智能型剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的設(shè)計(jì)

　　圖2 探測(cè)器框圖。

　　其主要工作原理：把從電流互感器和線性光隔器取得的三相電流、漏電及電壓信號(hào)進(jìn)行調(diào)理后，輸入到單片機(jī)的A/D 轉(zhuǎn)換， 單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行采樣后進(jìn)行分析， 輸出相應(yīng)的顯示及報(bào)警信號(hào)等。其分析的結(jié)果也可以通過(guò)RS485 總線傳送到上位機(jī)。

　　3.2.1 單片機(jī)電路

　　單片機(jī)選用PIC24FJ96，它是由Microchip 公司設(shè)計(jì)的一款改進(jìn)型哈佛架構(gòu)的高性能CPU， 是探測(cè)器的核心， 它完成探測(cè)器的各種控制功能， 包括三相電壓、三相電流和漏電電流的采樣、數(shù)據(jù)處理、報(bào)警輸出、與上位機(jī)通信、液晶顯示及按鍵等功能。

　　3.2.2 剩余電流檢測(cè)電路

　　剩余電流檢測(cè)電路是一個(gè)零序電流互感器。被保護(hù)的相線、中性線穿過(guò)環(huán)形鐵心， 構(gòu)成了互感器的一次線圈， 纏繞在環(huán)形鐵芯上的繞組構(gòu)成了互感器的二次線圈， 如果沒(méi)有漏電發(fā)生， 這時(shí)流過(guò)相線、中性線的電流向量和等于零， 因此在二次線圈上也不能產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果發(fā)生了漏電，相線、中性線的電流向量和不等于零， 就使二次線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)信號(hào)就會(huì)被送到中間環(huán)節(jié)進(jìn)行進(jìn)一步的處理， 如圖3 所示。

　　圖3 剩余電流檢測(cè)電路。

　　處理后的信號(hào)送入到單片機(jī)中，單片機(jī)每個(gè)周期采樣20 個(gè)點(diǎn)，根據(jù)式（1）可以計(jì)算出剩余電流的有效值。

　　其中X 為采樣值。

　　3.2.3 三相電壓電流檢測(cè)

　　電壓檢測(cè)由線性光隔器、運(yùn)算放大器和整流濾波電路路組成。由于探測(cè)器對(duì)電壓的精度要求不高，采用光隔器可以大大減小系統(tǒng)的體積。

　　電流檢測(cè)由三相交流互感器、運(yùn)算放大器和整流濾波電路組成。其中三相交流互感器把電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算放大器構(gòu)成的電路調(diào)理后整流濾波輸入到單片機(jī)的A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。