[發明專利]電氣火災監控探測器剩余電流互感器接線狀態監測系統和方法

在審

• 申請號: 202211732822.X
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN116027244A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 劉濤;劉松;錢進文;鄭剛;黃磊;安奇;宋佳民;王闖
• 申請（專利權）人: 北京四方瑞和科技有限公司;北京四方繼保自動化股份有限公司;北京四方繼保工程技術有限公司
• 主分類號: G01R35/02
• 分類號: G01R35/02
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 王萍

1.電氣火災監控探測器剩余電流互感器接線狀態監測系統，所述系統包括信號轉換模塊、濾波模塊、電流測量模塊、故障信號測量模塊、檢測信號注入模塊以及狀態判斷模塊，其特征在于：

信號轉換模塊與電氣火災監控探測器剩余電流互感器連接，用于將剩余電流轉換為差分電壓信號；

濾波模塊與信號轉換模塊連接，用于對差分電壓信號進行濾波處理；

電流測量模塊與信號轉換模塊連接，用于對濾波處理后的差分電壓信號進行測量，得到剩余電流值；

故障信號測量模塊和檢測信號注入模塊依次串接在信號轉換模塊與剩余電流互感器的連接點與查詢電壓VCC之間；

狀態判斷模塊分別與電流測量模塊、故障信號測量模塊和檢測信號注入模塊連接，用于對電流測量模塊、故障信號測量模塊所測信號進行采樣、對檢測信號注入模塊進行VCC注入控制，以及基于采樣值進行剩余電流互感器接線狀態判斷。

2.根據權利要求1所述的電氣火災監控探測器剩余電流互感器接線狀態監測系統，其特征在于：

所述信號轉換模塊包括采樣電阻R1和R2；

剩余電流互感器的兩根引線分別接到采樣電阻R1、R2的一端，R1和R2的另一端都接地，實現將剩余電流轉換為差分電壓信號。

3.根據權利要求2所述的電氣火災監控探測器剩余電流互感器接線狀態監測系統，其特征在于：

所述濾波模塊包括電阻R3和電容C1、電阻R4和電容C2，所述電流測量模塊包括電力計量芯片U1；

信號轉換模塊得到的差分電壓信號經電阻R3和電容C1、電阻R4和電容C2進行濾波處理后接到電力計量芯片U1的用于零序電流測量的差分引腳INP和INN。

4.根據權利要求3所述的電氣火災監控探測器剩余電流互感器接線狀態監測系統，其特征在于：

剩余電流互感器的兩根引線間還并聯兩個方向相反的二極管D1和D2，以對差分電壓進行鉗位。

5.根據權利要求4所述的電氣火災監控探測器剩余電流互感器接線狀態監測系統，其特征在于：

所述故障信號測量模塊包括電阻R6和R5，檢測信號注入模塊包括PMOS管Q1，狀態判斷模塊包括MCU芯片U2；

電阻R1或R2與剩余電流互感器引線相連的一端順序串接電阻R6和R5，R5再接PMOS管Q1的源極，PMOS管Q1的漏極接查詢電壓VCC，PMOS管Q1的柵極接MCU芯片U2的1根GPIO腳；

電阻R6、R5的連接點接MCU芯片U2的ADC引腳；

MCU芯片U2通過SPI口接電力計量芯片U1，用于從電力計量芯片U1讀取剩余電流值；

MCU芯片U2通過GPIO控制PMOS管Q1的通斷來對電路注入和關閉檢測信號；

MCU芯片U2通過片上ADC引腳讀取故障信號檢測值，來對剩余電流互感器的接線狀態進行判斷。

6.根據權利要求5所述的電氣火災監控探測器剩余電流互感器接線狀態監測系統，其特征在于：

所述電力計量芯片的差分輸入引腳INP和INN間允許輸入電壓范圍為[-V1,V1]，MCU芯片的ADC引腳最低耐受電壓為V2；

二級管D1、D2的鉗位電壓范圍為[-V3,V3]，其范圍在[-V1,V1]之內，且二級管的鉗位電壓值需要滿足V3/2V2。

7.根據權利要求6所述的電氣火災監控探測器剩余電流互感器接線狀態監測系統，其特征在于：

根據電氣火災監控探測器剩余電流互感器的剩余電流的最大量程選擇采樣電阻R1和R2的阻值，且R1和R2阻值相同，使剩余電流互感器輸出的剩余電流在R1和R2上形成的電壓值在[-V3,V3]范圍內。