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关于故障电弧断路器(AFCI)的研究和设计

发布者 : 泰西电气发布日期 : 2017-11-02浏览 : 1241


大家知道传统的断路器只对过流,短路和漏电起保护作用,我今天介绍的家用的电弧故障断路器(AFCI)是在传统的断路器的基础上又添加了个崭新的功能—对故障电弧起保护作用,以防范电弧引发的火灾。在美国,根据CPSC(美国消费品安全委员会)1998 年的统计,每年由于配电线路老化引起电弧造成的火灾有超过40000 起,造成直接经济损失$16.8 亿美元。所以CPSC 要求所有的住宅的卧室必须安装这种AFCI 断路器,空调要安装AFCI 插座。
本文将介绍电弧故障断路器AFCI)的电路部分的技术开发,包括它的硬件和软件的基本实现方法及相关内容。我们使用了一个电流互感器,感应 AC 电流的大小和di/dt, 然后用OP (运放)进行处理后,将信号再输入MCU进行A/D 处理,MCU 将采样数值进行分析,如果符合故障电弧的特性,MCU 将发出断路器脱扣信号,使断路器断开。当然传统的过流,短路和漏电保护功能可方便的被集成,只要再增加一个电流互感器。
应用于各种断路器,墙插座和电源插接板等。
基本概念:
电弧:
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》。
1,《好弧》是指当电机旋转产生的弧,如电钻,吸尘器等。另外当人们开关电器,插拔电器时产生的弧也是《好弧》。
2,《坏弧》是故障电弧,故障电弧的类型基本上可分两类。A 类和B 类。A 类称串型电弧,B 类称并型电弧,图示如下:请点击阅读PDF