[發明專利]串聯電弧故障檢測電路和方法

在審

• 申請號: 201510906163.0
• 申請日: 2015-12-09
• 公開（公告）號: CN105403790A
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發明（設計）人: 葉振雄;易強;薄傳海;張有林
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京成創同維知識產權代理有限公司 11449
• 代理人: 柳興坤;劉鋒

技術領域

本發明涉及電氣檢測領域，具體涉及一種串聯電弧故障檢測電路和方法。

背景技術

電弧是指電通過絕緣介質產生的發光放電現象。電弧的特點是溫度很高，電流很小，持續時間短，一旦出現擊穿點則會頻繁出現。電弧放電時，會產生大量的熱，能引燃周圍的易燃易爆品，造成火災甚至爆炸。由于交流電廣泛應用于各類電氣設備，因此，交流電弧對于電器安全具有較大威脅。

在電器中，需要通過電弧故障檢測來防止電器電源線接觸不良、線路老化打火等電源故障，避免因發生線路打火引起的電氣火災。

串聯電弧故障是指在同一電線上發生的電弧放電故障，其可以通過監控電源電流來進行檢測。現有的串聯故障電弧檢測技術通常都是對電源線路的電流進行檢測來實現。在發生電弧故障時，電源電流中會產生大量的高頻信號，通過對高頻信號幅值及數量的分析，從而確定是否產生故障電弧。

但是，現有的串聯電弧故障檢測電路和方法對電路要求較高，并且準確性較差。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種串聯電弧故障檢測電路和方法，以減少串聯電弧故障檢測中的電路負荷，并增加對于小功率負載或者純阻性負載產生的電弧故障進行檢測的準確性。

第一方面，提供一種串聯電弧故障檢測電路，包括：

電流檢測電路，設置于被檢測線路的火線上，用于檢測火線電流；

信號放大電路，用于對所述火電電流的檢測信號進行放大,輸出模擬檢測信號；

過零檢測電路，與被檢測線路上的零線和火線連接，用于檢測被檢測線路的電壓過零點；

信號處理電路，與所述信號放大電路和所述過零檢測電路連接，用于在電壓過零后對所述模擬檢測信號進行模數轉換，并檢測采樣獲得的數字信號是否具有電弧特征。

優選地，所述電流檢測電路包括電流互感器。

優選地，所述電流檢測電路包括：

電流互感器，設置于所述被檢測線路的火線上；

轉換電阻，連接在所述電流互感器的二次側；

電壓抬升電路，與電流檢測電路的輸出端連接，用于將輸出電壓抬升預定值。

優選地，所述過零檢測電路包括：

第一電阻網絡，與所述零線連接；

第二電阻網絡，與所述火線連接；

第一電容，連接在第一電阻網絡和第二電阻網絡的輸出端之間；

過零檢測光耦開關，輸入側與所述第一電容并聯，輸出側連接在上拉電壓端和控制輸出端之間，用于根據輸入側兩端電壓是否過零控制輸出側兩端導通或關斷；

開關電路，連接在所述上拉電壓端和接地端之間，控制端與所述控制輸出端連接，在過零檢測光耦開關導通和關斷時輸出不同的電平。

優選地，所述開關電路包括：

開關器件，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第二端與接地端連接；

放電電阻和放電電容，并聯連接在所述控制端和接地端之間；

上拉電阻，連接在所述開關器件的第一端和上拉電壓端之間；

傳遞電阻，連接在開關電路的控制端和所述開關器件的控制端之間；

濾波電容，連接在所述開關器件的第一端和接地端之間。

優選地，所述信號處理電路在檢測所述數字信號具有電弧特征時，輸出提示信號。

優選地，所述信號處理電路用于在電壓過零點后按照預定的頻率對預定時長的所述模擬檢測信號進行模數轉換，并檢測所述數字信號是否具有電弧特征。

第二方面，提供一種串聯電弧故障檢測方法，包括：

檢測被檢測線路的火線電流以及電壓過零點；

在電壓過零后對表征所述火線電流的模擬檢測信號進行模數轉換；

檢測采樣獲得的數字信號是否具有電弧特征。

優選地，所述方法還包括：

在采樣獲得的數字信號被檢測到具有電弧特征時，輸出提示信號。

優選地，所述在電壓過零后對表征所述火線電流的模擬檢測信號進行模數轉換包括：

在電壓過零點后按照預定的頻率對預定時長的所述模擬檢測信號進行模數轉換獲取所述數字信號。

通過引入過零檢測電路，在被檢測線路的交流電壓過零點附近來進行火線電流的檢測信號(或進一步處理后的信號)的模數轉換，并基于模數轉換獲得的數字信號檢測是否存在電弧特征。由此，僅需要對整個周期內的一部分時間段的電流信號進行檢測和模數轉換，降低了對于電流檢測電路以及模數轉換電路的要求，同時可以保證對于小功率負載或者純阻性負載的電弧故障檢測的準確性。

附圖說明