CN220627178U - 一种无线通信的32路漏电电气火灾监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无线通信的32路漏电电气火灾监控装置，包括监控机、32路剩余电流探测器和云端服务器，监控机包括电压采样电路、漏电采样电路、消防联动电路、MCU、脱扣器、报警器和无线通信装置；剩余电流探测器监测配单线缆的剩余电流数据，脱扣器与控制主回路电源通断的主开关连接；在剩余电流数据超限时或者电源电压数据超限时，以及，在消防联动电路采集到消防报警信号时，MCU向脱扣器发送执行脱扣动作的控制信号，向报警器发送报警控制信号，并通过无线通信装置向云端服务器发送报警信息。采用本实用新型的技术方案，可以在漏电、电源过压或消防系统报警时断开主回路并发出报警信息，有助于老旧建筑用电安全问题。

Description

一种无线通信的32路漏电电气火灾监控装置

技术领域

本实用新型属于消防设备技术领域，具体涉及一种无线通信的32路漏电电气火灾监控装置。

背景技术

电气火灾一般是指由于电气线路、用电设备、器具以及供配电设备出现故障充当火源而引起的火灾，主要发生在建筑物内，容易演变成重特大火灾事故，扑救时存在触电和爆炸危险，相对其他火灾危害性更大。据最新全国火灾形势报告显示，电气火灾已经占据了火灾总数中的50%，成为当下火灾发生的重要原因，尤其是在老旧建筑中。从老旧建筑的现状上来看，硬件设施上存在以下问题：建筑年代久远，变电站、配电箱、墙内预埋线路老化严重，居民家中前期设计电线荷载普遍偏低，但家用大功率电器日渐增多，线路能够承载负荷与实际功率已严重不匹配；居民家中、楼栋及小区内一、二、三级配电系统缺乏有效的消防用电安全监控设施，无警报装置，无自动断电设备。

为了解决这些老旧建筑的用电安全问题，可全面更新老旧建筑中的线缆及配电设备等，但这样会产生较高成本，且施工难度施工量均较大，因此，需要开发智慧用电监控器，来监控线路的电压、电流、漏电、线路温度、负荷功率、用电耗能等用电参数，当发生异常时提前预警和及时报警，避免事故发生。专利CN2021229755594公开了一种电气设备火灾检测告警装置，在感温探头采集电气设备箱体和柜体的温度信息达到报警阈值时进行报警，从而及时发现电气火灾。然而对于老旧建筑而言，配电线缆使用时间久，普遍存在老化破损问题，容易产生漏电引起火灾，这是老旧建筑中引起电气火灾的主要因素之一，该专利公开的电气设备火灾检测告警装置仅在电气设备侧进行温度检测，是在起火后确定发生火灾，并不能在起火前及时检测出引起的电气火灾漏电，因此，在对老旧建筑进行改造时，需要将漏电引起的电气火灾作为监控重点。

发明内容

本实用新型提供一种无线通信的32路漏电电气火灾监控装置，在漏电或电源过压时断开主回路并发出报警信息，避免因漏电而产生电气火灾，有助于以较低成本解决老旧建筑用电安全问题。

本实用新型的一种无线通信的32路漏电电气火灾监控装置采用如下技术方案：

一种无线通信的32路漏电电气火灾监控装置，包括监控机、32路剩余电流探测器和云端服务器，监控机包括电压采样电路、漏电采样电路、消防联动电路、MCU、脱扣器、报警器和无线通信装置；其中，剩余电流探测器用于实时检测配电线缆的剩余电流数据；漏电采样电路与32路剩余电流探测器电连接并采集剩余电流数据，电压采样电路用于采集电源电压数据，消防联动电路与消防系统通信连接并采集消防报警信号；所述脱扣器与控制主回路电源通断的主开关连接，用于控制主开关的通断；MCU分别与电压采样电路、漏电采样电路、消防联动电路、脱扣器、报警器通信连接，并通过无线通信装置与云端服务器相关联；在剩余电流数据超过设定剩余电流阈值时或者电源电压数据超过设定电压阈值范围时，以及，在消防联动电路采集到消防报警信号时，MCU向脱扣器发送执行脱扣动作的控制信号，向报警器发送报警控制信号，并通过无线通信装置向云端服务器发送报警信息。

可选地，监控机还包括显示器，显示器与MCU通信连接，用于显示剩余电流数据和电源电压数据，以及在剩余电流数据超过设定剩余电流阈值时显示漏电数据，或者在电源电压数据超过设定电压阈值范围时显示过压数据。

可选地，无线通信装置包括基于4G或5G通信方式的无线通信模块。

可选地，监控机中还设置有信号处理模块，信号处理模块包括漏电信号处理单元和电力信号处理单元，漏电信号处理单元连接在漏电采样电路与MCU之间，用于对剩余电流数据进行AD转换、滤波及方均根计算后发送至MCU；电力信号处理单元连接在电压采样电路与MCU之间，用于对电源电压数据进行AD转换、滤波及傅里叶变换后发送至MCU。

可选地，监控机还包括交互操作键，交互操作键包括与MCU相关联的复位键、设置键、查询键、移位键，还包括与报警器相关联的音控键。

可选地，监控机还包括自检装置，用于检测监控机中各部件及32路剩余电流探测器的工作状态是否正常；交互操作键还包括与自检装置相关联的自检键。

可选地，监控机上还设有多个指示灯，MCU与多个指示灯电连接，用于控制多个指示灯分别指示监控机中各部件及32路剩余电流探测器的工作状态。

可选地，云端服务器关联有与监控机相关联的移动终端和/或监控终端，云端服务器用于响应于从MCU接收到的报警信息向移动终端和/或监控终端发送报警信息，以及，响应于从移动终端或监控终端接收的控制信息，通过无线通信装置向MCU发送控制信号。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型实施例的一种无线通信的32路漏电电气火灾监控装置，通过设置32路剩余电流探测器来检测剩余电流，并采集电源电压数据，可以在剩余电流超过限值以及在电源电压过高或者过低时，触发脱扣器脱扣使主回路电源主开关断开，避免因漏电和电源过压产生电气火灾；并通过无线通信方式向云端服务器发送报警信息，实现了远程监控功能，并且避免了布线困难的问题；以及，电气火灾监控系统还与消防系统关联，可以在消防系统因烟感、温感、视频监控等产生消防报警信号时控制脱扣器脱扣，从而避免电气加剧火灾的情况发生。采用本实用新型提供的无线通信的32路漏电电气火灾监控装置，可以有效地检测出漏电情况并断开电路和发出报警信息，及时监测出电气火灾隐患情况，有助于解决老旧建筑用电安全问题；并且该装置还具有安装方便、性能可靠、成本较低等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的一种无线通信的32路漏电电气火灾监控装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的漏电采样电路的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的电压采样电路的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的消防联动电路的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的监控机的外观示意图。

附图标记：

1、剩余电流探测器；2、MCU；21、漏电采样电路；22、电压采样电路；23、消防联动电路；24、漏电信号处理单元；25、电力信号处理单元；3、脱扣器；4、显示器；5、报警器；6、无线通信装置；7、云端服务器；71、移动终端；72、监控终端；8、指示灯；9、交互操作键。

实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的基体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表达只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本实用新型实施例的一种无线通信的32路漏电电气火灾监控装置包括监控机和32路剩余电流探测器1和云端服务器7，监控机包括电压采样电路22、漏电采样电路21、消防联动电路23、MCU2、脱扣器3、报警器5和无线通信装置6；其中，剩余电流探测器1用于实时检测配电线缆的剩余电流数据；脱扣器3与控制主回路电源通断的主开关连接，用于控制主开关的通断；漏电采样电路21与32路剩余电流探测器1电连接并采集剩余电流数据，电压采样电路22用于采集电源电压数据，消防联动电路23与消防系统通信连接并采集消防报警信号；MCU2分别与电压采样电路22、漏电采样电路21、消防联动电路23、脱扣器3、报警器5通信连接，并通过无线通信装置6与云端服务器7相关联；在剩余电流数据超过设定剩余电流阈值时或者电源电压数据超过设定电压阈值范围时，以及，在消防联动电路23采集到消防报警信号时，MCU2向脱扣器3发送执行脱扣动作的控制信号，向报警器5发送报警控制信号，并通过无线通信装置6向云端服务器7发送报警信息。

在本实用新型实施例的32路漏电电器火灾监控装置中，监控机可安装在配电系统的配电柜或配电箱处，MCU2、脱扣器3、报警器5和无线通信装置6等安装在监控机本体中；剩余电流探测器1的实际使用数量可以为1个或多个（不过超32个），由于配电系统的复杂性，主开关下通常会有多个分支开关，配电支路较多，多个剩余电流探测器1可分别检测多个配电支路中配电线缆的剩余电流；多个剩余电流探测器1均通过漏电采样电路21与MCU通讯连接。在任一剩余电流探测器1检测到的剩余电流过高时，或者在电源电压数据过高（或过低）时，MCU均控制脱扣器3脱扣，使主开关断开，切断主回路，从而避免因漏电和电压过压产生电气火灾。

在实际应用中，剩余电流探测器1可采用现有技术中的开合式剩余电流互感器实现，可设置在监控机中，将待检测支路电缆线或铜排从剩余电流互感器中穿过即可进行剩余电流检测；当然，剩余电流探测器还可以根据各待检测支路的实际布线方式及位置设置在监控机之外的其他合适位置。漏电采样电路21可由多个I/V转换支路及多路模拟转换开关等组成（如图2所示，图中仅示出了漏电采样电路21的部分结构，其余未示出部分可参照示出部分）。剩余电流探测器1通过磁场感应原理将各支路中的漏电电流所形成的磁场转换为若电流信号输出至漏电采样电路21，漏电采样电路21对交流电流信号进行I/V转换后，将基准参考电压抬升至1.65V，并经多路模拟转换开关输出至MCU进行全波采样计算。以及，电压采样电路22和消防联动电路23可分别采用图3和图4所示结构。漏电采样电路21的多个输入端分别与多个剩余电流探测器1对应电连接，电压采样电路22的输入端连接电源端，消防联动电路23的输入端与消防系统的信号输出端电连接，温度采样电路21、电压采样电路22和消防联动电路23的输出端均连接至MCU2的I/O引脚。这里，仅需设置一台监控机即可满足配电系统多支路的监控，无需为每个支路设置监控机，解决实际安装的空间问题。

可设置32路漏电信号采集模块连接于32路剩余电流探测器1与MCU之间，仅需设置一台监控机即可满足配电系统多支路的监控，无需为每个支路设置监控机，解决实际安装的空间问题，例如，在监控机上设置32路接线端子用于和32路剩余电流探测器1连接。

进一步地，监控机中还设置有信号处理模块，信号处理模块包括漏电信号处理24单元和电力信号处理单元25，漏电信号处理24连接在漏电采样电路21与MCU2之间，用于对线缆剩余电流数据进行AD转换、数字滤波及方均根计算等处理后发送至MCU；电力信号处理单元25连接在电压采样电路22与MCU之间，用于对电源电压信号进行AD转换、滤波及傅里叶变换、方均根计算等处理后发送至MC。在这里说明，本实施例中信号处理模块外接至MCU，在其他实施例中，还可以将信号处理模块集成在MCU上。

可选地，监控机还包括显示器4，显示器4与MCU通信连接，用于显示各剩余电流探测器1所检测的剩余电流数据，以及电源电压数据；以及，在有线缆中剩余电流数据超过设定剩余电流阈值时显示该剩余电流数据，或者在电源电压数据超过设定电压阈值范围时显示该电压数据，也即，在出现剩余电流过高时显示器4锁定显示漏电数据，在电源电压过高或过低时显示器4锁定显示过压数据。

一种可选的实施方式中，监控机还包括交互操作键9，交互操作键9可包括与MCU相关联的复位键、设置键、查询键、移位键、消音键等，各操作键与MCU相关联或者与相应部件直接关联，其中，在按压复位键时，可将监控机恢复到正常监控状态，例如，在报警信号发出后工作人员对输电线路进行了检修和维护后，可通过按压复位键使监控机继续进行对剩余电流和电源电压的监控。设置键可用于方便用户设置MCU2工作所需的参数，例如，设置设定剩余电流阈值和设定电压阈值范围等。查询键可使用户进入查询界面和切换查询界面，方便用户查询MCU2中存储的监控数据。移位键（左右）实现移位功能，方向键（上下）实现数值加减功能和翻页功能。消音键用于停止报警器5发出声信号。当然，在其他实施例方式中，监控机上还可以设置其他操作键，以方便实现其他操作。

可选地，监控机还包括自检装置，用于检测监控机中各部件及剩余电流探测器1的工作状态是否正常，相应地，交互操作键9还包括自检键，自检键与自检装置相关联，按压自检键可启动自检装置进行自检。自检装置可包括探测器检测组件、报警器5检测组件、通信检测组件、网络检测组件等，其中，探测器检测组件用于检测剩余电流探测器1连接线是否出现短路/短路，如果未出现，则确定为正常工作状态；如果出现，则确定为探测器故障。报警器5检测组件用于检测报警器5是否可以正常发出报警信号，例如，报警器5可包括声光报警元件，如果可以发出声音或闪光，则确定为正常工作状态；如果不可以，则确定为报警器5故障。通信检测组件用于检测监控机自身各部件之间的通信及通过无线通信装置6与云端服务器7之间的通信是否正常，如果均可正常通信，则确定为正常工作状态；如果不可以，则确定为通信故障。网络检测组件用于检测无线通信装置6是否联网成功，例如，无线通信装置6包括基于4G或5G通信方式的无线通信模块，如果无线通信模块联网成功，则确定为正常工作状态；否则，确定为网络故障。当然，在其他实施例中，自检装置还可以包括其他自检组件，用于检测监控机中其他部件的工作状态是否正常。

可选地，监控机上还设置有多个指示灯8，MCU与多个指示灯8通信连接，用于控制多个指示灯8分别指示监控机中各部件及剩余电流探测器1的工作状态。MCU获取各部件的工作状态信息，相应地控制各指示灯8以相应颜色亮灯，如图5所示，监控机包括用于指示监控机的运行、故障、报警、通讯、电源等状态多个指示灯8，例如，各部件运行正常时，运行指示灯在监控机正常运行时两绿灯，故障指示灯在出现探测器故障时亮黄灯，报警指示灯8在报警器5发出报警信息时亮红灯，消音指示灯在报警器5声信号被手动消除时亮绿灯，通讯指示灯在通信正常时亮绿灯，网络指示灯在联网成功时亮绿灯。当然，在其他实施例中，监控机上还可以包括其他指示灯，用于指示其他部件的工作状态。

根据本实用新型的示例性实施例，云端服务器7关联有与监控机相关联的移动终端71和/或监控终端72，云端服务器7用于响应于从MCU接收到的报警信息向移动终端71和/或监控终端72发送报警信息，以及，响应于从移动终端71或监控终端72接收的控制信息，通过无线通信装置6向MCU发送控制信号。这里，移动终端71可以为负责所监控配线线路的工作人员所使用的智能手机等电子设备上的APP端，监控终端72可以为WEB端。云端服务器7在接收到报警信息时，经过数据处理后向移动终端71和监控终端72推送报警信息，及时将电气火灾隐患情况通知至工作人员，使工作人员即使采取措施；工作人员可基于移动终端71和监控终端72向监控机发送控制信息，进行自检、复位等操作的控制。

在实际的应用场景中，本实用新型实施例的无线通信系统的32路漏电电气火灾监控装置还可以包括其他部件，以实现监控装置的实际安装及其他功能。例如，监控机中还设置有保护装置，通过保险、压敏电阻、TVS、X电容、Y电容、共模电感等一系列抗干扰保护电路，以对来自电源的浪涌、电瞬变脉冲群、静电等干扰有较强的保护作用。再例如，监控装置还可以包括线缆温度探测器，用于进行线缆温度检测，在线缆温度过高时进行报警，从而实现基于线缆温度检测的电气火灾监控功能。以及，监控机本体还可以包括上还可以设置安装结构、标识牌、连接线通孔等，以方便监控机的安装和应用。

以及，本实用新型实施例的监控装置中的剩余电流探测器、脱扣器、报警器、MCU等电器件均可以采用现有技术中具有相应功能的电子设备，漏电采样电路、电压采样电路、消防联动电路等可采用现有技术中与本实施例中具有不同结构但具有相同或相应功能的现有采样电路结构，相应地，各电器件、采样电路、信号处理模块等也可参照现有技术中的端口及引脚连接关系进行连接，能够实现电器件、采样电路、信号处理模块的功能对应的信号流向即可。

本实用新型实施例的一种无线通信的32路漏电电气火灾监控装置，通过设置32路剩余电流探测器来检测剩余电流，并采集电源电压数据，可以在剩余电流超过限值以及在电源电压过高或者过低时，触发脱扣器脱扣使主回路电源主开关断开，避免因漏电和电源过压产生电气火灾；并通过无线通信方式向云端服务器发送报警信息，实现了远程监控功能，并且避免了布线困难的问题；以及，电气火灾监控装置还与消防系统关联，可以在消防系统因烟感、温感、视频监控等产生消防报警信号时控制脱扣器脱扣，从而避免电气加剧火灾的情况发生。

采用本实用新型提供的无线通信的32路漏电电气火灾监控装置，可以有效地检测出漏电情况并断开电路和发出报警信息，及时监测出电气火灾隐患情况，有助于解决老旧建筑用电安全问题；并且该装置还具有性能可靠、成本较低等特点。

需要指出，根据实施的需要，可将本实用新型实施例中描述的各个部件拆分为更多部件，也可将两个或多个部件或者部件的部分组合成新的部件，以实现本实用新型实施例的目的。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种无线通信的32路漏电电气火灾监控装置，其特征在于，包括监控机、32路剩余电流探测器和云端服务器，监控机包括电压采样电路、漏电采样电路、消防联动电路、MCU、脱扣器、报警器和无线通信装置；其中，

所述剩余电流探测器用于实时检测配电线缆的剩余电流数据；

所述漏电采样电路与32路剩余电流探测器电连接并采集剩余电流数据，电压采样电路用于采集电源电压数据，消防联动电路与消防系统通信连接并采集消防报警信号；所述脱扣器与控制主回路电源通断的主开关连接，用于控制主开关的通断；

所述MCU分别与电压采样电路、漏电采样电路、消防联动电路、脱扣器、报警器通信连接，并通过无线通信装置与云端服务器相关联；

在剩余电流数据超过设定剩余电流阈值时或者电源电压数据超过设定电压阈值范围时，以及，在消防联动电路采集到消防报警信号时，MCU向脱扣器发送执行脱扣动作的控制信号，向报警器发送报警控制信号，并通过无线通信装置向云端服务器发送报警信息。

2.根据权利要求1所述的一种无线通信的32路漏电电气火灾监控装置，其特征在于，所述监控机还包括显示器，显示器与MCU通信连接，用于显示剩余电流数据和电源电压数据，以及在剩余电流数据超过设定剩余电流阈值时显示漏电数据，或者在电源电压数据超过设定电压阈值范围时显示过压数据。

3.根据权利要求1所述的一种无线通信的32路漏电电气火灾监控装置，其特征在于，所述无线通信装置包括基于4G或5G通信方式的无线通信模块。

4.根据权利要求1所述的一种无线通信的32路漏电电气火灾监控装置，其特征在于，所述监控机中还设置有信号处理模块，信号处理模块包括漏电信号处理单元和电力信号处理单元，漏电信号处理单元连接在漏电采样电路与MCU之间，用于对剩余电流数据进行AD转换、滤波及方均根计算后发送至MCU；电力信号处理单元连接在电压采样电路与MCU之间，用于对电源电压数据进行AD转换、滤波及傅里叶变换后发送至MCU。

5.根据权利要求1所述的一种无线通信的32路漏电电气火灾监控装置，其特征在于，所述监控机还包括交互操作键，交互操作键包括与MCU相关联的复位键、设置键、查询键、移位键，还包括与报警器相关联的音控键。

6.根据权利要求5所述的一种无线通信的32路漏电电气火灾监控装置，其特征在于，所述监控机还包括自检装置，用于检测监控机中各部件及32路剩余电流探测器的工作状态是否正常；所述交互操作键还包括与自检装置相关联的自检键。

7.根据权利要求6所述的一种无线通信的32路漏电电气火灾监控装置，其特征在于，所述监控机上设有多个指示灯，MCU与多个指示灯电连接，用于控制多个指示灯分别指示监控机中各部件及32路剩余电流探测器的工作状态。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种无线通信的32路漏电电气火灾监控装置，其特征在于，所述云端服务器关联有与监控机相关联的移动终端和/或监控终端，所述云端服务器用于响应于从MCU接收到的报警信息向移动终端和/或监控终端发送报警信息，以及，响应于从移动终端或监控终端接收的控制信息，通过无线通信装置向MCU发送控制信号。