[實用新型]故障電弧采樣與檢測裝置

有效

• 申請號: 201420316805.2
• 申請日: 2014-06-14
• 公開（公告）號: CN203981767U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 周熙文;劉兵;劉帥;劉凱霞
• 申請（專利權）人: 三科電器集團有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本實用新型屬于電弧檢測領域，涉及一種電弧故障檢測裝置，尤其指一種故障電弧采樣與檢測裝置。

背景技術

一般住宅內電氣線路和設備在長時間過負荷運行或不良電氣連接等情況下，電線的絕緣層會出現老化或破損，造成絕緣效果降低，可能發生故障電弧。用電線路發生故障電弧時，負荷電流一般會很小，但燃燒的電弧溫度卻可達幾千度，可引燃周圍的物質，從而引起電氣火災。故障電弧已經成為電氣火災的重要誘因之一。

在低壓配電網絡中，安裝低壓斷路器是有效控制電氣火災的有效方式之一，傳統的低壓斷路器可以實現選擇性保護，具有一定的電流分斷能力，同時還具有一定的智能化控制模式，可為線路有效地提供過載、短路、欠壓、過壓等不正常狀態的保護。由于發生電弧故障時線路故障電流比正常工作電流稍小，低于目前低壓配電領域廣泛安裝的傳統斷路器設定的電流保護值，故電弧故障很難被傳統斷路器檢測到，因此研究一種新的故障電弧檢測裝置勢在必行。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種簡單有效的故障電弧采樣與檢測裝置，使故障電弧電流可以被單片機識別與檢測。

為達到上述目的，故障電弧采樣與檢測裝置主要包括采樣模塊、高頻脈沖識別模塊和主控模塊；故障電弧電流是較小且隨機的，所述的采樣模塊把采樣到的電弧信號進行放大并整流為直流信號，然后輸入到所述的主控模塊的AD采樣口；故障電弧發生時，常會伴隨著許多隨機的高頻脈沖信號，為了讓所述的主控模塊可以識別這些高頻脈沖信號，所述的高頻脈沖識別模塊對隨機的高頻脈沖信號進行必要的處理，經過處理后的脈沖信號再接入到所述的主控模塊的外部中斷口，通過外部中斷的發生與否來判別高頻脈沖信號是否產生，從而進一步確定是否有故障電弧產生。

由于電弧電流在負半周，所以在所述的采樣模塊中運用了兩個高頻二極管進行電壓鉗位，電弧電流會出現了1.4V左右的直流偏置，滿足主控模塊AD采樣的要求。

所述的高頻脈沖識別模塊運用了兩個濾波電容，一個可以把發生故障電弧時的低頻成分過濾掉，另一個可以把高頻脈沖信號耦合過來，隨機的高頻脈沖信號會出現有些幅值過高、有些脈沖在負半周，不能直接輸給所述的主控模塊，故針對高頻脈沖加入一個所述的主控模塊端口保護電路，把幅值過高的脈沖拉低，把負半周的脈沖抬高到低電位。

附圖說明

圖1是本實施例的系統結構框圖。

圖2是本實施例的原理圖。

具體實施方式

下面結合本實施例及其附圖對本實用新型再作描述。

圖1是本實施例的系統結構框圖，主要包括采樣模塊、高頻脈沖識別模塊和主控模塊，采樣模塊采樣電弧信號，把采樣到的信號進行放大并整流后輸入給主控模塊進行相應的處理；高頻脈沖處理模塊將信號進行處理后輸入到主控模塊判斷是否有故障電弧發生。

圖2是本實施例的原理圖。P1是一個被零線或者火線穿過的電流互感器。發生故障電弧后，電流互感器采樣到的電流信號經過采樣電阻R1后形成了電壓信號。IN端為1.4V的直流偏置，其實現方式是通過二極管D1、D2兩個高頻二極管進行電壓鉗位，一個二極管有0.7V的壓降，兩個二極管就會有1.4V的鉗位電壓，RA0端是單片機的AD采樣端口，電阻R2為了防止過高的電流沖擊單片機引腳造成其損壞；電容C1可以把發生故障電弧時的高頻脈沖信號耦合過來，電容C2可以把低頻信號過濾掉，二極管D3、D4和電阻R1構成保護電路保護單片機不被損壞；當脈沖幅值高于3.3V時，D4導通，脈沖會被拉低到3.3V；當脈沖幅值為負時，D3導通，幅值會被抬高到零電位。