线收码回码电路电控连接无极性二总线输入模块，所述CPU单元、总线收码回码电路、剩余电流检测电路、无极性二总线输入模块均电控连接总线供电电路，一种火灾报警系统，其包括火灾报警控制器，所述火灾报警控制器电控连接上述的剩余电流探测器。
Description
技术领域
本发明涉及电气火灾报警领域，具体为一种剩余电流探测器及火灾报警系统。
背景技术
近年来我国电气火灾发生事故呈上升趋势，《高规GB50045-2005》中提出要设置剩余电流探测器，准确实时监控电气线路的故障和异常状态，及时发现电气火灾的隐患，及时报警、提醒有关人员去消除这些隐患，避免电气火灾的发生，这无疑是防止电气火灾的一个有力措施。我国政府主管部门也高度重视，相继出台了相关强制性标准规范，实践表明，安装剩余电流探测器，可以有效防止电气火灾的发生，从而保护人们生命财产安全。
剩余电流探测器的作用是在采集到的剩余电流信号超限后，发出信号指示出报警位置或给火灾报警控制器，提醒人们疏散和逃离现场。市面上的剩余电流探测器大多采用485通讯电路和现场取电方式设计；485总线是有极性总线，容易正负极接反，现场取电方式220V电压是非安全电压，容易触电，给安装及使用带来诸多不便。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种剩余电流探测器及使用该电流探测器的火灾报警系统，其使用简单安全，大大提高了安装及使用的便利性。
其技术方案是这样的：一种剩余电流探测器，其特征在于，其包括CPU单元，所述CPU单元电控连接总线收码回码电路、剩余电流检测电路，所述总线收码回码电路电控连接无极性二总线输入模块，所述CPU单元、总线收码回码电路、剩余电流检测电路、无极性二总线输入模块均电控连接总线供电电路。
其进一步特征在于，所述CPU单元包括单片机U2，所述单片机U2连接ISP接口P2，所述无极性二总线输入模块包括BUS接口P1，所述BUS接口P1的第一管脚连接电阻R5一端、第二管脚连接电阻R1一端，所述电阻R5另一端连接电容C6一端、二极管器件V1的第二管脚、二极管器件V2的第一管脚，所述电阻R1另一端连接电容C1一端、所述二极管器件V1的第一管脚、所述二极管器件V2的第二管脚，所述电容C6另一端、所述电容C1另一端均与所述二极管器件V1的第三管脚相连并接地，所述二极管器件V2的第三管脚连接二极管器件V3的第一管脚、第二管脚；
所述总线收码回码电路包括三极管Q4，所述三极管Q4的基极通过电阻R10连接所述单片机U2的第十管脚，所述三极管Q4的集电极连接电阻R8一端，所述电阻R8另一端连接电阻R6一端、所述二极管器件V2的第三管脚，所述电阻R6另一端连接电阻R7一端、电容C7一端、电阻R11一端，所述电阻R7另一端、电容C7另一端均连接三极管Q3的基极，所述三极管Q3的集电极连接VCC、发射极连接电阻R12一端、所述单片机U2的第十一管脚，所述电阻R12另一端、所述电阻R11另一端、所述三极管Q4的发射极均接地；
所述剩余电流检测电路包括CT接口P3，所述CT接口P3的第二管脚连接TVS二极管D6一端、电容C10一端，所述电容C10另一端连接电阻R29一端、电阻R25一端、电容C11一端、二极管D7的负极、放大器U3B的第五管脚，所述放大器U3B的第六管脚连接电阻R24一端、电容C9一端、电阻R26一端、电阻R28一端，所述电阻R24另一端、电容C9另一端连接二极管D4的负极，所述二极管D4的正极连接二极管D5的正极、所述放大器U3B的第七管脚，所述二极管D5的负极连接电阻R27一端、电容C13一端、电容C14一端、所述单片机U2的第三管脚，所述CT接口P3的第一管脚、所述TVS二极管D6另一端、所述电阻R29另一端、所述电阻R25另一端、所述电容C11另一端、所述二极管D7的正极、所述电阻R26另一端、所述电阻R28另一端、所述电阻R27另一端、所述电容C13另一端、所述电容C14另一端均接地；
所述总线供电电路包括稳压芯片U1，所述稳压芯片U1的第二管脚连接电阻R2一端，所述电阻R2另一端连接电容C4一端、电容C2一端、二极管器件V3的第三管脚，所述稳压芯片U1的第三管脚连接电容C3一端、电容C5一端、电容C15一端，所述电容C2另一端、所述电容C4另一端、所述稳压芯片U1的第一管脚、所述电容C3另一端、所述电容C5另一端、所述电容C15另一端均接地；
所述CPU单元还电控连接故障检测电路、故障报警电路、超限报警电路，所述故障检测电路、故障报警电路、超限报警电路均电控连接总线供电电路；
所述故障检测电路包括电阻R14，所述电阻R14一端连接所述单片机U2的第九管脚和第十二管脚、另一端连接所述CT接口的第二管脚和电阻R15一端，所述电阻R15另一端连接二极管D8一端，所述二极管D8另一端连接电阻R3一端、电容C8一端、放大器U3A的第三管脚、所述二极管D5的负极，所述放大器U3A的第二管脚连接电阻R20一端、电阻R13一端，所述电阻R20另一端、所述电阻R3另一端、所述电容C8另一端均接地，所述电阻R13另一端连接电阻R16一端、所述放大器U3A的第一管脚，所述电阻R16另一端连接所述单片机U2的第十三管脚；
所述超限报警电路包括三极管Q6，所述三极管Q6的基极连接电阻R22一端，所述电阻R22另一端连接所述单片机U2的第六管脚，所述三极管Q6的集电极连接发光二极管D2的负极，所述发光二极管D2的正极连接电阻R18一端，所述电阻R18另一端连接24V电压，所述故障报警电路包括三极管Q7，所述三极管Q7的基极连接电阻R23一端，所述电阻R23另一端连接所述单片机U2的第五管脚，所述三极管Q7的集电极连接发光二极管D3的负极，所述发光二极管D3的正极连接电阻R19一端，所述电阻R19另一端连接24V电压。
一种火灾报警系统，其特征在于，其包括火灾报警控制器，所述火灾报警控制器电控连接上述的剩余电流探测器。
采用本发明的剩余电流探测器后，无极性二总线输入模块可以实现无极性切换，避免了接反的情况出现，使用简单安全，大大提高了安装及使用的便利性，火灾报警控制器与其连接同样简单安全。
附图说明
图1为本发明中剩余电流探测器模块示意图；
图2为CPU单元电路示意图；
图3为无极性二总线输入模块、总线收码回码电路、总线供电电路示意图；
图4为剩余电流检测电路与故障检测电路示意图；
图5为故障报警电路与超限报警电路示意图；
图6为本发明中火灾报警系统示意图。
具体实施方式
见图1，图2，图3，图4，图5所示，一种剩余电流探测器，其包括CPU单元，CPU单元电控连接总线收码回码电路、剩余电流检测电路，总线收码回码电路电控连接无极性二总线输入模块，CPU单元、总线收码回码电路、剩余电流检测电路、无极性二总线输入模块均电控连接总线供电电路，CPU单元还电控连接故障检测电路、故障报警电路、超限报警电路，故障检测电路、故障报警电路、超限报警电路均电控连接总线供电电路，起到故障检测并报警的作用。
CPU单元包括单片机U2，具体为16F684单片机，单片机U2连接ISP接口P2，无极性二总线输入模块包括BUS接口P1，BUS接口P1的第一管脚连接电阻R5一端、第二管脚连接电阻R1一端，电阻R5另一端连接电容C6一端、二极管器件V1的第二管脚、二极管器件V2的第一管脚，电阻R1另一端连接电容C1一端、二极管器件V1的第一管脚、二极管器件V2的第二管脚，电容C6另一端、电容C1另一端均与二极管器件V1的第三管脚相连并接地，二极管器件V2的第三管脚连接二极管器件V3的第一管脚、第二管脚，二极管器件V1、二极管器件V2实现无极性切换。
总线收码回码电路包括三极管Q4，三极管Q4的基极通过电阻R10连接单片机U2的第十管脚，三极管Q4的集电极连接电阻R8一端，电阻R8另一端连接电阻R6一端、二极管器件V2的第三管脚，电阻R6另一端连接电阻R7一端、电容C7一端、电阻R11一端，电阻R7另一端、电容C7另一端均连接三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极连接VCC、发射极连接电阻R12一端、单片机U2的第十一管脚，电阻R12另一端、电阻R11另一端、三极管Q4的发射极均接地，三极管Q4及相关电路元件实现回码，三极管Q3及相关电路元件实现收码。
剩余电流检测电路包括CT接口P3，CT接口P3的第二管脚连接TVS二极管D6一端、电容C10一端，电容C10另一端连接电阻R29一端、电阻R25一端、电容C11一端、二极管D7的负极、放大器U3B的第五管脚，放大器U3B的第六管脚连接电阻R24一端、电容C9一端、电阻R26一端、电阻R28一端，电阻R24另一端、电容C9另一端连接二极管D4的负极，二极管D4的正极连接二极管D5的正极、放大器U3B的第七管脚，二极管D5的负极连接电阻R27一端、电容C13一端、电容C14一端、单片机U2的第三管脚，CT接口P3的第一管脚、TVS二极管D6另一端、电阻R29另一端、电阻R25另一端、电容C11另一端、二极管D7的正极、电阻R26另一端、电阻R28另一端、电阻R27另一端、电容C13另一端、电容C14另一端均接地，放大器U3B及相关电路元件实现剩余电流信号的采集和放大，当电流互感器检测到剩余电流后，经电容C10藕合到电阻R25两端，放大器U3B放大后送到单片机U2进行AD转换，当检测到剩余电流超限后发出超限报警信号。
总线供电电路为各电路供电，其包括稳压芯片U1，稳压芯片U1的第二管脚连接电阻R2一端，电阻R2另一端连接电容C4一端、电容C2一端、二极管器件V3的第三管脚，稳压芯片U1的第三管脚连接电容C3一端、电容C5一端、电容C15一端，电容C2另一端、电容C4另一端、稳压芯片U1的第一管脚、电容C3另一端、电容C5另一端、电容C15另一端均接地。
故障检测电路包括电阻R14，电阻R14一端连接单片机U2的第九管脚和第十二管脚、另一端连接CT接口的第二管脚和电阻R15一端，电阻R15另一端连接二极管D8一端，二极管D8另一端连接电阻R3一端、电容C8一端、放大器U3A的第三管脚、二极管D5的负极，放大器U3A的第二管脚连接电阻R20一端、电阻R13一端，电阻R20另一端、电阻R3另一端、电容C8另一端均接地，电阻R13另一端连接电阻R16一端、放大器U3A的第一管脚，电阻R16另一端连接单片机U2的第十三管脚，放大器U3A及相关电路元件实现故障检测，当电流互感器连接线断线后，流经互感器的微弱检测电流消失，导致电流流经电阻R15、二极管D8、电阻R3，在电阻R3上产生故障电压，经放大器U3A放大后，将故障信号交给单片机U2，发出故障信号。
超限报警电路包括三极管Q6，三极管Q6的基极连接电阻R22一端，电阻R22另一端连接单片机U2的第六管脚，三极管Q6的集电极连接发光二极管D2的负极，发光二极管D2的正极连接电阻R18一端，电阻R18另一端连接24V电压，故障报警电路包括三极管Q7，三极管Q7的基极连接电阻R23一端，电阻R23另一端连接单片机U2的第五管脚，三极管Q7的集电极连接发光二极管D3的负极，发光二极管D3的正极连接电阻R19一端，电阻R19另一端连接24V电压，本发明中发光二极管D2为黄色指示灯，发光二极管D3为红色指示灯，正常工作时，红色指示灯闪亮，黄灯不亮；当发生故障时仅亮黄灯，当发生超限时仅亮红灯（常亮）。
见图6所示。一种火灾报警系统，其包括火灾报警控制器，火灾报警控制器电控连接N个上述剩余电流探测器，为达到多点监控目的，形成组网。
Claims (7)
1.一种剩余电流探测器，其特征在于，其包括CPU单元，所述CPU单元电控连接总线收码回码电路、剩余电流检测电路，所述总线收码回码电路电控连接无极性二总线输入模块，所述CPU单元、总线收码回码电路、剩余电流检测电路、无极性二总线输入模块均电控连接总线供电电路；所述CPU单元包括单片机U2，所述单片机U2连接ISP接口P2，所述无极性二总线输入模块包括BUS接口P1，所述BUS接口P1的第一管脚连接电阻R5一端、第二管脚连接电阻R1一端，所述电阻R5另一端连接电容C6一端、二极管器件V1的第二管脚、二极管器件V2的第一管脚，所述电阻R1另一端连接电容C1一端、所述二极管器件V1的第一管脚、所述二极管器件V2的第二管脚，所述电容C6另一端、所述电容C1另一端均与所述二极管器件V1的第三管脚相连并接地，所述二极管器件V2的第三管脚连接二极管器件V3的第一管脚、第二管脚；所述总线收码回码电路包括三极管Q4，所述三极管Q4的基极通过电阻R10连接所述单片机U2的第十管脚，所述三极管Q4的集电极连接电阻R8一端，所述电阻R8另一端连接电阻R6一端、所述二极管器件V2的第三管脚，所述电阻R6另一端连接电阻R7一端、电容C7一端、电阻R11一端，所述电阻R7另一端、电容C7另一端均连接三极管Q3的基极，所述三极管Q3的集电极连接VCC、发射极连接电阻R12一端、所述单片机U2的第十一管脚，所述电阻R12另一端、所述电阻R11另一端、所述三极管Q4的发射极均接地。
2.根据权利要求1所述的一种剩余电流探测器，其特征在于，所述剩余电流检测电路包括CT接口P3，所述CT接口P3的第二管脚连接TVS二极管D6一端、电容C10一端，所述电容C10另一端连接电阻R29一端、电阻R25一端、电容C11一端、二极管D7的负极、放大器U3B的第五管脚，所述放大器U3B的第六管脚连接电阻R24一端、电容C9一端、电阻R26一端、电阻R28一端，所述电阻R24另一端、电容C9另一端连接二极管D4的负极，所述二极管D4的正极连接二极管D5的正极、所述放大器U3B的第七管脚，所述二极管D5的负极连接电阻R27一端、电容C13一端、电容C14一端、所述单片机U2的第三管脚，所述CT接口P3的第一管脚连接所述TVS二极管D6另一端、所述电阻R29另一端、所述电阻R25另一端、所述电容C11另一端、所述二极管D7的正极、所述电阻R26另一端、所述电阻R28另一端、所述电阻R27另一端、所述电容C13另一端、所述电容C14另一端。
3.根据权利要求1所述的一种剩余电流探测器，其特征在于，所述总线供电电路包括稳压芯片U1，所述稳压芯片U1的第二管脚连接电阻R2一端，所述电阻R2另一端连接电容C4一端、电容C2一端、二极管器件V3的第三管脚，所述稳压芯片U1的第三管脚连接电容C3一端、电容C5一端、电容C15一端，所述电容C2另一端、所述电容C4另一端、所述稳压芯片U1的第一管脚、所述电容C3另一端、所述电容C5另一端、所述电容C15另一端均接地。
4.根据权利要求1所述的一种剩余电流探测器，其特征在于，所述CPU单元还电控连接故障检测电路、故障报警电路、超限报警电路，所述故障检测电路、故障报警电路、超限报警电路均电控连接总线供电电路。
5.根据权利要求4所述的一种剩余电流探测器，其特征在于，所述故障检测电路包括电阻R14，所述电阻R14一端连接所述单片机U2的第九管脚和第十二管脚、另一端连接所述CT接口的第二管脚和电阻R15一端，所述电阻R15另一端连接二极管D8一端，所述二极管D8另一端连接电阻R3一端、电容C8一端、放大器U3A的第三管脚、所述二极管D5的负极，所述放大器U3A的第二管脚连接电阻R20一端、电阻R13一端，所述电阻R20另一端、所述电阻R3另一端、所述电容C8另一端均接地，所述电阻R13另一端连接电阻R16一端、所述放大器U3A的第一管脚，所述电阻R16另一端连接所述单片机U2的第十三管脚。
6.根据权利要求4所述的一种剩余电流探测器，其特征在于，所述超限报警电路包括三极管Q6，所述三极管Q6的基极连接电阻R22一端，所述电阻R22另一端连接所述单片机U2的第六管脚，所述三极管Q6的集电极连接发光二极管D2的负极，所述发光二极管D2的正极连接电阻R18一端，所述电阻R18另一端连接24V电压，所述故障报警电路包括三极管Q7，所述三极管Q7的基极连接电阻R23一端，所述电阻R23另一端连接所述单片机U2的第五管脚，所述三极管Q7的集电极连接发光二极管D3的负极，所述发光二极管D3的正极连接电阻R19一端，所述电阻R19另一端连接24V电压。
7.一种火灾报警系统，其特征在于，其包括火灾报警控制器，所述火灾报警控制器电控连接权利要求1所述的的剩余电流探测器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Agency town of Huishan District in Jiangsu province Wuxi City Luo 214187 State Road 312 Zhang bridge section Applicant after: WUXI BRIGHTSKY ELECTRONIC Co.,Ltd. Address before: Agency town of Huishan District in Jiangsu province Wuxi City Luo 214187 State Road 312 Zhang bridge section Applicant before: WUXI BRIGHTSKY ELECTRONIC Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Residual current detector and fire alarm system Effective date of registration: 20221108 Granted publication date: 20180713 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd. Wuxi Huishan branch Pledgor: WUXI BRIGHTSKY ELECTRONIC Co.,Ltd. Registration number: Y2022980021063 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |