剩余电流保护技术在防电气火灾中的作用

电力18讯：    
北京利达英杰集团

应用剩余电流保护功能，作为防止电气火灾的有效措施，在实践中已得到充分证明，并在实际应用中，不仅多次防止了电气火灾的危险，而且在防止剩余电流引起电能损耗方面，也起了重要作用。现将剩余电流保护技术，应用于电气火灾监控系统，作技术介绍。

1 系统的传输通信网络

电气火灾监控系统采用系统的传输通信网络为控制器局部网（CAN：Controller Area Network）：

控制器总局部网属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。控制器局部网的应用范围遍及从高速网络到低成本的多线路网络。在自动化电子领域的应用中，控制器局部网CAN的传输速率可高达1 Mbit/s。同时，它可以廉价地用于电气系统中，以替代所需要的硬件连接。

控制器局部网CAN具有下列主要特性：

・多主站依据优先权进行总线访问；

・无破坏性的基于优先权的仲裁；

・借助接收滤波的多地址传送；

・远程数据请求；

・配置灵活性；

・全系统数据相容性；

・发送期间若丢失仲裁或由于出错而遭破坏的可自动重发送。

控制器局部网CAN总线系统任意两个节点之间的最大距离可达10km等优点。

从以上控制器局部网CAN总线系统的特点可以看出，若用于电气防火监控系统时可以克服原系统中许多缺点。如：监控点可以达几万个，监控范围是原系统的几十倍，监控距离可达10km等。

控制器局部网CAN总线电气火灾监控系统示意图见图1。

  
控制器局部网CAN总线控制模块内部原理框图见图2。


2 控制器局部网CAN总线控制模块（以下简称模块）

剩余电流探测器测得电路的剩余电流实时传送到模块的输入端IN，经线性补偿后转换成数字信号送CPU处理。如果剩余电流大于预置值时，CPU发出报警信号，模块发出声光报警信号；同时将报警信号传入控制器局部网CAN总线至控制器；如果剩余电流小于预置值时，CPU将实际剩余电流值传输至CAN总线。

控制器局部网CAN总线控制模块同时接收CAN总线传来的总控制器的命令：①试验信号：用以检测探头和模块本身性能是否完好，是否工作正常。②断电信号：在危险或必要时总控制器发出命令某受控点断电的信号，CPU接收到确认无误后输出断电信号，将断电执行机构启动，断开受控电路电源。

控制器局部网CAN总线控制模块还具备独立工作的能力，当控制器局部网CAN总线网络遭攻击瘫痪时，模块与剩余电流探测器配合可以完成剩余电流声光报警功能。

3 剩余电流探测器（简称探测器）

与传统探测器不同的是，新型探测器不再使用坡莫合金或非晶材料，因以上材料有价格昂贵、受机械冲击振动后性能变化等缺点。新探测器选用性能稳定价格便宜的矽钢片，从结构设计上采用卡式，即在不断开受控电路时，可以方便安装的探测器（见图3）。


4 控制器局部网CAN总线总控制器（以下简称主机）

新型CAN总线总控制器，由一台改装的PC机和17～19寸液晶显示器组成。为省去键盘，方便职守人员操作采用触摸屏方案。大屏幕直接显示所有受控点的状态，硬盘可以储存20年内所有故障、报警和操作记录，同时主机可以很方便的同其它主机并联成更大的CAN总线网络。