[發(fā)明專(zhuān)利]故障電弧的檢測(cè)方法和檢測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410270452.1
• 申請(qǐng)日: 2014-06-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105223427B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜峰;陳維剛;劉臻;塞巴斯蒂安·哈斯;卓越
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西門(mén)子公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/00;G01R27/02
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 李慧

本發(fā)明公開(kāi)了一種故障電弧的檢測(cè)方法和檢測(cè)裝置。所述方法包括：(a)依據(jù)由一電路的電流值I、和電壓V值與電極之間的距離g確定的所述電路故障電弧的電阻模型計(jì)算該電路故障電弧的電阻特征值R_model；(b)獲取所述電路的瞬時(shí)阻抗值Z；和(c)當(dāng)所述電路的瞬時(shí)阻抗值與所述故障電弧的電阻特征值R_model的相似度小于預(yù)定的范圍時(shí)，確定所述電路出現(xiàn)故障電弧。上述檢測(cè)裝置能夠通過(guò)僅僅檢測(cè)瞬時(shí)阻抗值即可檢測(cè)故障電弧，不再需要光傳感器和射頻傳感器等。同時(shí)，能夠大大地降低故障電弧檢測(cè)的設(shè)備成本、安裝成本和維護(hù)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，具體涉及一種故障電弧的檢測(cè)方法和裝置。

背景技術(shù)

用電引起的電氣火災(zāi)逐年上升，已成為引發(fā)火災(zāi)的最主要原因。現(xiàn)有的過(guò)電流保護(hù)電器和剩余電流保護(hù)電器不能降低由于電弧故障引起的電氣火災(zāi)危險(xiǎn)，這類(lèi)電氣火災(zāi)事故約占整個(gè)電氣火災(zāi)的30％左右。電弧故障檢測(cè)裝置是一種新穎的電弧故障保護(hù)電器，它能檢測(cè)電氣線路中的電弧故障，并在引發(fā)電氣火災(zāi)以前切斷電路，有效地防止終端電路的電弧故障引起的電氣火災(zāi)。電弧故障斷路器彌補(bǔ)了其他保護(hù)裝置的不足，極大地提高了電氣火災(zāi)的防護(hù)水平。

一些現(xiàn)有的電弧故障檢測(cè)裝置和方法是利用光傳感器檢測(cè)弧光的強(qiáng)度等物理特征作為故障電弧的識(shí)別特征。這種檢測(cè)裝置和方法存在如下缺陷。

首先，光傳感器對(duì)干擾光(例如太陽(yáng)光或者電路中設(shè)備發(fā)出的閃爍光)比較敏感。因此容易出現(xiàn)檢測(cè)錯(cuò)誤。其次，光傳感器需要安裝和維護(hù)，光信號(hào)需要轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，同時(shí)還需要傳輸電信號(hào)，這導(dǎo)致電弧故障檢測(cè)裝置比較復(fù)雜，成本也比較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種故障電路的檢測(cè)方法，該方法能夠更準(zhǔn)確、更簡(jiǎn)單地檢測(cè)故障電弧。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種故障電弧的檢測(cè)方法，該方法包括：(a)依據(jù)由一電路的電流值I、和電壓V值與電極之間的距離g確定的所述電路故障電弧的電阻模型計(jì)算該電路故障電弧的電阻特征值R_model；(b)獲取所述電路的瞬時(shí)阻抗值Z；和(c)當(dāng)所述電路的瞬時(shí)阻抗值與所述故障電弧的電阻特征值R_model的相似度小于預(yù)定的范圍時(shí)，確定所述電路出現(xiàn)故障電弧。

這里需要說(shuō)明兩點(diǎn)。第一，步驟(a)中所述的“一電路”中的“一”并不限定電路的個(gè)數(shù)，也就是說(shuō)該方法可以用于檢測(cè)多個(gè)電路(比如一個(gè)電力系統(tǒng)的多個(gè)支路)的故障電路。第二，可以先執(zhí)行步驟(a)，再執(zhí)行步驟(b)，也可以先執(zhí)行步驟(b)，再執(zhí)行步驟(a)。這都在權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。第三，這里的“電極”是指電路中產(chǎn)生電弧的電極，其可以為電路的電源的電極(例如三相四線電力系統(tǒng)的相線和零線)，也可以指斷路器的陰極和陽(yáng)極(即斷路器的兩個(gè)觸點(diǎn))，這取決于待檢測(cè)的電弧的位置。第四，本發(fā)明所述電路的電源可以為直流電源和交流電源(2相和3相交流電均可)。

優(yōu)選，所述步驟(b)進(jìn)一步包括：(b1)采樣所述電路的瞬時(shí)電流值和電壓值；(b2)基于采樣獲得的瞬時(shí)電流值和電壓值計(jì)算所述電路的瞬時(shí)阻抗值Z。

優(yōu)選，所述方法還包括：(d)在確定電路中出現(xiàn)故障電弧時(shí)，使該電路中的滅弧器和斷路器動(dòng)作。

優(yōu)選，所述電路為三相四線制電力系統(tǒng)中的電路，步驟(a)中所述電路故障電弧的電阻模型為

其中，I_arc為電路中故障電弧的電流值，V_LL為所述電力系統(tǒng)的相電壓。

優(yōu)選，步驟(c)進(jìn)一步為：當(dāng)所述電路在指定時(shí)間內(nèi)的瞬時(shí)阻抗值Z與所述故障電弧的電阻特征值R_model的相似度滿足下述關(guān)系式時(shí)，確定電路出現(xiàn)故障電弧，所述關(guān)系式為(R_model-Z)/Z≤預(yù)定值。