CN204029101U - 一种基于改进型二总线的电气火灾监控探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于改进型二总线的电气火灾监控探测器，包括剩余电流互感器、信息处理单元、改进型二总线通信电路、磁保持继电器电路、LED指示电路，剩余电流互感器输出端与信息处理单元连接，信息处理单元与改进型二总线通信电路双向连通，信息处理单元输出端分别与磁保持继电器电路、LED指示电路连接。通过低功耗MCU配合改进型二总线通信电路能够避免传统电气火灾监控探测器现场布线繁琐，通信距离较短，带载能力不够等问题，现场布线方便，提高通信距离、带载能力及响应速率，满足应用要求。

Description

一种基于改进型二总线的电气火灾监控探测器

技术领域

本实用新型属于电气火灾监控系统领域，特别是涉及一种基于改进型二总线的电气火灾监控探测器。

背景技术

目前在电力系统中，由于用电设备使用不当、设备故障、配电线路过载、线路绝缘老化、短路等引起的火灾日益增加，电气火灾监控系统在现场的应用越来越广泛。现有的剩余电流式电气火灾监控探测器多采用剩余电流互感器和信息处理单元分开安装的安装方式，很容易出现传感器与信息处理单元间的连线断路、短路或接错等问题，可靠性较低。而且目前大部分探测器多需要外接辅助电源为其供电，主流的有取自配电箱内的AC220V交流电及监控设备提供的DC24V电源。

使用来自配电箱的AC220V交流电时，配电箱未上电时探测器无法工作，且当现场由于断零出现三相负载不平衡或接入非线性负载导致的正弦波畸变可能会损坏探测器内部的电源电路。另工程安装中常因将电源线，通信总线或传感器信号线接错而损坏探测器的内部电路。使用监控设备提供的DC24V电源时,则需从控制室向现场布线，成本高、工程量大，考虑到探测器的功耗及线路上的损耗，整个系统的监控容量较小。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型提出一种基于改进型二总线的电气火灾监控探测器，通过低功耗MCU配合改进型二总线通信电路能够避免传统电气火灾监控探测器现场布线繁琐，通信距离较短，带载能力不够等问题，现场布线方便，提高通信距离、带载能力及响应速率，满足应用要求。

技术方案：本实用新型所述的一种基于改进型二总线的电气火灾监控探测器，包括剩余电流互感器、信息处理单元、改进型二总线通信电路、磁保持继电器电路、LED指示电路，剩余电流互感器输出端与信息处理单元连接，信息处理单元与改进型二总线通信电路双向连通，信息处理单元输出端分别与磁保持继电器电路、LED指示电路连接。

所述信息处理单元包括信号调理电路和MCU电路，信号调理电路采集剩余电流互感器探测的剩余电流值后输送到MCU电路。

所述信号调理电路包含采样电阻和RC滤波电路。

所述MCU电路采用MSP430系列微处理器。

所述剩余电流互感器与信息处理单元为一体式安装。

所述改进型二总线通信电路包括XY001通信芯片。

所述磁保持继电器电路包括控制芯片和磁保持继电器。

所述LED指示电路包括三个高亮LED指示灯。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型采用模块化电路设计，线路简洁可靠，可实时监测现场电气线路的剩余电流值，当监测值大于预设的报警阀值，探测器发出报警信息，并上传至监控设备，以判断和预警造成电气火灾的隐患。且本实用新型现场布线方便，最长通信距离提高至2km，回路带载能力提高，大大提高了监控探测器的可靠性和实时性。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的电路图。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型所述的一种基于改进型二总线的电气火灾监控探测器，包括剩余电流互感器1、信号调理电路2、MCU电路3、改进型二总线通信电路4、磁保持继电器电路5、LED指示电路6。信号调理电路2、MCU电路3构成信息处理单元，信息处理单元与剩余电流传感器一体式安装，两者间以螺钉固定，连接稳定可靠。MCU电路3分别与改进型二总线通信电路4、磁保持继电器电路5、LED指示电路6连接，其中MCU电路3与改进型二总线通信电路4双向连接。剩余电流互感器1采集现场的剩余电流大小，以1000：1的比例将信号送入信号调理电路2。信号调理电路2采集剩余电流互感器1探测到的现场剩余电流值，经过RC滤波后送入MCU电路3，被测信号被引入芯片进行数据处理，处理过后的数据经改进型二总线通信电路4传输至后台监控设备，当监测值大于预设的报警阀值，MCU电路3点亮LED指示电路6的指示灯，同时闭合磁保持继电器电路5，断开故障回路。

MCU电路3使用TI公司的MSP430系列微处理器MSP430AFE253，芯片提供A/D采样，被测信号被引入芯片进行数据处理并将处理数据传送改进型二总线通信电路4转换输出。

信号调理电路2将电网参数转换成MCU电路3能够测量的安全工作信号及提供被测信号的硬件滤波处理功能。

改进型二总线通信电路4由专用芯片XY100构成，除了将MCU电路3处理后的数据传输至监控设备外，还可以为整个系统提供电源，免去了外接的辅助电源；总线接收信号由芯片BUS脚接收，经芯片内部解调处理后由RXD脚输出TTL信号给MCU电路3，总线发送信号则由MCU电路3的TTL信号由TXD引脚输入芯片，在总线上形成调制信号；其中瞬态抑制二极管ZD1跨接于总线两端，防止总线电压瞬态尖峰损坏芯片；VD1，VD2，VD3，VD4四个二极管构成整流桥，防止总线正负极性接反损坏系统；VD6为防反二极管，防止总线短路时，电流倒灌损坏芯片。R9，C11组成RC滤波电路，滤除总线上的干扰信号，保证通信的可靠性。E1为储能电容，当总线上为高电平时，为E1充电且为整个系统提供电源，当总线为低电平时，储能电容E1放电，为整个系统提供电源，免去了外接的辅助电源

磁保持继电器电路5由控制芯片BL8023及带一组常开触点的磁保持继电器构成，在探测器检测到剩余电流过大时切断供电回路。

LED指示电路6由三颗高亮LED指示灯构成，由MCU电路3的GPIO口控制点亮、熄灭，正常状态下仅点亮工作指示灯，当探测器监测到剩余电流过大时，同时点亮报警指示灯。

本实用新型采用模块化电路设计，线路简洁可靠，剩余电流互感器1与信息处理单元为一体式安装，两者以螺钉连接，连接方式稳定可靠；剩余电流互感器1探测现场剩余电流值，经过信号调理电路2对其放大，滤波后送入MCU电路3进行处理，改进型二总线通信电路4不但可以将MCU电路3处理过后的信息上传至后台的监控设备，还可以为整个系统提供3.3V电源，无需外接辅助电源，当MCU电路3判断测得的剩余电流值大于预设的报警阀值，MCU电路3会点亮LED指示电路6的指示灯，同时将信息通过改进型二总线通信电路4上传至后台监控设备。本实用新型可实时监测现场电气线路的剩余电流值，当监测值大于预设的报警阀值，探测器发出报警信息，并上传至监控设备，以判断和预警造成电气火灾的隐患。

Claims (8)

1.一种基于改进型二总线的电气火灾监控探测器，其特征在于，包括剩余电流互感器(1)、信息处理单元、改进型二总线通信电路(4)、磁保持继电器电路(5)、LED指示电路(6)，剩余电流互感器(1)输出端与信息处理单元连接，信息处理单元与改进型二总线通信电路(4)双向连通，信息处理单元输出端分别与磁保持继电器电路(5)、LED指示电路(6)连接。

2.根据权利要求1所述的基于改进型二总线的电气火灾监控探测器，其特征在于，所述信息处理单元包括信号调理电路(2)和MCU电路(3)，信号调理电路(2)采集剩余电流互感器(1)探测的剩余电流值后输送到MCU电路(3)。

3.根据权利要求2所述的基于改进型二总线的电气火灾监控探测器，其特征在于，所述信号调理电路(2)包含采样电阻和RC滤波电路。

4.根据权利要求2所述的基于改进型二总线的电气火灾监控探测器，其特征在于，所述MCU电路(3)采用MSP430系列微处理器。

5.根据权利要求1所述的基于改进型二总线的电气火灾监控探测器，其特征在于，所述剩余电流互感器(1)与信息处理单元为一体式安装。

6.根据权利要求1所述的基于改进型二总线的电气火灾监控探测器，其特征在于，所述改进型二总线通信电路(4)包括XY001通信芯片。

7.根据权利要求1所述的基于改进型二总线的电气火灾监控探测器，其特征在于，所述磁保持继电器电路(5)包括控制芯片和磁保持继电器。

8.根据权利要求1所述的基于改进型二总线的电气火灾监控探测器，其特征在于，所述LED指示电路(6)包括三个高亮LED指示灯。