[發明專利]一種不限負載類型的電氣火災限流式保護器

有效

• 申請號: 202110593664.3
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113328418B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 鄧金龍;陳沙;龍云星;吳大華;楊甫勇;占子飛;于軒;蘇丹;李輝;王闖;周健;周全;楊煌;李雪濤
• 申請（專利權）人: 深圳市中電電力技術股份有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H3/08;H02H3/05;H02H3/04
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

本發明提供了一種不限負載類型的電氣火災限流式保護器，包括依次相連的故障電流提取單元（1）、高階低通濾波處理單元（2）、遲滯比較判斷單元（3）、MCU主控單元（4）、隔離驅動單元（5）、固態電子開關單元（6）、多級分段嵌位保護單元（7）。本發明的有益效果是：本發明公開的一種不限負載類型的電氣火災限流式保護器，可識別線路短路故障電流，在100微秒時間內分斷線路，抑制短路故障電流上升，實現限流保護功能，同時具有極強的抗EMC電磁干擾性能，限流保護功能穩定可靠不拒動不誤動，不受負載類型限制，可廣泛應用于阻性、容性、感性負載場合。

技術領域

本發明涉及電氣火災限流式保護器，尤其涉及一種不限負載類型的電氣火災限流式保護器。

背景技術

傳統的電磁脫扣類斷路器用作電氣火災限流式保護，由于本身原理設計缺陷，短路保護動作時間在毫秒級以上，由于分斷速度慢，短路故障電流會迅速增大，造成線路電纜發熱或燃燒起火，引發電氣火災，存在安全隱患。

目前已有使用固態電子開關技術實現限流保護快速分斷，但該類型產品在使用中主要有以下缺陷：

缺陷一：為了實現短路限流微妙級動作的快速性，不能兼顧保護動作的穩定可靠性，在EMC電磁環境干擾下，限流保護功能會頻繁誤動作，造成負載設備頻繁失電，影響設備正常使用并造成經濟損失。

缺陷二：使用固態電子開關技術的限流保護設備多用于允許線路電流突變的阻性或容性負載的場合，感性負載場合使用受限。原因在于電子開關在快速分斷過程中，線路故障電流會迅速降低，根據電感器件的電磁感應公式U＝L*Δi/Δt可知，電子開關在快速分斷過程中，開關兩端承受的電壓應力與線路的等效電感和電流變化率成正比。負載感性越大，分斷電流越大，開關分斷承受電壓應力也越大，可能造成電子開關過應力損壞。

發明內容

本發明提供了一種不限負載類型的電氣火災限流式保護器，包括依次相連的故障電流提取單元、高階低通濾波處理單元、遲滯比較判斷單元、MCU主控單元、隔離驅動單元、固態電子開關單元、多級分段嵌位保護單元。

所述故障電流提取單元：用于提取線路中的故障電流信號，并將所提取的故障電流信號輸出給所述高階低通濾波處理單元。

所述高階低通濾波處理單元：用于接收所述故障電流提取單元發送的故障電流信號，通過分析短路故障電流信號與電磁環境干擾信號的特征差異，分離出有效故障電流信號。

所述遲滯比較判斷單元：用于將所述高階低通濾波處理單元分離出的故障電流有效信號與所述MCU主控單元設置的短路門檻值進行對比，得到短路判斷信號，并將其作為輸出信號輸出給所述MCU主控單元。

所述MCU主控單元：用于接收所述遲滯比較判斷單元的輸出信號，并負責判別線路是否發生短路故障，并在識別線路發生短路故障后，立即輸出驅動信號給所述隔離驅動單元，實現限流保護功能。

所述隔離驅動單元：用于接收所述MCU主控單元下發的驅動信號，并根據所接收的驅動信號控制所述固態電子開關單元分斷線路。

所述固態電子開關單元用于接收并執行所述隔離驅動單元下發的處于導通或截止狀態的控制指令。

所述多級分段嵌位保護單元：用于當所述固態電子開關單元分斷時，抑制嵌位電壓繼續上升，保護電子開關。

作為本發明的進一步改進，所述故障電流提取單元包括寬頻電流互感器或分流器設備，所述寬頻電流互感器或分流器設備用于提取線路中的故障電流信號；在所述故障電流提取單元中，所提取的故障電流信號包含有效信號和電磁干擾信號。

作為本發明的進一步改進，所述遲滯比較判斷單元為納秒級快速響應的比較器電路。

作為本發明的進一步改進，所述MCU主控單元集成有電壓、電流、溫度測量、有線/無線通信、人機交互顯示與聲光報警功能。