采用外置电流互感器的故障电弧探测装置及方法与流程

本发明涉及电路技术领域，特别涉及报警装置技术领域，具体是指一种采用外置电流互感器的故障电弧探测装置及方法。

背景技术：

故障电弧探测器，是一种相对新的电气火灾报警产品，对应的首个涉及该产品的相关国家标准颁布于2014年。在这些国家标准中，故障电弧探测器，被推荐应用在一些人员密集的场合或其它重要场合的电气火灾报警解决方案中。但在相关标准颁布实施之前，上述应用场合中，已经存在了大量的供用电设施。因而这些已有供用电设施，只有经过技术改造，才能满足新的国家标准的要求。

现有的故障电弧探测器，如图1所示，需要串联接入被监测对象的供电回路中，以实现对该供电回路的故障电弧探测。这些故障电弧探测器，一般会提供两组电源端子：一组作为电源输入端子，接到被测对象的供电回路的上级电源上；一组作为电源输出端子，接到被测对象的供电回路，从而为被测对象供电。因此，这些故障电弧探测器的输入电源端子和输出电源端子之间，在其探测器内部需要有导体直接相连，而故障电弧探测器通过内置的电流互感器，采集这个连接导体上的电流，实现对故障电弧的识别和报警。

鉴此，当对已有供用电设施进行技术改造，需要接入故障电弧探测器时，需要断开原供电回路，调整供电线路的走向，甚至重新布线，才能把这种故障电弧探测器接入其中。同时，这种改造方式，在原供电回路上增加了两组接触点，这两组接触点的引入，又带来了新的故障易发点，降低了该供电回路的可靠性。再者，由于这些故障电弧探测器内部需要流过被测对象的供电电流，如果被测对象的额定功率不同，这些故障电弧探测器就需要采用不同的额定电流规格来进行匹配。因此不同的额定电流规格，有可能导致这些故障电弧探测器的尺寸结构发生变化。

技术实现要素：

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种新型故障电弧探测装置及其安装方法，可无需串联接入到被监测对象的供电回路中，因而能够在不改动原供电回路已有走线的前提下，就可完成对新型故障电弧探测器的施工安装。

为了实现上述的目的，本发明采用外置电流互感器的故障电弧探测装置具有如下构成：

外置电流互感器，设置于被测回路外部，不接入该被测回路中，该外置电流互感器包括感应单元，该感应单元用于感应所述被测回路的原始电流，产生感应电流；

故障电弧探测器，包括处理单元，该处理单元连接所述的外置电流互感器的感应单元，用于检测所述的感应电流，当所述的感应电流包含故障电弧特征时，发出故障电弧报警信号。

该采用外置电流互感器的故障电弧探测装置中，所述的外置电流互感器包括开合式壳体，所述的感应单元设置于所述的开合式壳体内，该外置电流互感器的开合式壳体可夹设固定于所述的被测回路的线缆外侧，所述被测回路的线缆穿过该开合式壳体。

该采用外置电流互感器的故障电弧探测装置中，所述的感应单元贴附于所述的被测回路的线缆外侧。

该采用外置电流互感器的故障电弧探测装置中，所述的故障电弧探测器包括电源输入端子，该电源输入端子连接外部电源并为所述的故障电弧探测器供电。

该采用外置电流互感器的故障电弧探测装置中，所述的电源输入端子可连接所述的被测回路之外的供电电源。

本发明还提供一种采用外置电流互感器的故障电弧探测方法，该方法包括：

在被测回路外部设置不接入该被测回路中的外置电流互感器；

该外置电流互感器的感应单元感应所述被测回路的原始电流，产生感应电流；

故障电弧探测器的处理单元实时获取并检测所述的感应电流；

当所述的故障电弧探测器检测到所述的感应电流包含故障电弧特征时，发出故障电弧报警信号。

该采用外置电流互感器的故障电弧探测方法中，所述的在被测回路外部设置不接入该被测回路中的外置电流互感器的步骤，具体包括：

打开所述的外置电流互感器的开合式壳体；

将所述的被测回路的线缆置于打开的开合式壳体中，闭合该开合式壳体，使该外置电流互感器夹设固定于所述的被测回路的线缆外侧，所述被测回路的线缆穿过该开合式壳体；

电路连接所述的外置电流互感器与所述的故障电弧探测器；

设置所述的被测回路的额定电流与所述的外置电流互感器的感应电流之间的感应比。

该采用外置电流互感器的故障电弧探测方法中，当所述的外置电流互感器夹设固定于所述的被测回路的线缆外侧时，所述的外置电流互感器的感应单元贴附于所述的被测回路的线缆外侧。

采用了该发明的采用外置电流互感器的故障电弧探测装置及方法，将故障电弧探测器和电流互感器分离，实现故障电弧探测器本体安装与被测对象的供电回路无关联；通过为故障电弧探测器本体设置独立的工作电源输入端子，实现故障电弧探测器的工作电源与被测对象的供电回路无关联，在不影响被测对象原有供电回路的前提下，完成对新型故障电弧探测器的施工安装。同时不同的额定电流的被测对象，选用合适变比的电流互感器，就可使用同一规格的故障电弧探测器本体实现故障电弧探测。本发明的实现方式简便，成本可控，应用范围十分广泛。

附图说明

图1为现有技术中故障电弧探测器接入供电回路的电路示意图。

图2为本发明的采用外置电流互感器的故障电弧探测装置接入供电回路的电路示意图。

图3为本发明的采用外置电流互感器的故障电弧探测方法的步骤流程图。

图4为本发明的采用外置电流互感器的故障电弧探测装置中外置电流互感器的开合式壳体结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图2所示，为本发明的采用外置电流互感器的故障电弧探测装置接入供电回路的电路示意图。

在一种实施方式中，该采用外置电流互感器的故障电弧探测装置，包括通过电路3相互连接的故障电弧探测器1和外置电流互感器2。

其中，外置电流互感器2，设置于被测回路4外部，不接入该被测回路4中，该外置电流互感器2包括感应单元，该感应单元用于感应所述被测回路4的原始电流，产生感应电流；

故障电弧探测器1，包括处理单元，该处理单元连接所述的外置电流互感器2的感应单元，用于检测所述的感应电流，当所述的感应电流包含故障电弧特征时，发出故障电弧报警信号。

在一种较优选的实施方式中，所述的外置电流互感器2包括如图4所示的开合式壳体(左侧为打开状态，右侧为闭合状态)，所述的感应单元设置于所述的开合式壳体内，该外置电流互感器2的开合式壳体可夹设固定于所述的被测回路4的线缆外侧，所述被测回路4的线缆穿过该开合式壳体。

在一种进一步优选的实施方式中，所述的感应单元贴附于所述的的被测回路4的线缆外侧。

在另一种较优选的实施方式中，所述的故障电弧探测器1包括电源输入端子，该电源输入端子通过供电线缆5连接外部电源并为所述的故障电弧探测器1供电。

所述的电源输入端子连接的外部电源可以是被测回路4相同的电源，也可以是被测回路4之外的供电电源。

本发明还提供一种采用外置电流互感器的故障电弧探测方法，如图3所示，其包括：

在被测回路4外部设置不接入该被测回路4中的外置电流互感器2；

该外置电流互感器2的感应单元感应所述被测回路4的原始电流，产生感应电流；

故障电弧探测器1的处理单元实时获取并检测所述的感应电流；

当所述的故障电弧探测器1检测到所述的感应电流包含故障电弧特征时，发出故障电弧报警信号。

在一种较优选的实施方式中，所述的在被测回路4外部设置不接入该被测回路4中的外置电流互感器2的步骤，具体包括：

打开所述的外置电流互感器2的开合式壳体；

将所述的被测回路4的线缆置于打开的开合式壳体中，闭合该开合式壳体，使该外置电流互感器2夹设固定于所述的被测回路4的线缆外侧，所述被测回路4的线缆穿过该开合式壳体；

电路连接所述的外置电流互感器2与所述的故障电弧探测器1；

设置所述的被测回路4的额定电流与所述的外置电流互感器2的感应电流之间的感应比。

在更优选的实施方式中，当所述的外置电流互感器2夹设固定于所述的被测回路4的线缆外侧时，所述的外置电流互感器2的感应单元贴附于所述的的被测回路4的线缆外侧。

在本发明的应用中，该采用外置电流互感器的故障电弧探测装置包括：故障电弧探测器1、至少一只外置电流互感器2、电流互感器2与故障电弧探测器1之间的连接电缆3等几个部分。

所述的故障电弧探测器1，包含一组工作电源输入端子，用于为故障电弧探测器1供电。该工作电源输入端子，可通过电源线5连接到为被监测对象的供电回路4供电的同一供电电源，也可以连接到与为被监测对象的供电回路4供电的供电电源完全无关的其它电源。

所述的电流互感器2，其作用是通过选用不同的变比，将被监测对象的供电回路4上流过的额定电流不同的原始电流，或称之为一次大电流，归一化隔离变换成相同额定规格的安全的二次低电压小电流信号，再通过所述的连接电缆3把电流信号传递到所述的故障电弧探测器中。

所述的电流互感器2与故障电弧探测器1之间的连接电缆3，其作用是使每只外置电流互感器2输出的二次低电压小电流信号，传输给故障电弧探测器1。

所述的故障电弧探测器1，其内部还包含有信号处理单元，可实时分析处理电流互感器2传变过来的二次小电流信号，如果发现该电流信号中含有故障电弧特征，即发出故障电弧报警信号。

进一步地，所述的电流互感器2，如果采用开合式机构，如图4所示，还可以实现在不影响对被监测对象持续供电的情况下，完成故障电弧探测器的施工安装。

本发明中以监测单相供电回路为例进行说明，但本发明同样可以用于监测三相供电回路或多个单相供电回路。只需要在三相供电回路的每相上都设置一只外置电流互感器2，或者在多个单相回路的每个回路上都设置一只外置电流互感器2即可。

本发明通过将故障电弧探测器和电流互感器分离，实现故障电弧探测器安装与被测对象的供电回路无关联；通过为故障电弧探测器设置独立的工作电源输入端子，实现故障电弧探测器的工作电源与被测对象的供电回路无关联；通过配置合适变比的外置电流互感器，实现在不改变被测对象原有的供电回路的前提下完成对该供电回路的电流的归一化测量。本发明通过上述方法，在不影响被测对象原有供电回路的前提下，完成对新型故障电弧探测器的施工安装。同时不同的额定电流的被测对象，只要选用合适变比的电流互感器，就可使用同一规格的故障电弧探测器实现故障电弧探测。

采用了该发明的采用外置电流互感器的故障电弧探测装置及方法，将故障电弧探测器和电流互感器分离，实现故障电弧探测器本体安装与被测对象的供电回路无关联；通过为故障电弧探测器本体设置独立的工作电源输入端子，实现故障电弧探测器的工作电源与被测对象的供电回路无关联，在不影响被测对象原有供电回路的前提下，完成对新型故障电弧探测器的施工安装。同时不同的额定电流的被测对象，选用合适变比的电流互感器，就可使用同一规格的故障电弧探测器本体实现故障电弧探测。本发明的实现方式简便，成本可控，应用范围十分广泛。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。