[发明专利]一种限流式电气防火短路保护装置及其短路保护方法

权利要求书

1.一种限流式电气防火短路保护装置，其特征在于：包括安装有智慧城市用电安全监控云平台的云服务器、物联网Zigbee网关设备和多个限流式电气防火短路保护器；各所述限流式电气防火短路保护器均包括电流采样电路、电压采样电路、相位差测量电路、快速电子开关电路、滤波电路、微处理器、Zigbee模块、可充电电源模块，各所述限流式电气防火短路保护器的微处理器内均烧写有安装地址信息；

所述电流采样电路用于检测负载电路的负载电流I_t，所述电流采样电路与相位差测量电路的电流输入端电连接，所述电流采样电路与滤波电路的输入端电连接，所述滤波电路的输出端与微处理器的输入端电连接；

所述电压采样电路用于检测负载电路的负载电压U_t，所述电压采样电路与相位差测量电路的电压输入端电连接，所述电压采样电路的输出端与微处理器的另一输入端电连接；

所述相位差测量电路根据负载电流I_t和负载电压U_t计算得出负载电流I_t和负载电压U_t之间的相位差φ并传递给微处理器；

所述快速电子开关电路串联于负载电路中，所述快速电子开关电路与微处理器的输出端电连接，通过微处理器控制快速电子开关电路导通或断路；

所述Zigbee模块与微处理器通信连接，各所述限流式电气防火短路保护器的Zigbee模块形成Zigbee网状网络；

所述微处理器设定每T秒刷新接收的负载电流I_t数据和相位差φ数据，并且设定短路电流参考变化率为K_t，微处理器计算相邻的两次负载电流I_t数据差值的绝对值为|di|安培，微处理器计算负载电流I_t实时变化率为K＝|di|÷T，微处理器计算相邻的两次相位差φ数据的差值为Δφ；若微处理器计算连续n次K≥K_t，且Δφ＝0，则所述微处理器判断负载电路发生短路，所述微处理器控制快速电子开关电路的快速断路，同时微处理器形成短路信号通过Zigbee模块发送无线信号经Zigbee网状网络传输到物联网Zigbee网关设备；若微处理器计算连续n次K≥K_t，且Δφ≠0，则所述微处理器判断负载电路中可能切入大功率负载，此时快速电子开关电路保持导通；

所述物联网Zigbee网关设备连接于Zigbee网状网络；所述物联网Zigbee网关设备通过互联网将短路信号传输到云服务器的智慧城市用电安全监控云平台，所述短路信号包括短路发生时间和该限流式电气防火短路保护器的安装地址信息，用户可通过智能手机访问智慧城市用电安全监控云平台查看各限流式电气防火短路保护器是否发生短路情况；

所述可充电电源模块分别为相位差测量电路、微处理器、Zigbee模块供电。

2.根据权利要求1所述的一种限流式电气防火短路保护装置，其特征在于：所述T的取值区间为[1×10^-5，2×10^-5]；所述n的取值区间为[10，50]，n为整数。

3.根据权利要求2所述的一种限流式电气防火短路保护装置，其特征在于：所述K_t＝I_max÷I_e；I_max为负载电路发生短路时短路电流最大瞬时值，I_e为负载电路的额定电流值。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种限流式电气防火短路保护装置，其特征在于：所述快速电子开关电路包括电阻R6、电阻R7、瞬态抑制二极管TVS、IGBT管Q1，所述电阻R6的第一端与微处理器的输出端电连接，所述电阻R6的第二端与IGBT管Q1的栅极G，所述电阻R6的第二端通过瞬态抑制二极管TVS连接IGBT管Q1的发射极E,所述电阻R7与瞬态抑制二极管TVS并联，所述IGBT管Q1的集电极C和发射极E串联于负载回路中。