一种电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路的制作方法

本实用新型涉及低压供电系统的电气火灾监控领域，更具体地说，涉及一种电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路。

背景技术：

电气火灾监控系统是安装于低压配电系统中，用于监测低压配电工作系统中有关电气火灾产生隐患的电气参数项(如剩余电流、温度信号等)，并通过监控主机设备采集监测数据作为集中控制和集中管理，当被保护线路中被探测参数超过报警设定值时，能发出报警信号，控制信号，并能指示出报警部位的系统。

2015年中国国家标准化管理委员会颁布了最新的电气火灾监控系统的国家标准GB 14287-2014，其中剩余电流式电气火灾监控探测器部分GB14287.2-2014中明确要求：采用外接剩余电流传感器的探测器，信号处理单元与其连接的剩余电流传感器间的连接线断路或短路时，探测器应能在100s内发出声、光故障信号。

自标准颁布以来，各电气火灾监控系统的生产厂家推出了各种型号规格的电气火灾监控探测器产品，采用了各种不同的剩余电流的检测方法。但是，目前主流的检测电路不能同时有效区分剩余电流式互感器输入端的短路和断路信号，只能将短路或断路信号识别为同一种故障故障信号，不方便现场的故障排除，因此应用起来略有不足。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述现有检测电路不能同时有效区分剩余电流式互感器输入端的短路和断路信号，只能将短路或断路信号识别为同一种故障故障信号，不方便现场的故障排除的缺陷，提供一种电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路，包括：剩余电流互感器、信号采集与故障检测电路、运算放大电路、参考电压电路、滤波电路，其中，

所述信号采集与故障检测电路连接所述剩余电流互感器，所述信号采集与故障检测电路的输出端连接所述运算放大电路的输入端，所述参考电压电路的输出端连接所述运算放大电路的输入端，所述运算放大电路的输出端连接所述滤波电路的输入端；

所述剩余电流互感器用于采集剩余电流信号，所述信号采集与故障检测电路接收并检测所述剩余电流信号，并将处理后的所述剩余电流信号通过运算放大电路放大后传输至所述滤波电路，所述参考电压电路用于为所述运算放大电路提供参考电压。

优选地，本实用新型所述的电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路，还包括：用于处理所述滤波电路的输出信号、以及发出控制信号的控制电路，所述滤波电路的输出端连接所述控制电路的输入端。

优选地，本实用新型所述的电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路，所述信号采集与故障检测电路包括：电阻R2、电阻R5、电容C2、二极管D1、二极管D2，其中，

所述电阻R5、二极管D2、电容C2并联连接，并联连接的所述电阻R5、二极管D2、电容C2连接所述剩余电流互感器的输出端，并联连接的电阻R5、二极管D2、电容C2的一端通过所述电阻R2连接所述二极管D1的负极，所述二极管D1的正极连接模拟电源。

优选地，本实用新型所述的电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路，所述二极管D2为瞬态抑制二极管。

优选地，本实用新型所述的电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路，所述运算放大电路包括：电阻R1、电阻R3、电容C1、电容C4、运算放大器U1A，其中，

所述运算放大器U1A的反相输入端通过所述电阻R3连接所述信号采集与故障检测电路的输出端，所述运算放大器U1A的反相输入端通过并联所述电容C1和电阻R1连接所述运算放大器U1A的输出端；

所述运算放大器U1A的同相输入端连接所述信号采集与故障检测电路的输出端，所述运算放大器U1A的同相输入端连接所述参考电压电路的输出端，所述运算放大器U1A的同相输入端通过所述电容C4接地。

优选地，本实用新型所述的电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路，所述滤波电路包括：电阻R4、电容C3，其中，

所述运算放大电路的输出端通过所述电阻R4连接所述滤波电路的输出端，所述运算放大电路的输出端通过串联所述电阻R4和电容C3接地。

优选地，本实用新型所述的电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路，所述参考电压电路包括：电阻R8、电阻R9、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容E1、电容E2、二极管D3、电压基准芯片U2、降噪电路，其中，

所述电压基准芯片U2的引脚1通过所述降噪电路连接数字电源，所述电压基准芯片U2的引脚1连接模拟电源，所述电压基准芯片U2的引脚1通过并联所述电容E1、电容C7、电容C8以及二极管D3连接所述电压基准芯片U2的引脚3；

所述电压基准芯片U2的引脚2连接电源VREF，所述电压基准芯片U2的引脚2通过所述电阻R8连接所述参考电压电路的输出端；

所述电压基准芯片U2的引脚2通过并联所述电容E2和电容C9连接所述电压基准芯片U2的引脚3，所述电压基准芯片U2的引脚2连接所述电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端通过并联所述电阻R9和电容C10连接所述电压基准芯片U2的引脚3；

所述电压基准芯片U2的引脚3接地。

优选地，本实用新型所述的电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路，所述二极管D3为瞬态抑制二极管。

优选地，本实用新型所述的电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路，所述降噪电路为磁珠，所述磁珠的一端连接模拟电源，所述磁珠的另一端连接数字电源。

优选地，本实用新型所述的电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路，所述电容E1和电容E2为钽电容。

实施本实用新型的一种电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路，具有以下有益效果：该剩余电流检测电路，包括：剩余电流互感器、信号采集与故障检测电路、运算放大电路、参考电压电路、滤波电路，其中，信号采集与故障检测电路连接剩余电流互感器，信号采集与故障检测电路的输出端连接运算放大电路的输入端，参考电压电路的输出端连接运算放大电路的输入端，运算放大电路的输出端连接滤波电路的输入端。通过实施本实用新型，既能正常检测出电气火灾监控系统中的剩余电流信号，也能检测出接线故障时的信号，并能对两种不同的故障信号短路和断路进行区分，方便用户现场的故障排除，解决了现有技术中存在的不能有效区分剩余电流式互感器输入端的短路和断路信号的缺陷。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一种电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路的结构示意图；

图2是本实用新型一种电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路中信号采集与故障检测电路、运算放大电路、以及滤波电路的电路图；

图3是本实用新型一种电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路中参考电压电路的电路图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本本实用新型的具体实施方式。

图1是本实用新型一种电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路的结构示意图。

具体的，该电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路用于剩余电流式电气火灾监控探测器本体上,包括：剩余电流互感器、信号采集与故障检测电路100、运算放大电路200、参考电压电路300、滤波电路400、控制电路500，其中，

信号采集与故障检测电路100连接剩余电流互感器，信号采集与故障检测电路100的输出端连接运算放大电路200的输入端，参考电压电路300的输出端连接运算放大电路200的输入端，运算放大电路200的输出端连接滤波电路400的输入端，滤波电路400的输出端连接控制电路500的输入端。

剩余电流互感器用于采集剩余电流信号，信号采集与故障检测电路100接收并检测剩余电流信号，并将处理后的剩余电流信号通过运算放大电路200放大后传输至滤波电路400，参考电压电路300用于为运算放大电路200提供参考电压。

控制电路500用于处理滤波电路400的输出信号、以及发出控制信号，控制电路是一种具有信息处理及控制功能的微处理器。

图2是本实用新型一种电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路中信号采集与故障检测电路、运算放大电路、以及滤波电路的电路图。

具体的，信号采集与故障检测电路100包括：电阻R2、电阻R5、电容C2、二极管D1、二极管D2，其中，电阻R5、二极管D2、电容C2并联连接，并联连接的电阻R5、二极管D2、电容C2连接剩余电流互感器的输出端，并联连接的电阻R5、二极管D2、电容C2的一端通过电阻R2连接二极管D1的负极，二极管D1的正极连接模拟电源，优选地，模拟电源AVCC为3.3V；剩余电流互感器的参数为1A/0.5mA。

优选地，二极管D2为瞬态抑制二极管。当剩余电流互感器的输出端短路、断路或正常工作时，电阻R5两端的直流电压不同，经过运算放大电路200、滤波电路400的处理，微处理电路能识别判断当前的剩余电流检测是正常检测、还是处于短路或断路状态。

参考图2，运算放大电路200包括：电阻R1、电阻R3、电容C1、电容C4、运算放大器U1A，其中，

运算放大器U1A的反相输入端通过电阻R3连接信号采集与故障检测电路100的输出端，运算放大器U1A的反相输入端通过并联电容C1和电阻R1连接运算放大器U1A的输出端；运算放大电路的放大倍数由电阻R1和电阻R3决定。

运算放大器U1A的同相输入端连接信号采集与故障检测电路100的输出端，运算放大器U1A的同相输入端连接参考电压电路300的输出端，运算放大器U1A的同相输入端通过电容C4接地。优选地，参考电压电路300的输出端的输出电压REF为1.25V；运算放大器U1A的供电电压AVCC为3.3V。

参考图2，滤波电路400包括：电阻R4、电容C3，其中，运算放大电路200的输出端通过电阻R4连接滤波电路400的输出端，运算放大电路200的输出端通过串联电阻R4和电容C3接地。

图3是本实用新型一种电气火灾监控探测器的剩余电流检测电路中参考电压电路的电路图。

具体的，参考电压电路300包括：电阻R8、电阻R9、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容E1、电容E2、二极管D3、电压基准芯片U2、降噪电路，其中，

电压基准芯片U2的引脚1通过降噪电路连接数字电源，电压基准芯片U2的引脚1连接模拟电源，优选地，数字电源VCC为3.3V，模拟电源AVCC为3.3V。电压基准芯片U2的引脚1通过并联电容E1、电容C7、电容C8以及二极管D3连接电压基准芯片U2的引脚3。

电压基准芯片U2的引脚2连接电源VREF，电压基准芯片U2的引脚2通过电阻R8连接参考电压电路300的输出端；优选地，电源VREF为2.5V；参考电压电路300的输出端的输出电压为1.25V。

电压基准芯片U2的引脚2通过并联电容E2和电容C9连接电压基准芯片U2的引脚3，电压基准芯片U2的引脚2连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端通过并联电阻R9和电容C10连接电压基准芯片U2的引脚3。

电压基准芯片U2的引脚3接地。

优选地，二极管D3为瞬态抑制二极管。

优选地，降噪电路为磁珠，磁珠的一端连接模拟电源，磁珠的另一端连接数字电源。

优选地，电容E1和电容E2为钽电容。

通过实施本实用新型，既能正常检测出电气火灾监控系统中的剩余电流信号，也能检测出接线故障时的信号，并能对两种不同的故障信号短路和断路进行区分，方便用户现场的故障排除，解决了现有技术中存在的不能有效区分剩余电流式互感器输入端的短路和断路信号的缺陷。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。