[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

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，所述系統包括：信號轉換模塊將剩余電流轉換為差分電壓信號；濾波模塊對差分電壓信號進行濾波處理；電流測量模塊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。本發明可提高剩余電流測量精度，并且能對剩余電流互感器的斷路和短路進行有效檢測，注入的檢測信號也不會對測量結果產生影響。

技術領域

本發明屬于電氣火災監控技術領域，涉及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。

背景技術

隨著工業發展和生活水平不斷提高，用電設備的種類和數量與日俱增，電氣火災時有發生，給人們的生產和生活帶來了巨大損失。作為電氣火災的有效預防手段，電氣火災監控探測器的應用越來越廣泛。

電氣火災監控探測器使用剩余電流互感器監測用電線路的對地泄漏電流來提前發現線路絕緣問題并及時報警，以避免電氣火災的發生。如果剩余電流互感器與電氣火災監控探測器的接線發生斷路或者短路故障，就會影響電氣火災監控探測器正常監測功能，導致線路出現絕緣問題也不能及時報警而埋下電氣火災隱患。因此，為提高電氣火災監控探測器的可靠性，其必須具備對剩余電流互感器的接線進行斷路和短路檢測功能。

現有基于單片機的片上單端ADC實現電氣火災監控探測器的剩余電流互感器電流測量和斷路、短路檢測電路，雖然滿足斷路和短路檢測功能，但因為ADC的分辨率較低往往測量精度不高，會產生誤報或漏保的情況，影響電氣火災監控探測器對剩余電流監測的準確性。而且在進行斷路和短路檢測時，注入的檢測信號疊加在有效信號上，也會造成測量結果不準確。

發明內容

為解決現有技術中存在的不足，本發明提供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，使用高分辨率的電力計量芯片提高剩余電流測量精度，并且能對剩余電流互感器的斷路和短路進行有效檢測，注入的檢測信號也不會對測量結果產生影響。

本發明采用如下的技術方案。

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；

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。

優選地，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。

優選地，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。