[实用新型]一种故障电弧保护断路器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用电故障安全保护装置，尤其涉及一种对故障电弧进行保护的断路器。

背景技术

现有的用电故障保护装置，分为接地故障断路器(Ground-fault CircuitInterrupter)，漏电流检测断路器(Leakage Current Detector Interrupter)和故障电弧断路保护器(Arc-Fault Circuit Interrupter)等。

接地故障断路器(GFCI)主要用来保护接地故障，当电器中火线或零线对地有电流流过时，GFCI会发生动作，切断电源。该保护器主要用于防止人在使用电器时发生如有触电现象发生，及时断开电源防止人体触电。

漏电流检测断路器(LCDI)主要用来防止所接电源线上发生电弧引起的火灾，当电源线上发生电弧时，由于导线上的特殊防护装置，会使断路器断开，防止电弧引起火灾。

故障电弧断路保护器(AFCI)主要用于电弧故障的检测，不仅可以对导线上的错误电弧检测，而且当导线以外的电器部分发生电弧时，AFCI通过对电路里电流信号的检测，判断识别错误电弧和正常电弧，当有可能引起火灾的故障电弧在电路中发生时，AFCI及时切断电路，防止火灾发生。

图1示出了现有技术中故障电弧保护断路器一个实施例的功能模块。请参见图1所示，该断路器主要由触点开关1、微机控制单元2和信号采样模块3组成。其中触点开关1设置在电源线5的电网一端，用于控制电源线5的导通和关断，信号采样模块3设置在电源线5的用电设备一端。当电路中有电弧出现时信号采样模块3采集相关信号，并送至微机控制单元2处理，当电弧是故障电弧时微机控制单元2发出触发信号给触点开关1以使其断开。该触点开关1可以是电磁触发式的触点开关。

在信号采样模块3内部依次串接采样单元31、带通滤波单元32、放大单元33和积分单元34。其中采样单元31连接在电源线5的用电设备一端，积分单元34的输出端连接微机控制单元2。采样单元31采集电源线5中的高频电流信号，采集到的高频电流信号经带通滤波单元32后成为系统所需要的频段的信号，该频段信号经过放大单元33放大后成为系统可以利用的理想幅值的信号，积分单元34将该信号做积分处理后输入微机控制单元2。经过上述的处理，微机控制单元2可以实时检测电源线路的运行状况，当有异常状态出现时，微机控制单元2根据信号的特点予以判断所出现的异常状态是正常电弧还是故障电弧。如果是故障电弧，则微机控制单元2发出触发信号，通过电磁触发器使触点开关断开，从而避免故障电弧引起火灾等危害。

图2示出了现有技术中故障电弧保护断路器另一实施例的功能模块。如图2所示，本实施例与图1实施例基本相同，唯一不同之处在于，放大单元33’和带通滤波单元32’处理信号的顺序对调，即先利用放大单元33’对采集到的电流信号进行放大，再利用带通滤波单元32’对放大后的信号转换成系统所需要的频段信号。这样的模块结构同样可以实现上述功能。

AFCI对电流信号检测时，需要采集发生电弧时特有频段的电流信号。而现有技术采用导磁性材料做磁芯的电流传感器。这种电流采集方式因磁性材料的饱和特性导致信号的非线性，不利于信号的正确判断。此外，现有技术中没有采用电流检测模块，微机控制系统判断依据相对较少，开关动作模式单一。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供了一种故障电弧保护断路器，当电路中任何部分发生电弧时，能线性采集电流信号，有利于对信号作出正确判断。而且采用电流检测模块，微机控制系统根据回路中电流的不同，使断路器采取不同的保护时间动作。提高效率，实现断路器的智能识别动作功能。

本实用新型的技术方案为：本实用新型提出了一种故障电弧保护断路器，包括安装在用电设备端的内部设有采样单元的信号采样模块、微机控制单元、安装在电网进线端的触点开关，所述信号采样模块利用所述采样单元采集电路中的信号送入所述微机控制单元处理，其特征在于，所述断路器还包括一连接在用电设备端的电流检测模块，检测流经所述采样单元的电流信号，将处理后的信号送入所述微机控制单元，所述微机控制单元根据所述信号采样模块和所述电流检测模块送来的信号控制触点开关的开闭。

上述的故障电弧保护断路器，其中，所述电流检测模块进一步包括：

一交流信号滤波单元，将所述采样单元上的电流信号滤波为微小的交流信号；

一放大单元，连接所述交流信号滤波单元，将所述微小的交流信号放大为所述微机控制单元可识别的电流信号。