专利名称：电弧故障保护器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子、电器设备安全保护装置，尤其是一种电弧故障保护器。
背景技术：
随着经济的飞速发展和人民生活的提高，用电量也在不断增加。用电安全，包括人身安全和防止漏电或电弧故障引起的火灾，日益受到人们重视。电弧故障造成的火灾在所有电气火灾中占60%以上，因此人们对低压电气安全和电弧故障保护的重视程度逐渐提闻。电弧是两个电极之间跨越某种绝缘介质的持续放电现象，经常伴随着电极的局部挥发。典型的电弧是在阴、阳两极之间的空气间隔中形成的。电弧中心温度一般为5000至 15000摄氏度。电弧存在的区域会产生很高的电离气压，导致电弧被局限的任何地方都会释放出高热气体和电极物质粒子。线路上的电弧可分为两种，一种是正常的操作弧，称“好弧”另一种是故障电弧，称“坏弧”。“好弧”是指电机旋转(如电钻、吸尘器等)产生的弧，另外当人们开关电器，插拔电器时产生的弧也属于“好弧”。“坏弧”是故障电弧，故障电弧一般产生于两种情况①沿着绝缘体部分导电表面；②产生于非常接近的两个电极。前者由于绝缘体长期受热或发生偶然性电火花，造成绝缘表面碳化而形成电弧通道；后者由于导电体碰上接地管道，或是一束导体中部分被尖锐的金属体把绝缘割伤。在低压供配电线路中，有串联电弧故障、线对线电弧故障和线对地电弧故障。传统的家用电路故障保护装置可以在电气线路严重过载，或者发生短路时断开电路从而起到保护作用，但是发生电弧故障时的电流虽然通常存在较高尖峰，但有效值可能并不大，所以传统的家用电路故障保护装置都无法对电弧故障提供全面的保护。
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种能够对电弧故障起到保护作用的电弧故障保护器。为解决上述问题，本发明的一种电弧故障保护器，包括信号采集单元、微处理器单元、脱扣器单元以及电源电路单元；信号采集单元，用于采集电气电路中的电流信号；微处理器单元，与信号采集单元相连，用于接收信号采集单元所采集到的信号，判断线路中是否存在故障电弧，并根据判断结果控制脱扣器是否断开电路；所述微处理器单元具有电弧故障检测模块；脱扣器单元，与微处理器相连，用于在电气电路中发生电弧故障时断开电路，从而起到保护电路的作用。 电源电路单元，用于为信号采集单元、微处理器单元以及脱扣器单元提供电源。所述信号采集单元包括电流互感器以及信号调理电路；该信号调理电路与微处理器单元相连，用于对电流互感器采集到的电流信号进行放大、滤波。所述微处理器单元具有A/D转换模块，用于将电流互感器采集到的电流信号进行模数转换。所述脱扣器单元包括脱扣器以及设置在脱扣器与微处理器单元之间的脱扣器驱动电路。所述电弧故障保护器还包括测试电路，该测试电路与电源电路单元以及微处理器单元相连，能够向微处理器单元输入测试信号，驱动脱扣器断开电路，用于判断电弧故障保护器是否工作正常。所述的电源电路单元包括开关电源以及电压转换芯片；其中开关电源与信号调理电路和测试电路相连；电压转换芯片与开关电源以及微处理器单元相连。采用本发明结构的电弧故障保护器，通过电流互感器采集家庭电气线路中的电流 信号，经过信号调理电路处理后送入微处理器单元中进行分析，通过分析来判断当时的电流是否符合发生电弧故障时的电流的特征，如果是，则判断为发生了电弧故障，并给出故障信号，驱动脱扣器及时断开电路。本发明的电弧故障保护器，对于防范电弧引发的火灾，是有十分重要的意义。
图I为本发明电弧故障保护器的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方案，
以下结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。如图I所示，本发明的电弧故障保护器，包括电流互感器、信号调理电路、微处理器单元、脱扣器驱动电路、脱扣器、测试电路以及电源电路单元。其中，电流互感器用于采集电气电路中的电流信号。信号调理电路与电流互感器相连，用于对电流互感器采集到的电流信号进行放大、滤波。微处理器单元与信号调理电路相连，所述微处理器单元具有电弧故障检测模块，用于接收信号采集单元所采集到的信号，判断线路中是否存在故障电弧，并根据判断结果控制脱扣器是否断开电路；所述微处理器单元还具有A/D转换模块，用于将电流互感器采集到的电流信号进行模数转换。脱扣器驱动电路与微处理器单元以及脱扣器相连，用于根据微处理器单元输入的电弧故障信号驱动脱扣器断开电路。测试电路与电源电路单元以及微处理器单元相连，能够向微处理器单元输入测试信号，微处理器单元接收到测试信号后，向脱扣器驱动电路输入电弧故障信号，驱动脱扣器断开电路，用于判断电弧故障保护器是否工作正常。所述的电源电路单元包括开关电源以及电压转换芯片，其中开关电源将220V交流电转换为正负5V电源，为信号调理电路和测试电路供电；电压转换芯片将开关电源中输出的5V转换为3. 3V电源，为微处理器供电。
权利要求1.一种电弧故障保护器，其特征在于包括信号采集单元、微处理器单元、脱扣器单元以及电源电路单元； 信号采集单元，用于采集电气电路中的电流信号； 微处理器单元，与信号采集单元相连，用于接收信号采集单元所采集到的信号，判断线路中是否存在故障电弧，并根据判断结果控制脱扣器是否断开电路；所述微处理器单元具有电弧故障检测模块； 脱扣器单元，与微处理器相连，用于在电气电路中发生电弧故障时断开电路，从而起到保护电路的作用； 电源电路单元，用于为信号采集单元、微处理器单元以及脱扣器单元提供电源。
2.如权利要求I所述电弧故障保护器，其特征在于所述信号采集单元包括电流互感器以及信号调理电路；该信号调理电路与微处理器单元相连，用于对电流互感器采集到的电流信号进行放大、滤波。
3.如权利要求2所述电弧故障保护器，其特征在于所述微处理器单元具有A/D转换模块，用于将电流互感器采集到的电流信号进行模数转换。
4.如权利要求3所述电弧故障保护器，其特征在于所述脱扣器单元包括脱扣器以及设置在脱扣器与微处理器单元之间的脱扣器驱动电路。
5.如权利要求4所述电弧故障保护器，其特征在于所述电弧故障保护器还包括测试电路，该测试电路与电源电路单元以及微处理器单元相连，能够向微处理器单元输入测试信号，驱动脱扣器断开电路，用于判断电弧故障保护器是否工作正常。
6.如权利要求5所述电弧故障保护器，其特征在于所述的电源电路单元包括开关电源以及电压转换芯片；其中开关电源与信号调理电路和测试电路相连；电压转换芯片与开关电源以及微处理器单元相连。
专利摘要本实用新型公开了一种能够对电弧故障起到保护作用的电弧故障保护器，包括信号采集单元、微处理器单元、脱扣器单元以及电源电路单元。采用本实用新型结构的电弧故障保护器，通过电流互感器采集家庭电气线路中的电流信号，经过信号调理电路处理后送入微处理器单元中进行分析，通过分析来判断当时的电流是否符合发生电弧故障时的电流的特征，如果是，则判断为发生了电弧故障，并给出故障信号，驱动脱扣器及时断开电路。本实用新型的电弧故障保护器，对于防范电弧引发的火灾，是有十分重要的意义。
文档编号H02H3/00GK202524053SQ20122016551
公开日2012年11月7日 申请日期2012年4月18日 优先权日2012年4月18日
发明者王颖 申请人:天津市鸿远电气设备有限公司