一种灭弧式电气防火器的制作方法

本实用新型涉及电气安全技术领域，尤其涉及一种灭弧式电气防火器。

背景技术：

电弧是一种气体放电现象，电流通过某些绝缘介质(例如空气)所产生的瞬间火花。触头金属表面因一次电子发射导致电子逸出，间隙中气体原子或分子会因电离而产生电子和离子。另外，电子或离子轰击发射表面又会引起二次电子发射。当间隙中离子浓度足够大时，间隙被电击穿而发生电弧。

在现有的供电系统中，当负载电流过大，特别是在负载输出短路的情况下，此时供电回路中的电流快速上升，在短路部位很容易产生电弧造成电起火等用电安全事故，所以用电设备都在供电回路中增加检测过电流现象的短路保护装置，对用电回路进行防火保护。

现有的短路保护装置只通过检测供电回路中的电流进行电路防火，虽然能起到一定的电气防火效果，但是检测参数单一，智能化程度低，不能实现防火报警和远程防火监控。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，特别创新地提出了一种灭弧式电气防火器，能够检测负载回路中电流以及防火器的工作温度，并通过无线通讯模块实时发送至远程终端，在负载回路中的电流和防火器的工作温度超过预设阈值时，自动切断负载供电回路，同时发出报警信号进行报警，智能化程度高，有效解决了现有技术中电气防火装置检测参数单一，智能化程度低，不能实现防火报警和远程防火监控的问题。

为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种灭弧式电气防火器，包括壳体和设置于所述壳体内的电流传感器、回路切断模块、温度检测模块、控制模块和无线通讯模块，以及设置于所述壳体前侧的报警模块，所述电流传感器和所述回路切断模块连接后串联于负载回路，所述电流传感器的信号输出端与所述控制模块的电流检测信号输入端连接，所述回路切断模块的控制信号输入端与所述控制模块的开关切断信号输出端连接，所述温度检测模块的信号输出端与所述控制模块的温度检测信号输入端连接，所述报警模块的信号输入端与所述控制模块的报警信号输出端连接，所述无线通讯模块与所述控制模块双向通讯连接。

本实用新型通过电流传感器检测负载回路中的电流，并将检测到的电流信号发送至控制模块，控制模块将检测到的电流信号与预设电流阈值进行比较，并在检测到的电流信号大于预设的电流阈值时，发送开关切断信号至回路切断模块，使回路切断模块在负载回路短路或过载等而导致负载回路过流时及时切断负载回路，并发送报警信号至报警模块进行报警，从而避免短路端形成较大的电弧火花而造成电气线路起火；同时通过温度检测模块实时检测防火器工作环境温度，并将检测到的温度信号发送至控制模块，控制模块将检测到的温度信号与预设温度阈值进行比较，并在检测到的温度信号大于预设的温度阈值时，发送开关切断信号至回路切断模块，使回路切断模块及时切断负载回路，并发送报警信号至报警模块进行报警，从而避免防火器工作环境温度过高导致电气线路起火；控制模块还实时将接收到的电流信号和温度信号通过无线通讯模块发送至远程终端，从而实现远程终端对负载回路的工作状况的远程监控。

本实用新型能够检测负载回路中电流以及防火器的工作温度，并通过无线通讯模块实时发送至远程终端，在负载回路中的电流和防火器的工作温度超过预设阈值时，自动切断负载供电回路，同时发出报警信号进行报警，智能化程度高。

优选地，所述灭弧式电气防火器还包括设置于所述壳体前侧的显示模块，所述显示模块的信号输入端与所述控制模块的显示信号输出端连接。

优选地，所述显示模块为lcd显示屏，所述显示模块用于显示电流值和温度值。通过显示模块显示电流值和温度值，便于用户实时了解防火器内部负载回路的工作电流和防火器的工作温度。

优选地，所述灭弧式电气防火器还包括设置于所述壳体前侧的按键模块，所述按键模块的信号输出端与所述控制模块的按键信号输入端连接。通过按键模块便于用户进行电流阈值和温度阈值等相关报警参数阈值的设置。

优选地，所述灭弧式电气防火器还包括计时模块，所述计时模块与所述控制模块连接。通过计时模块进行计时，在负载回路中的电流或防火器工作温度超过某一预设阈值时开始进行计时，当超过时间达到预设的时长，控制模块发送开关切断信号至回路切断模块，使回路切断模块切断负载回路，控制模块同时发送报警信号至报警模块进行报警。避免因负载回路长时间过载或者长时间处于高温高作环境而造成线路起火。

优选地，所述报警模块包括蜂鸣器和报警提示灯，所述蜂鸣器和报警提示灯分别与所述控制模块连接。通过蜂鸣器和报警提示灯进行声光双重报警，增强报警效果。

优选地，所述温度检测模块包括用于检测壳体内部温度的第一温度传感器和用于检测壳体外部环境温度的第二温度传感器，所述第一温度传感器和第二温度传感器分别与所述控制模块连接。通过第一温度传感器检测防火器壳体的内部温度，并通过第一温度传感器检测防火器外部环境温度，从而实现在防火器因内部电气元件温度过高导致线路起火和防火器因外部环境温度过高而导致线路起火的防范。

优选地，所述灭弧式电气防火器还包括供电模块，所述供电模块包括电源转换单元和电量存储单元，所述电源转换单元的输入端与负载的供电电路连接，所述电源转换单元的输出端与所述电量存储单元的输入端连接，所述电源转换单元用于将负载的供电电路的初始电压转换为所述防火器所需的供电电压，并为所述电量存储单元充电，所述电量存储单元用于在所述负载的供电电路断开时为所述防火器供电。从而实现防火器的不间断供电。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型提供的一种优选实施方式中灭弧式电气防火器的电路结构示意图；

图2是本实用新型提供的一种优选实施方式中灭弧式电气防火器的主视结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实用新型提供了一种灭弧式电气防火器，如图1-2所示，该防火器包括壳体1和设置于壳体1内的电流传感器2、回路切断模块3、温度检测模块4、控制模块5和无线通讯模块6，以及设置于壳体1前侧的报警模块7，电流传感器2和回路切断模块3连接后串联于负载回路，电流传感器2的信号输出端与控制模块5的电流检测信号输入端连接，回路切断模块3的控制信号输入端与控制模块5的开关切断信号输出端连接，温度检测模块4的信号输出端与控制模块5的温度检测信号输入端连接，报警模块7的信号输入端与控制模块5的报警信号输出端连接，无线通讯模块6与控制模块5双向通讯连接。

本实用新型通过电流传感器2检测负载回路中的电流，并将检测到的电流信号发送至控制模块5，控制模块5将检测到的电流信号与预设电流阈值进行比较，并在检测到的电流信号大于预设的电流阈值时，发送开关切断信号至回路切断模块3，使回路切断模块3在负载回路短路或过载等而导致负载回路过流时及时切断负载回路，并发送报警信号至报警模块7进行报警，从而避免短路端形成较大的电弧火花而造成电气线路起火；同时通过温度检测模块4实时检测防火器工作环境温度，并将检测到的温度信号发送至控制模块5，控制模块5将检测到的温度信号与预设温度阈值进行比较，并在检测到的温度信号大于预设的温度阈值时，发送开关切断信号至回路切断模块3，使回路切断模块3及时切断负载回路，并发送报警信号至报警模块7进行报警，从而避免防火器工作环境温度过高导致电气线路起火；控制模块5还实时将接收到的电流信号和温度信号通过无线通讯模块6发送至远程终端，从而实现远程终端对负载回路的工作状况的远程监控。

本实用新型能够检测负载回路中电流以及防火器的工作温度，并通过无线通讯模块6实时发送至远程终端，在负载回路中的电流和防火器的工作温度超过预设阈值时，自动切断负载供电回路，同时发出报警信号进行报警，智能化程度高。

具体地，在本实施方式中，电流传感器2具体可以采用电子式电流互感器，例如霍尔电流传感器，灵敏度高，检测结果精确。回路切断模块3具体可以采用半导体开关器件，例如可控硅模块或晶闸管模块，响应速度快，可实现负载回路的微秒级切断，减少过载或短路时间，从而减少短路等产生的火花。无线通讯模块6具体可以是3g模块或4g模块，使得控制模块5与智能手机、智能穿戴设备等远程终端通过3g或4g网络连接，实时将检测到的电流和温度值以及报警信号等发送至远程终端，同时也可通过远程终端远程设置电流阈值、温度阈值等报警参数阈值。控制模块5可以采用单片机等微控制器，具体可以选用pic24系列单片机，如型号为pic24fj128ga306-i/pt的单片机。

在本实施方式中，灭弧式电气防火器还包括设置于壳体1前侧的显示模块8，显示模块8的信号输入端与控制模块5的显示信号输出端连接。

在本实施方式中，显示模块8为lcd显示屏，显示模块8用于显示电流值和温度值。通过显示模块8显示电流值和温度值，便于用户实时了解防火器内部负载回路的工作电流和防火器的工作温度。

在本实施方式中，灭弧式电气防火器还包括设置于壳体1前侧的按键模块9，按键模块9的信号输出端与控制模块5的按键信号输入端连接。通过按键模块9便于用户进行电流阈值和温度阈值等相关报警参数阈值的设置。

在本实施方式中，灭弧式电气防火器还包括计时模块10，计时模块10与控制模块5连接。通过计时模块10进行计时，在负载回路中的电流或防火器工作温度超过某一预设阈值时开始进行计时，当超过时间达到预设的时长，控制模块5发送开关切断信号至回路切断模块3，使回路切断模块3切断负载回路，控制模块5同时发送报警信号至报警模块7进行报警。避免因负载回路长时间过载或者长时间处于高温高作环境而造成线路起火。计时模块10具体采用ds3231高精度时钟模块。

需要说明的是，启动计时模块10进行计时的对应的预设的电流阈值和温度阈值小于触发报警对应的电流阈值和温度阈值，各预设阈值的设置可以根据不同的负载回路进行具体设定。

在本实施方式中，报警模块7包括蜂鸣器701和报警提示灯702，蜂鸣器701和报警提示灯702分别与控制模块5连接。通过蜂鸣器701和报警提示灯702进行声光双重报警，增强报警效果。

在本实施方式中，温度检测模块4包括用于检测壳体1内部温度的第一温度传感器401和用于检测壳体1外部环境温度的第二温度传感器402，第一温度传感器401和第二温度传感器402分别与控制模块5连接。通过第一温度传感器401检测防火器壳体1的内部温度，并通过第一温度传感器401检测防火器外部环境温度，从而实现在防火器因内部电气元件温度过高导致线路起火和防火器因外部环境温度过高（例如外部环境发生火灾等）而导致线路起火的防范。

在本实施方式中，灭弧式电气防火器还包括供电模块11，供电模块11包括电源转换单元111和电量存储单元112，电源转换单元111的输入端与负载的供电电路连接，电源转换单元111的输出端与电量存储单元112的输入端连接，电源转换单元111用于将负载的供电电路的初始电压转换为防火器所需的供电电压，并为电量存储单元112充电，电量存储单元112用于在负载的供电电路断开时为防火器供电。从而实现防火器的不间断供电。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。