CN201876970U - 一种电气火灾智能测控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种电气火灾智能测控装置，用于检测和预防电气火灾的发生。本实用新型实施例装置包括中央处理器及与中央处理器电性连接的电源模块、剩余电流输入模块、温度输入模块、控制输出模块、通讯模块、人机界面、时钟模块、三相电压输入模块、三相电流输入模块。本实用新型在传统的电气火灾智能测控装置上增加了电量计量的功能，使得装置适用于电力监测系统。
Description
技术领域
本发明涉及报警传感领域，尤其涉及一种电气火灾智能测控装置。
背景技术
近年来，全国火灾事故数量呈现上升趋势，电气火灾在火灾事故中的比例也逐渐增大，电气火灾发生的主要原因包括接地电弧性短路，旧建筑的老化电气线路，电气线路中的谐波电流等。为了保护人民的生命和财产安全，减少损失，电气火灾的检测和预防变得越来越重要。
现有的电气火灾智能测控装置的设计大多进行多路剩余电流、温度的监测和控制，这种装置主要由温度监测、剩余电流监测、中央处理器(CPU，Central Processing Unit)控制、通信处理、控制输出、人机界面(HMI，HumanMachine Interface)等模块组成。CPU通过处理分析温度数据及剩余电流数据，判断用电线路是否存在能引起电气火灾的漏电、短路、过载等故障，如存在，控制输出电路发出控制信号控制继电器断开，使存在电气故障的用电线路断路，并发出警报信号提醒工作人员进行检查。
但是，随着生活环境和工业环境不断复杂化，对电气火灾智能监控装置提出了更高的要求。要求能够在监测电气火灾的同时能够对三相电压/电流、频率、谐波，功率、电度等电量也进行监测，显然，现有的电气火灾智能测控装置中没有相应的模块可以完成电量计量的功能，灵活性和适应性比较差，不适合电力监测系统的应用场合或要求有电量计量功能的电气火灾监控的操作环境。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种电气火灾智能测控装置，通过在现有装置中增加三相电压输入模块及三相电流输入模块实现对线路的电量计量，使之适应性更好，适用于电力监测系统或要求有电量计量功能的电气火灾监控的操作环境。
本实用新型的装置包括：为整个测控装置提供工作电源的电源模块，对输入信号进行实时的处理及分析并输出控制信号、状态信号、时间及处理数据的中央处理器，监控用电线路的电流状况及采集剩余电流的剩余电流输入模块，监控用电线路温度状况并采集温度数据的温度输入模块，根据接收到的控制信号执行防火灾操作的控制输出模块，实现与上位机数据交换的通讯模块，显示状态信号及用于人工输入控制信号的人机界面，显示时间的时钟模块，监控用电线路的交流电压的状态及采集处理交流电压的三相电压输入模块，监控用电线路的交流电流的状态及采集处理交流电流的三相电流输入模块。
而且中央处理器与电源模块、剩余电流输入模块、温度输入模块、控制输出模块、通讯模块、人机界面、时钟模块、三相电压输入模块、三相电流输入模块电性连接。
从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：通过在测控装置中增加三相电压输入模块及三相电流输入模块，可以在实现对三相电压/电流的监控的同时，中央处理器将对输入的三相电压/电流信号进行电量计量，使得装置获得了电量计量的功能，测控装置不仅能适用与电气火灾监控的操作环境，还适用于电力监测系统的应用场合。
附图说明
图1为本实用新型实施例的电气火灾智能测控装置的基本结构示意图；
图2为本实用新型实施例的三相电压输入模块的电路图；
图3为本实用新型实施例的三相电流输入模块的电路图。
具体实施方式
本实用新型实施例提供了一种电气火灾智能测控装置，具有电量计量的功能，适用于电气火灾的检测和控制及电力系统的监测，以下进行详细说明。
请参阅图1，为本实用新型实施例的电气火灾智能测控装置的基本结构图的实施例，具体包括：
为整个测控装置提供工作电源的电源模块101，对输入信号进行实时的处理及分析并输出控制信号、状态信号、时间及处理数据的中央处理器102，监控用电线路的电流状况及采集剩余电流的剩余电流输入模块103，监控用电线路温度状况并采集温度数据的温度输入模块104，根据接收到的控制信号执行防火灾操作的控制输出模块105，实现与上位机数据交换的通讯模块106，显示状态信号及用于人工输入控制信号的人机界面107，显示时间的时钟模块108，监控用电线路的交流电压的状态及采集处理交流电压的三相电压输入模块109，监控用电线路的交流电流的状态及采集处理交流电流的三相电流输入模块110。
在本实用新型实施例中，中央处理器102与电源模块101、剩余电流输入模块103、温度输入模块104、控制输出模块105、通讯模块106、人机界面107、时钟模块108、三相电压输入模块109、三相电流输入模块110电性连接。
本实用新型实施例中，通讯模块106可以是基于RS485的通讯协议的通讯模块，后台服务器可以接收通讯装置106的监测结果并对装置进行远程参数设置和控制。
进一步的，本实用新型实施例中的中央处理器102完成数据的处理与分析及对各个模块的检测与控制，是监控装置的核心芯片，采用dsPIC6014A微处理器芯片。
进一步的，本实用新型实施例中的人机界面107有多个模块，包括：液晶显示屏、指示灯、报警器及按键。液晶显示屏显示用电线路的各项参数，报警器由LED灯和蜂鸣器组成，报警器被启动后，LED灯会闪烁或发光，蜂鸣器发出蜂鸣声，按键用于设置系统参数或供用户查询监测到的数据。
在本实用新型实施例中，剩余电流输入模块负责采集用电线路的剩余电流，剩余电流需经过剩余电流互感器的电流转换及滤波电路运放电路的电流调整之后输入中央处理器102中的A/D转换模块，模拟信号被转换成数字信号，中央处理器102对数据进行处理并与系统设置的阈值进行对比，分析是否进入预警或报警状态，若达到预警值或报警值，则启动报警器。
报警方式为：中央处理器102对接收到的剩余电流的数据进行处理及分析，若发现用电线路的剩余电流值达到了预警阈值，且在预置的一段时间后仍处于预警阈值范围之内，则通过液晶显示屏显示剩余电流预警信息，同时LED灯和蜂鸣器处于报警状态，通知工作人员及时检查电路，预防火灾的发生。若发现用电线路剩余电流值达到了报警阈值，且在预置的一段时间后仍处于报警阈值范围之内，则通过液晶显示屏显示剩余电流报警信息，同时LED灯和蜂鸣器处于报警状态，并通过控制输出模块105控制继电器脱扣动作，以切断供电回路，保证用电安全。
需要说明的是，运放电路可以是OP07型低噪声高精度运算放大器，也可以是其他的符合需要的放大器，剩余电流互感器可以是电子式互感器或者电磁式互感器，实际应用中视具体情况而决定滤波电路，运放电路及互感器的类型，此处不作限定。
在本实用新型实施例中，电源模块101，温度输入模块104，控制输出模块105、时钟模块108属于现有技术，此处不再赘述。
为了更好的理解本实用新型，请参阅图2，为本实用新型实施例的三相电压输入模块的电路图。
UA、UB、UC为三相电压的输入端，UN为装置的电压输入公共端，R1为电路的保护电阻，R2为运算放大器的反馈电阻，三相电压从UA、UB、UC端口输入后，分别经过电压互感器PT1、PT2、PT3，电压互感器将输入的高电压按比例转换成低电压输出，再先后经过OP07运算放大器及R3与C1组成的滤波电路的电压调整之后，三相电压信号分别进入中央处理器102内的A/D采样端口RB4，RB6，RB8，中央处理器102将接收到的三相电压的模拟信号转换成数字信号，并计量三相电压的各项电量值，包括：谐波，有功功率，无功功率，功率因素，四象限电度等，且将处理得到的各项数据显示在人机界面107的液晶显示屏上。
请参阅图3，为本实用新型实施例的三相电流输入模块的电路图。
IA，IB，IC为三相电流的输入端，IN为装置的电流输入公共端，R4为运算放大器OP07的反馈电阻，电容C3，C4并联在运算放大器上，用于稳定电路，三相电流从IA，IB，IC端口输入后，分别经过电流互感器CT1，CT2，CT3，电流互感器将接收到的高电流按比例转换成低电流输出，再先后经过运算放大器OP07及R5与C2组成的滤波电路的电流调整后，三相电流信号分别进入中央处理器102内的A/D采样端口RB5，RB7，RB9，中央处理器102将接收到的三相电流的模拟信号转换成数字信号，并计量三相电流的各项电量值，包括：谐波，有功功率，无功功率，功率因素，四象限电度等，且将处理得到的各项数据显示在人机界面107的液晶显示屏上。
可以理解的是，为了更好的完善电路，在不影响电路基本性能的情况下，可以在图2及图3所示的电路图中加入稳定电路及保护电路，在实际应用中，具体的添加情况视需要而定，此处不作限定。
在本实用新型中，通过增加三相电压输入模块及三相电流输入模块，在实现对三相电压和三相电流的监控的同时，中央处理器将对输入的三相电压/电流信号进行电量计量，使得装置获得了电量计量的功能，测控装置不仅能适用与电气火灾监控的操作环境，还适用于电力监测系统的应用场合。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都硬属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
以上对本实用新型所提供的一种电气火灾智能测控装进行了详细介绍对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种电气火灾智能测控装置，其特征在于，包括：
为整个测控装置提供工作电源的电源模块；
对输入信号进行实时的处理及分析并输出控制信号、状态信号、时间及处理数据的中央处理器；
监控用电线路的电流状况及采集剩余电流的剩余电流输入模块；
监控用电线路温度状况并采集温度数据的温度输入模块；
根据接收到的控制信号执行防火灾操作的控制输出模块；
实现与上位机数据交换的通讯模块；
显示状态信号及用于人工输入控制信号的人机界面；
显示时间的时钟模块；
监控用电线路的交流电压的状态及采集处理交流电压的三相电压输入模块；
监控用电线路的交流电流的状态及采集处理交流电流的三相电流输入模块；
所述中央处理器与所述电源模块、剩余电流输入模块、温度输入模块、控制输出模块、通讯模块、人机界面、时钟模块、三相电压输入模块、三相电流输入模块电性连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的三相电压输入模块包括电压互感器、滤波电路及运放电路。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的三相电流输入模块包括电流互感器、滤波电路及运放电路。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述剩余电流输入模块包括剩余电流互感器、滤波电路及运放电路。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中央处理器为dsPIC6014A微处理器。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述人机界面包括：液晶显示屏、指示灯、报警器及按键。
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