剩余电流式电气火灾监控探测设备

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1、.剩余电流式电气火灾监控探测设备的设计张椿宜，陈楠，黄勇摘要：根据消防部门的统计，在全国的火灾事故中，电气火灾约占30%，在电气火灾事故中由于低压线路单相接地故障，也就是产生了剩余电流，造成事故约占电气火灾事故的50%，可见线路单相接地故障的严重性与普遍性。本设计的设备通过对被监测设备的剩余电流采用循环AD中断式采集，可以有效的预防剩余电流造成的危害。关键词：电气火灾；剩余电流；AD采集中图分类号：TM930.1文献标识码：ADesignofresidualcurrentelectricfiremonitoringanddetectorequipmentZH

2、ANGChun-yi，CHENNan，HUANGYongAbstract:Accordingtothestatisticsofthefiredepartment,thefireaccidentinthecountry,electricalfireaccountedforabout30%,intheelectricalfireaccidentduetothelowlinesignal-phasegroundingfault,whichisproducedbytheresidualcurrent,electricalfireaccidentsaccountedf

3、orabout50%,itisthusclearthatsingle-phasegroundingfaultseverityanduniversality.ThedesignoftheequipmentbasedontheresidualcurrentdeviceismonitoredbycyclicADinterruptacquisition,caneffectivepreventiontheharmofresidualcurrent.Keywords：ElectricFire；ResidualCurrent；ADInterruptAcquisition1

4、引言本设计的消防设备为众多剩余电流监测设备之一，主要监测低压配电线路中的剩余电流。剩余电流为低压配电线路中各相（含中性线）电流矢量和不为零的电流，导致其产生的原因主要包括导线使用时间过长，以致器绝缘层老化破损；导线安装施工不规范；电气负载设计不当；导线人为破坏等。剩余电流引发的电气火灾是当今社会普遍存在的，如果不加以控制，对用电设备会造成很大的损坏，严重时可以危及人们的生命，可见，剩余电流式电气火灾监控探测设备的产生是必然的。依据中华人民共和国国家标准GB14287.2—2005（电气火灾监控系统第2部分：剩余电流式电气火灾监控探测器），设计的设备完成报警性

5、能和监控报警功能。本文首先介绍了设备的硬件电路组成，其次对所完成的功能进行软件程序编写，最后根据中华人民共和国国家标标准进行设备试验。2硬件电路设计设备完成对低压配电线路中的剩余电流的监测，以确保用电设施的安全。设备首先监测出低压配电线路中的剩余电流信号，由于剩余电流信号的微弱，对其进行放大处理，然后将放大后的信号传输给微计算机进行A/D采集，最后将监测出的电流值显示在显示器中。剩余电流式电气火灾监控探测器原理框图如图1所示。...外围设备PIC18F45204个被监控设备4个电流传感器4个继电器4路模拟信号处理电路4路IO输出4路AD输入蜂鸣器IO输出4个

6、按键4位拨码开关RX/TX12个指示灯4路IO输出12路IO输出4路IO输入通讯电路通讯电路LCDPIC6F877ARX/TX显示器主控制器图1剩余电流式电气火灾监控探测器原理框图由图1可见，设备的硬件电路分为三大模块，分别为：⑴外围设备：完成将电流信号转换成电压信号功能，包括被监测设备和电流传感器；⑵主控制器：①微计算机PIC18F4520[1]：设备的控制芯片，在其内部进行程序编写完成A/D采集，通讯，IO输入输出控制功能。②4路模拟信号处理电路[2]：完成对转换后的电压信号放大功能。③4个继电器：完成对用电设施的开通与关断功能，当剩余电流过大时关断，正

7、常时导通。④蜂鸣器：报警功能。⑤4个按键：自检按键、消音按键、复位按键、功能按键。...⑥4为拨码开关：用于设置通讯时的子节点地址。⑦通讯电路：MAX485硬件电路。⑧12个指示灯：4个报警指示灯、4个与报警指示灯、1个电源指示灯、一个故障指示灯、1个复位指示灯、1个通讯指示灯。⑶显示器：与主控制器进行通讯，显示每一路的实时剩余电流值。设备的工作过程：首先，通过外围设备中的电流传感器将检测出的用电设施剩余电流信号转换成电压信号；其次，电压信号经由信号处理电路的放大[3、4]，送入到主控制器中微计算机PIC18F4520的AD端口进行采集转换，对模拟信号数字化

8、；最后，运用串行链路上Modbus通讯协议连接主控制