CN209928566U - 一种电气火灾引火源探测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电气火灾引火源探测装置，包括采集模块、A/D转换模块和MCU微处理单元模块；采集模块中第一钳形电流互感器用于夹持待检线路中的火线，并将采集到的火线上的电流信号通过A/D转换模块转换为数字信号后传送给MCU微处理单元模块；第二钳形电流互感器用于夹持待检线路中的火线和零线，并将采集到的漏电电流信号通过A/D转换模块转换为数字信号后传送给MCU微处理单元模块；MCU微处理单元模块根据接收到的电流信号进行故障识别判定，并接收工作状态选择信号，判定数据输出方式。本实用新型能够有效检测到待检线路中的电流，并可以灵活的选择工作状态，即可将检测结果进行远程传送，又方便在检测现场即使获取故障类型，方便实用。

Description

一种电气火灾引火源探测装置

技术领域

本实用新型涉及电气故障检测技术领域，具体为一种电气火灾引火源探测装置。

背景技术

随着我国国民经济的快速发展，用电设备的日益增多，电气线路结构日益复杂，所引起的电气火灾隐患也愈加严重，且一旦酿成火灾，对人民群众的生命财产将会造成重大损失。在各类电气火灾中，由电气线路故障造成的火灾比例是最高的，因此，定期对电气线路进行检查，及时探测出电气火灾引火源，对降低电气火灾的发生有着重大意义。传统的电气火灾监控系统只能固定在电气线路的总线，但是对于支线的局部过流，接触不良电弧等可能引发电气火灾的故障无法做到有效的监测。同时，检测功能单一，无法覆盖大多数的电气火灾引火源故障。因此，传统的电气火灾监控系统对预防电气火灾的功能十分有限。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种方便实用的电气火灾引火源探测装置。技术方案如下：

一种电气火灾引火源探测装置，包括采集模块、A/D转换模块和MCU微处理单元模块；

采集模块包括第一钳形电流互感器和第二钳形电流互感器；第一钳形电流互感器用于夹持待检线路中的火线，并将采集到的火线上的电流信号通过A/D转换模块转换为数字信号后传送给MCU微处理单元模块；第二钳形电流互感器用于夹持待检线路中的火线和零线，并将采集到的漏电电流信号通过A/D转换模块转换为数字信号后传送给MCU微处理单元模块；

MCU微处理单元模块根据接收到的电流信号进行故障识别判定，并接收工作状态选择信号，判定数据输出方式。

进一步的，所述工作状态选择信号包括“远程”和“在线”，分别通过相应的按键连接到MCU微处理单元模块的信号接收端口。

更进一步的，还包括用于将故障识别判定结果发送到移动终端，并接受移动终端控制信号的程数据传输GSM/GPRS模块。

更进一步的，所述MCU微处理单元模块还连接到分别代表电弧故障、短路故障、漏电故障和过流故障、连接的各指示灯和蜂鸣器，以及两个探测端口探测到电流的指示灯。

更进一步的，还包括电源模块，电源模块分别为A/D转换模块、GSM/GPRS模块和MCU微处理单元模块供电，并通过电压测量模块连接到MCU微处理单元模块限号接收端口。

本实用新型的有益效果是：本实用新型能够有效检测到待检线路中的电流，并可以灵活的选择工作状态，具备多种数据输出方式，即可将检测结果进行远程传送，又方便在检测现场即使获取故障类型，方便实用。

附图说明

图1为电气火灾引火源探测装置的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。如图1所示，一种电气火灾引火源探测装置，其特征在于，包括采集模块、A/D转换模块和MCU微处理单元模块；采集模块包括第一钳形电流互感器和第二钳形电流互感器；第一钳形电流互感器用于夹持待检线路中的火线，并将采集到的火线上的电流信号通过A/D转换模块转换为数字信号后传送给MCU微处理单元模块；第二钳形电流互感器用于夹持待检线路中的火线和零线，并将采集到的漏电电流信号通过A/D转换模块转换为数字信号后传送给MCU微处理单元模块；MCU微处理单元模块根据接收到的电流信号进行故障识别判定，并接收工作状态选择信号，判定数据输出方式。

采集模块，用于对待检线路中电流信号的采集，其中“探测端口1”的钳形电流互感用于夹住待检线路中的火线，采集火线上的电流信号，用于探测短路故障，过流故障，接触不良故障，相间高阻抗故障。当“探测端口1”对应的指示灯常亮时，说明该端口所探测的电路中有电流通过，指示灯闪烁，则说明该端口所探测的电路中没有电流通过。“探测端口2”的钳形电流互感用于夹住待检线路中的火线和零线，采集漏电电流信号用于探测漏电故障。当“探测端口2”对应的指示灯常亮时，说明该端口所探测的电路中有电流通过，指示灯闪烁，则说明该端口所探测的电路中没有电流通过。

电源模块，由于该装置独立于待检线路，因此需要独立的电源供电。该模块用于给整个装置提供电源，当电源电量高于10%时，对应电源指示灯常亮，当电量低于10%时，电源指示灯闪烁，同时，通过GSM/GPRS模块传输至移动终端提醒工作人员需要给装置充电。壳体上主要通过按键发出操作指令，并通过指示灯显示当前状态，壳体下部拥有一个充电端口，用于给设备进行充电，充电电压为5V。

所述工作状态选择信号包括“远程”和“在线”，分别通过相应的按键连接到MCU微处理单元模块的信号接收端口。通过选择“远程”和“在线”实现，当采用“在线”工作状态时，对应的“在线”指示灯闪烁。此时，电路无故障电流，则“正常”指示灯闪烁，如果发生电气故障，则对应故障的指示灯闪烁；并通过蜂鸣器发声进行预警；当采用“远程”工作状态时，对应的“远程”指示灯闪烁。被测电路的情况通过GSM/GPRS模块传输至移动终端，装置上的“正常”与故障信号的指示灯处于关闭状态，且蜂鸣器不报警。

远程数据传输GSM/GPRS模块，开启“远程”后，用于将被测电路的状态数据包括故障类型，故障发生时间，故障发生次数的信息发送至移动终端；当装置的电量低于10%时，将装置的电量信号通过短信发送至移动终端；同时，移动终端也向装置发送查询状态命令，查询命令包括实时待测电路状态查询以及装置电量查询。

所述MCU微处理单元模块还连接到分别代表电弧故障、短路故障、漏电故障和过流故障、连接的各指示灯和蜂鸣器，以及两个探测端口探测到电流的指示灯。电气火灾引火源探测装置中“探测端口1”用于夹住待检线路的火线，进行短路，过流，电弧故障识别。 当待检线路中一周期内电流有效值大于设定的短路电流时，发出短路故障预警；当待检线路中一周期内电流值大于额定电流且小于短路电流时，根据此时电流大小，连续若干个周期电流有效值，当后续检测出的电流有效值均在过流故障预警值区间内时，发出过流故障预警；当待检电路中电流值通过小波变换后，其变换后的高频分量达到设定值时，记录此次波形并连续检测八个半周波，如果均达到预定值时，发出电弧故障预警。连续检测多个周期电流值可以有效地减少误报。

电气火灾引火源探测装置中“探测端口2”用于同时夹住待检线路的火线和零线，进行漏电故障识别。当“探测端口2”采集到的电流值大于设定值时，发出漏电故障预警。

当MCU微处理单元将故障类型识别完成后，根据“远程”和“在线”按钮输入的指令选择故障预警方式；MCU采用STM32处理器，该类型处理器具有低成本，低功耗，高性能的特点。

在选择“在线”模式时，按下“在线”按钮，对应指示灯闪烁。MCU通过对应端口输出的低电平使对应故障的指示灯闪烁，如果没有故障，则“正常”指示灯闪烁，指示灯是采用LED灯，闪烁频率为每隔0.5秒闪烁一次。同时，在产生故障时，MCU通过对应端口输出设定占空比的高低电平使蜂鸣器发声。

在选择“在线”模式时，当工作人员收到声光预警后，按下“复位”按钮，对应的指示灯闪烁，消除故障报警，当再次实用该装置时，需再一次按下“复位”按钮，消除复位状态，对应的指示灯熄灭。

在选择“远程”模式时，按下“远程”按钮，对应指示灯闪烁。MCU通过串口向GSM/GPRS模块发送指令，然后由GSM/GPRS模块向移动终端传输信息。GSM/GPRS模块采用SIM900A模块，内置GSM卡。当选择“在线”模式，SIM900A模块处于休眠状态，降低功耗；当选择“远程”模式，SIM900A模块处于待机状态。

GSM/GPRS模块发送短信指令分为三种。第一种为故障信号指令：其内容为“Fault（故障类型）；Time（故障时间）；Frequency（故障次数）”；第二种为线路正常指令：其内容“Normal”，GSM/GPRS模块不主动发送正常指令，只有当接收到移动终端查询指令后如线路无故障发送此指令；第三种为电量信号指令，其主要内容为“LOW BATTERY 10% OF BATTERYREMAINING（当前电量剩余10%，需及时充电）”。

移动终端收到指令后，需要及时回复指令。如何没有及时回复指令，则会以一定时间间隔循环发送10次，如果10次内均未回复，则停止发送短信。移动终端的回复指令有两类。一类回复内容为“R”，此时装置不再发送该指令，如果该指令为故障信号指令，则电气火灾引火源探测装置回会存储该故障类型和时间，当下一次发生新故障时，新故障和原有故障的类型和时间将一起发送给移动终端，此类回复是基于当前工作人员无法及时到待检线路进行故障排查的状况设定。另一类回复内容为“D”，此时装置将不再发送任何指令。此类回复是基于当前工作人员可以及时到待检线路进行故障排查的状况设定。

工作人员也可主动查询当前待检电路地运行状态，通过移动终端发送指令内容“S”，电气火灾引火源探测装置接收到指令后按照上述方式将当前待检电路工作状态发送至移动终端。

Claims (5)

1.一种电气火灾引火源探测装置，其特征在于，包括采集模块、A/D转换模块和MCU微处理单元模块；

采集模块包括第一钳形电流互感器和第二钳形电流互感器；第一钳形电流互感器用于夹持待检线路中的火线，并将采集到的火线上的电流信号通过A/D转换模块转换为数字信号后传送给MCU微处理单元模块；第二钳形电流互感器用于夹持待检线路中的火线和零线，并将采集到的漏电电流信号通过A/D转换模块转换为数字信号后传送给MCU微处理单元模块；

MCU微处理单元模块根据接收到的电流信号进行故障识别判定，并接收工作状态选择信号，判定数据输出方式。

2.根据权利要求1所述的电气火灾引火源探测装置，其特征在于，所述工作状态选择信号包括“远程”和“在线”，分别通过相应的按键连接到MCU微处理单元模块的信号接收端口。

3.根据权利要求2所述的电气火灾引火源探测装置，其特征在于，还包括用于将故障识别判定结果发送到移动终端，并接受移动终端控制信号的程数据传输GSM/GPRS模块。

4.根据权利要求2所述的电气火灾引火源探测装置，其特征在于，所述MCU微处理单元模块还连接到分别代表电弧故障、短路故障、漏电故障和过流故障、连接的各指示灯和蜂鸣器，以及两个探测端口探测到电流的指示灯。

5.根据权利要求3所述的电气火灾引火源探测装置，其特征在于，还包括电源模块，电源模块分别为A/D转换模块、GSM/GPRS模块和MCU微处理单元模块供电，并通过电压测量模块连接到MCU微处理单元模块限号接收端口。