[實(shí)用新型]智能用電安全預(yù)警監(jiān)控器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201621380914.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206301449U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史李楊;王運(yùn)正;程金;胡欣
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杭州四方博瑞科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G08B17/06
• 分類(lèi)號(hào): G08B17/06;G08B21/18;G01R31/00
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專(zhuān)利事務(wù)所有限公司33109
• 代理人: 俞潤(rùn)體,楊燕霞

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及供電線路監(jiān)控設(shè)備，尤其涉及一種智能用電安全預(yù)警監(jiān)控器。

背景技術(shù)

供電線路及設(shè)備由于某種原因，如安裝使用不當(dāng)、線路老化或機(jī)械損傷等原因，其絕緣性能下降，導(dǎo)致供電線路及設(shè)備與大地之間有不正常的電流流過(guò)，這就是漏電。漏電使部分電流流入大地，造成能源浪費(fèi)；人體接觸故障電壓引起電擊，危及生命安全；絕緣破損可能發(fā)生接地故障而引起電氣火災(zāi)。

所謂接地故障指的是帶電導(dǎo)體與地面的短路。電氣線路及裝置因絕緣破損有接地故障時(shí)，在漏電故障點(diǎn)和導(dǎo)電不良連接處將引起電弧、電火花，這種電弧稱(chēng)作接地故障電弧，具有很大阻抗和電壓降，它限制了故障電流，使過(guò)電流保護(hù)器不能動(dòng)作或不能及時(shí)動(dòng)作來(lái)切斷電源，而幾百毫安的故障電弧產(chǎn)生的局部高溫達(dá)2000℃以上，足以引燃周?chē)目扇嘉锒痣姎饣馂?zāi)。另外，故障電弧發(fā)生時(shí)，會(huì)導(dǎo)致線路電壓的波動(dòng)以及線路電流的突變，這些原因也很容易導(dǎo)致用電設(shè)備工作不穩(wěn)定或設(shè)備故障。對(duì)電氣火災(zāi)而言，接地故障比線路短路具有更大的危害性，事實(shí)上故障電弧是電氣火災(zāi)發(fā)生的主要原因。

現(xiàn)有的各種電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，基本都僅是檢測(cè)剩余電流、導(dǎo)線溫度和負(fù)載電流，有些還能夠?qū)芈窋嗦菲鞯拿摽圻M(jìn)行控制。而許多嚴(yán)重的火災(zāi)事故是由線路中低于額定電流或預(yù)期短路電流的故障電弧引起的，故現(xiàn)有的各種電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法對(duì)故障電弧進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這些危險(xiǎn)的電弧可能發(fā)生在設(shè)計(jì)不合理的或者老化的供電線路上、電器插頭以及家用電器的電源線、內(nèi)部線束或零部件絕緣上。當(dāng)故障電弧發(fā)生時(shí)，線路上的漏電、過(guò)流和短路等保護(hù)裝置，可能無(wú)法檢測(cè)到故障電弧或者無(wú)法迅速動(dòng)作切斷電源，極易引發(fā)火災(zāi)。因此，很有必要在現(xiàn)有的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中再增加“故障電弧探測(cè)裝置”，以減少或避免誤報(bào)或者漏報(bào)警、提高預(yù)警準(zhǔn)確率和報(bào)警可靠性，避免對(duì)供配電系統(tǒng)的誤動(dòng)干擾。

故障電弧探測(cè)器是一種可以隨時(shí)監(jiān)控并探測(cè)到故障電弧、可以做到識(shí)別故障電弧和正常電弧、同時(shí)還能及時(shí)切斷相關(guān)電源防止起火的一種電氣線路保護(hù)裝置。目前在探索的故障電弧檢測(cè)技術(shù)是通過(guò)電流互感器來(lái)監(jiān)測(cè)線路上的負(fù)載電流變化信號(hào)，以此來(lái)探測(cè)是否有故障電弧的發(fā)生。要實(shí)現(xiàn)快速探測(cè)出故障電弧有三條前提：

1.準(zhǔn)確的電弧檢測(cè)：在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)出電弧的產(chǎn)生，這種檢測(cè)包括對(duì)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的正常電弧檢測(cè)以及負(fù)載在非正常狀態(tài)所產(chǎn)生的故障電弧檢測(cè)。

2.快速的電弧特性分析：在檢測(cè)到電弧產(chǎn)生后運(yùn)用高效而準(zhǔn)確的算法，得到負(fù)載的相位角狀態(tài)，判斷出負(fù)載的類(lèi)型，從而判斷電弧的產(chǎn)生屬于正常或異常。

3.豐富的負(fù)載電弧特征曲線儲(chǔ)備：應(yīng)包括盡可能多的負(fù)載電弧特征，這需要大量的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，對(duì)絕大多數(shù)的負(fù)載電弧特征曲線進(jìn)行分析并將其存儲(chǔ)以供曲線比對(duì)之用。

技術(shù)問(wèn)題一：經(jīng)過(guò)對(duì)大量電弧波形的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，電弧的電流和電壓波形一般不是簡(jiǎn)單的正弦波形，電弧具有概率特性、不是持續(xù)不變的。正因?yàn)楣收想娀〔ㄐ尉哂蟹钦倚院碗S機(jī)性，并且在某些負(fù)荷設(shè)備環(huán)境下，啟動(dòng)和正常工作狀況的電流波形與電弧波形具有某些相似性，而目前又沒(méi)有一種故障電弧數(shù)學(xué)模型可以精確地仿真各種工作狀況下的電弧波形。所以，通過(guò)大量的試驗(yàn)采集各種負(fù)荷下故障電弧和正常工作狀態(tài)的電流數(shù)據(jù)，研究出故障電弧與正常工作的特性差異，建立故障電弧數(shù)據(jù)庫(kù)就成了研發(fā)故障電弧探測(cè)裝置的難點(diǎn)。

技術(shù)問(wèn)題二：由于目前在探索的故障電弧檢測(cè)方法普遍是采用電流互感器來(lái)監(jiān)測(cè)線路上的負(fù)載電流變化實(shí)現(xiàn)的，而線路上的最大負(fù)載電流通常是比較大的，這就要求電流互感器要有足夠的量程和變比。這樣就難免 顧此失彼，電流互感器量程和變比一大，肯定會(huì)影響到對(duì)故障電弧和正常工作狀態(tài)的電流波形的精細(xì)觀察，很難找出故障電弧與正常工作的特性差異，建立故障電弧數(shù)據(jù)庫(kù)就無(wú)從談起。因此，現(xiàn)在市場(chǎng)上僅有的幾款故障電弧探測(cè)器都限于單相220V額定電流小于63A線路中使用，主要監(jiān)控末端供電線路及用電負(fù)載。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型主要解決原有電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法監(jiān)測(cè)故障電弧，現(xiàn)有的故障電弧探測(cè)器普遍采用電流互感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而線路上的最大負(fù)載電流通常是比較大的，這就要求電流互感器要有足夠的量程和變比，電流互感器量程和變比一大，肯定會(huì)影響到對(duì)故障電弧和正常工作狀態(tài)的電流波形的精細(xì)觀察，很難找出故障電弧與正常工作的特性差異，影響故障電弧監(jiān)測(cè)的精確性的技術(shù)問(wèn)題；提供一種智能用電安全預(yù)警監(jiān)控器，其能監(jiān)測(cè)故障電弧，采用新穎的故障電弧檢測(cè)電路，完全不需要使用電流互感器，直接采用電容耦合采樣，克服了受電流采樣互感器量程和變比的制約，不再僅限于額定電流小于63A線路中使用，提高監(jiān)測(cè)的可靠性。