加熱器斷線檢測系統(tǒng)以及斷線檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及加熱器斷線檢測系統(tǒng)以及斷線檢測方法，檢測系統(tǒng)包括至少一個檢測單元，檢測單元包括三個加熱器，三相交流電中的每一相均通過對應的一個加熱器連接到一個連接點，連接點通過連接線路連接零線；檢測單元還包括用于檢測連接線路上的不平衡電流的電流測量裝置。當主動切斷加熱器時，電流疊加值為零，電流檢測和判斷模塊不會誤報斷線信號，所以，此方式能夠解決自動控制加熱器投入或切斷時誤報斷線信號的問題。同時，可使用較少元器件監(jiān)測更多的加熱器。
【專利說明】
加熱器斷線檢測系統(tǒng)以及斷線檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及加熱器斷線監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及加熱器斷線檢測系統(tǒng)以及斷線檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]不管家庭中使用的加熱器還是工廠中使用的加熱器，供電電源均為交流電，單相交流電對其進行供電，所以，通過檢測供電線路上的電流數(shù)值能夠獲取加熱器是否斷線的
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[0003]目前常用的加熱器斷線檢測方法為欠電流檢測，利用的原理是:當加熱器供電正常時，供電線路上存在著一定的電流；當加熱器供電線路斷開時，即加熱器斷線時，供電線路上的電流十分小或者就沒有電流。所以，在進行加熱器斷線檢測時，首先檢測加熱器的供電線路上的電流，若低于正常值一定幅度，即判斷該加熱器斷線，或者判斷該加熱器損壞。這種方式能夠在一定程度上檢測出加熱器是否斷線，但是，如果不再使用加熱器而主動切斷加熱器的供電線路時，由于供電線路上同樣不存在電流，那么，基于上述欠電流檢測方式的檢測裝置就會發(fā)出加熱器斷線信息，造成誤判。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種加熱器斷線檢測系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有的檢測裝置在加熱器主動切斷供電線路時會出現(xiàn)誤判的問題。本發(fā)明同時提供一種加熱器斷線檢測方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括一種加熱器斷線檢測系統(tǒng)，包括至少一個檢測單元，所述檢測單元包括三個加熱器，三相交流電中的每一相均通過對應的一個加熱器連接到同一個連接點，所述連接點通過連接線路連接零線;所述檢測單元還包括用于檢測所述連接線路上的不平衡電流、并根據(jù)不平衡電流進行斷線判斷的電流測量裝置。
[0006]所述檢測單元還包括信號輸出裝置，所述電流測量裝置輸出連接所述信號輸出裝置，用于在測量結(jié)果超過一設定的比較閾值時輸出告警信號。
[0007]所述檢測單元還包括串設在所述連接線路上的控制開關(guān)，所述電流測量裝置控制連接所述控制開關(guān)，用于在測量結(jié)果超過一設定的比較閾值時控制斷開所述控制開關(guān)。
[0008]所述電流測量裝置為一個繼電器的線圈部分，所述控制開關(guān)為所述繼電器的觸點。
[0009]所述檢測系統(tǒng)包括三個所述檢測單元。
[0010]一種基于上述加熱器斷線檢測系統(tǒng)的加熱器斷線檢測方法，首先，檢測連接線路上的電流，得到相應的電流值，然后，比較所述電流值與預先設定的比較閾值的大小，當所述電流值小于所述比較閾值時，判定對應檢測單元中的加熱器沒有斷線；當所述電流值大于所述比較閾值時，判定對應檢測單元中的加熱器出現(xiàn)斷線情況。
[0011]當所述電流值大于所述比較閾值時，信號輸出裝置輸出告警信號。
[0012]當所述電流值大于所述比較閾值時，延時設定時間后，信號輸出裝置輸出告警信號。
[0013]當所述電流值大于所述比較閾值時，控制斷開控制開關(guān)。
[0014]當所述電流值大于所述比較閾值時，延時設定時間后，控制斷開控制開關(guān)。
[0015]本發(fā)明提供的加熱器斷線檢測系統(tǒng)包括至少一個檢測單元，每個檢測單元為一個獨立的檢測設備，每個檢測單元能夠?qū)σ唤M加熱器進行檢測，所以，該檢測裝置能夠根據(jù)實際需要來增加或者減少檢測設備，滿足檢測的靈活性，并且，當設置多個檢測單元時，能夠?qū)Χ嘟M加熱器進行檢測，提升了檢測的效率。
[0016]而且，對于任意一個檢測單元，三相交流電中的每一相均通過對應的一個加熱器連接到同一個連接點，該連接點通過連接線路連接零線，使用電流測量裝置檢測該連接線路上的不平衡電流，檢測的是三個加熱器供電電流的疊加值，所以，如果三個加熱器均正常工作，沒有斷線時，電流疊加值為零或者為微小值，得到三個加熱器正常工作的結(jié)論;如果三個加熱器狀態(tài)不一致時，例如一相或兩相出現(xiàn)斷線時，電流疊加值具有一定數(shù)值，得到有加熱器斷線的結(jié)論。所以，通過這種方式能夠檢測加熱器是否斷線。
[0017]最重要的是，當主動切斷加熱器時，電流疊加值為零，電流測量裝置不會誤報斷線，所以，此方式能夠解決自動控制加熱器切斷時不會誤報斷線的問題。
【附圖說明】
[0018]圖1是加熱器斷線檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0019]圖2是加熱器斷線檢測裝置電路原理示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0021]實施例1
[0022]加熱器斷線檢測系統(tǒng)包括加熱器斷線檢測裝置以及相應的加熱器，即將加熱器對應安裝在檢測裝置中就構(gòu)成了該檢測系統(tǒng)，所以，以下對該檢測裝置進行詳細說明。
[0023]加熱器斷線檢測裝置包括至少一個檢測單元，每個檢測單元為一個單獨的檢測部分，檢測單元之間互不影響，檢測單元的個數(shù)是可以根據(jù)實際需求進行設定的，為了便于說明，本實施例以三個檢測單元為例，如圖1所示。
[0024]如圖1所示，加熱器斷線檢測裝置包括三個檢測單元，這三個檢測單元的結(jié)構(gòu)相同，所以，本實施例以第一個檢測單元為例進行說明。
[0025]如圖2所示，該檢測單元包括三對連接端口，第一對為Al和A2，第二對為BI和B2，第三對為Cl和C2，這三對連接端口均用于連接加熱器的供電端，所以，一個檢測單元能夠接入三個加熱器，Al和A2連接第一個加熱器，BI和B2連接第二個加熱器，Cl和C2連接第三個加熱器。
[0026]三相交流電中的A相連接端口Al，端口 A2連接公共連接點M;同樣地，三相交流電中的B相連接端口 BI，端口 B2連接公共連接點M;三相交流電中的C相連接端口 Cl，端口 C2連接公共連接點M，公共連接點M通過連接線路連接零線。所以，通過將三個加熱器對應接入到相應的連接端口上，能夠?qū)崿F(xiàn)為三個加熱器供電。
[0027]該檢測單元還包括電流測量裝置，以及信號輸出裝置。電流測量裝置可以為一個整體設備，比如能夠進行數(shù)據(jù)處理的電子式互感器，還可以是由幾個組成部分連接而成的結(jié)構(gòu)，比如由電流檢測部分和數(shù)據(jù)處理部分構(gòu)成，數(shù)據(jù)處理部分采樣連接電流檢測部分。電流檢測部分用于檢測公共連接點M與零線之間的連接線路上的電流，數(shù)據(jù)處理部分用于根據(jù)檢測的電流進行斷線判斷。其中，電流檢測部分可以為電流互感器等設備，數(shù)據(jù)處理部分可以為控制芯片等設備;信號輸出裝置為能夠輸出相關(guān)信號的設備，比如報警器。
[0028]根據(jù)上述接線方式，流經(jīng)電流檢測部分的是三相加熱器供電電流的疊加值Iabc。
[0029]該電流測量裝置的工作思路是檢測連接線路上的不平衡電流，根據(jù)檢測出的電流來進行斷線判斷，工作原理為:當三個加熱器供電均正常時，即均沒有斷線情況發(fā)生時，三個加熱器狀態(tài)一致，由于通常情況下三個加熱器的功率相同或者相近，那么，連接線路上的三個電流的疊加值Iabc為零或者為微小值，該微小值可能由三相四線制交流電源或三相加熱器功率(阻值)的誤差導致；當這三個加熱器狀態(tài)不一致時，例如出現(xiàn)其中一個加熱器或者兩個加熱器的供電線路斷線時，連接線路上的三個電流的疊加值Iabc =其中一相加熱器電流正常加熱時的電流IK有效值)。所以，在數(shù)據(jù)處理部分中設置一個比較閾值，當三個加熱器供電均正常時，即均沒有斷線情況發(fā)生時，疊加值Iabc小于該比較閾值；當三個加熱器中出現(xiàn)斷線情況時，疊加值Iabc就大于該比較閾值。通過比較實際的電流疊加值與比較閾值的大小實現(xiàn)斷線的檢測。
[0030]當檢測出的電流疊加值大于比較閾值時，數(shù)據(jù)處理部分判斷為斷線，并向信號輸出裝置輸出相應的信號，信號輸出裝置發(fā)出告警信號，通知工作人員有加熱器出現(xiàn)了斷線故障。
[0031]另外，為了削除加熱器投入或切斷瞬間可能產(chǎn)生的誤報信號，在判斷策略中設置一個延時時間值。當判斷為斷線時，延時上述設定的延時時間值后，數(shù)據(jù)處理部分控制信號輸出裝置輸出告警信號。
[0032]如果該檢測單元中接入的三個加熱器同時發(fā)生斷線(損壞)，則該檢測單元將無法判斷斷線情況。但由于各個加熱器是否發(fā)生斷線(損壞)的事件是獨立的，根據(jù)概率理論，該檢測單元中接入的三個加熱器同時損壞的概率Pabc = Pa X Pb X Pc ( Pa，Pb，Pc分別為其中一個加熱器損壞的概率)，所以Pabc非常微小，工程實用時可以忽略不計。
[0033]另外，當主動切斷加熱器時，比如不再使用加熱器了，采用同時切斷這三個加熱器的方式(或直接切斷交流電源)，此時Iabc為零，電流檢測部分由于檢測到的電流Iabc小于動作值(比較閾值)，所以，數(shù)據(jù)處理部分不會誤報斷線信息。因此該方式能夠解決當主動切斷加熱器時誤報斷線信息的問題。
[0034]實施例2
[0035]在本實施例中，檢測單元中不設置信號輸出裝置，而是設置串設在公共連接點M與零線或者地之間的連接線路上的控制開關(guān)，電流測量裝置控制連接該控制開關(guān)，在本實施例中，電流測量裝置為一個過電流繼電器JR的線圈部分，控制開關(guān)為該過電流繼電器上的觸點。
[0036]電流測量裝置中的根據(jù)電流疊加值進行斷線判斷的策略與實施例1相同。
[0037]為了保證繼電器合理動作，繼電器中適當設定上述比較閾值的具體數(shù)值(也稱為電流動作值)和動作延時時間。
[0038]電流動作值的設定原則是，其中一相加熱器電流正常加熱時的電流(正常工作時的供電電流)Ιι的50%左右為宜。由于三相四線制交流電源或三相加熱器功率(阻值)的誤差，動作值設定過低會導致誤報斷線信號，動作值設定過高會導致漏報斷線信號。
[0039]延時時間值是指當判斷為斷線時，觸點延時一定時間動作。設定的原因是削除加熱器投入或切斷瞬間可能產(chǎn)生的誤報信號。
[0040]總之，過電流繼電器的線圈部分檢測出的電流疊加值大于動作值時，發(fā)出斷線信息，并延時設定時間后斷開繼電器中的觸點，實現(xiàn)切斷三個加熱器供電線路的目的。
[0041 ]而且，控制開關(guān)的控制信號由電流測量裝置提供，并且需要設置為自保持模式，以避免控制開關(guān)斷開三相加熱器后電流測量裝置的控制信號自動復位而導致控制開關(guān)重新恢復閉合狀態(tài)。
[0042]另外，當主動切斷加熱器時，比如不再使用加熱器了，采用同時切斷這三個加熱器的方式(或直接切斷交流電源)，此時Iabc為零，過電流繼電器JR由于檢測到的電流Iabc小于動作值，所以，繼電器不會動作，即不會誤報斷線信息。所以，該方式能夠解決當主動切斷加熱器時誤報斷線信息的問題。
[0043]使用過電流繼電器進行電流的檢測和判斷，如果該過電流繼電器中有多個檢測通道的話，那么，一個過電流繼電器就可以應用于多個檢測單元。
[0044]另外，為了能夠方便對比較閾值和動作時間進行調(diào)節(jié)，上述過電流繼電器還可以是目前較為先進的電子式繼電器。
[0045]以上給出了具體的實施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實施方式。本發(fā)明的基本思路在于上述基本方案，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導，設計出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費創(chuàng)造性勞動。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對實施方式進行的變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種加熱器斷線檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個檢測單元，所述檢測單元包括三個加熱器，三相交流電中的每一相均通過對應的一個加熱器連接到同一個連接點，所述連接點通過連接線路連接零線;所述檢測單元還包括用于檢測所述連接線路上的不平衡電流、并根據(jù)不平衡電流進行斷線判斷的電流測量裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱器斷線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測單元還包括信號輸出裝置，所述電流測量裝置輸出連接所述信號輸出裝置，用于在測量結(jié)果超過一設定的比較閾值時輸出告警信號。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱器斷線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測單元還包括串設在所述連接線路上的控制開關(guān)，所述電流測量裝置控制連接所述控制開關(guān)，用于在測量結(jié)果超過一設定的比較閾值時控制斷開所述控制開關(guān)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加熱器斷線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述電流測量裝置為一個繼電器的線圈部分，所述控制開關(guān)為所述繼電器的觸點。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱器斷線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測系統(tǒng)包括三個所述檢測單元。6.—種基于權(quán)利要求1所述加熱器斷線檢測系統(tǒng)的加熱器斷線檢測方法，其特征在于，首先，檢測連接線路上的電流，得到相應的電流值，然后，比較所述電流值與預先設定的比較閾值的大小，當所述電流值小于所述比較閾值時，判定對應檢測單元中的加熱器沒有斷線；當所述電流值大于所述比較閾值時，判定對應檢測單元中的加熱器出現(xiàn)斷線情況。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的加熱器斷線檢測方法，其特征在于，當所述電流值大于所述比較閾值時，信號輸出裝置輸出告警信號。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加熱器斷線檢測方法，其特征在于，當所述電流值大于所述比較閾值時，延時設定時間后，信號輸出裝置輸出告警信號。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的加熱器斷線檢測方法，其特征在于，當所述電流值大于所述比較閾值時，控制斷開控制開關(guān)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的加熱器斷線檢測方法，其特征在于，當所述電流值大于所述比較閾值時，延時設定時間后，控制斷開控制開關(guān)。
【文檔編號】G01R31/02GK106093683SQ201610512405
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】劉彥軍, 王振, 張書琴, 盧曉武, 董建安, 姜鳳華, 徐曉瑞, 黃忠元, 吳振杰, 劉露旋, 左彬
【申請人】河南平芝高壓開關(guān)有限公司, 平高集團有限公司, 國家電網(wǎng)公司