[發(fā)明專利]基于高階累積量識別的串聯(lián)故障電弧檢測裝置及其方法

在審

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• 申請日: 2016-11-27
• 公開（公告）號: CN106771898A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮑光海;劉德軍
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

1.一種基于高階累積量識別的串聯(lián)故障電弧檢測裝置，其特征在于，包括：一接入零線以及火線且用于檢測供電線路進(jìn)線端剩余電流信號的剩余電流互感器、一與所述剩余電流互感器相連的MCU、分別與零線以及火線相連的脫扣機(jī)構(gòu)；所述MCU經(jīng)一驅(qū)動電路與所述脫扣機(jī)構(gòu)相連。

2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高階累積量識別的串聯(lián)故障電弧檢測裝置的故障電弧檢測方法，其特征在于，按照如下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟S1：系統(tǒng)初始化，電弧故障區(qū)間數(shù)count置0，脫扣標(biāo)志位trip置0；

步驟S2：所述MCU按預(yù)設(shè)采樣頻率通過所述剩余電流互感器對供電線路進(jìn)線端剩余電流實(shí)時(shí)采集，得到實(shí)時(shí)電流序列x(t)；

步驟S3：按照預(yù)設(shè)計(jì)算間隔時(shí)間對x(t)計(jì)算其四階累積量峭度值，計(jì)算公式如下：

記x(t)為平穩(wěn)隨機(jī)信號，且x₁＝x(t),x₂＝x(t+τ₁),…,x_k＝x(t+τ_k-1)，式中τ為延時(shí)量；

記隨機(jī)信號x(t)的k階矩m_k為：m_k(τ₁…τ_k-1)＝E[x(t)x(t+τ₁)…x(t+τ_k-1)]；

隨機(jī)信號x(t)的高階累積量用高階矩表示，對于零均值信號，隨機(jī)信號x(t)的四階累積量為：

c₄(τ₁,τ₂,τ₃)＝m₄(τ₁,τ₂,τ₃)-m₂(τ₁)·m₂(τ₃-τ₂)

-m₂(τ₂)·m₂(τ₃-τ₁)-m₂(τ₃)·m₂(τ₂-τ₁)

當(dāng)τ₁＝τ₂＝τ₃＝0時(shí)，由上式得：c₄(0,0,0)＝m₄(0,0,0)-3m₂²(0)＝E[x⁴(t)]-3{E[x²(t)]}²；

即為信號的峭度，記零均值隨機(jī)信號x(t)的峭度為：

其中，

其中，σ_x為標(biāo)準(zhǔn)差，N為信號長度；

步驟S4：當(dāng)峭度值K>預(yù)設(shè)峭度值，電弧故障區(qū)間數(shù)count+1，并轉(zhuǎn)入步驟S5；當(dāng)峭度值K<＝預(yù)設(shè)峭度值，電弧故障區(qū)間數(shù)count清零，返回所述步驟S3繼續(xù)采集剩余電流；

步驟S5：判斷電弧故障區(qū)間數(shù)count值，當(dāng)count>＝預(yù)設(shè)次數(shù)值時(shí)，即為連續(xù)檢測到預(yù)設(shè)次數(shù)值數(shù)量的峭度異常，則脫扣信號trip置1，檢測裝置斷開電路；當(dāng)count<預(yù)設(shè)次數(shù)值時(shí)，返回所述步驟S3繼續(xù)采集剩余電流。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的故障電弧檢測方法，其特征在于：所述預(yù)設(shè)計(jì)算間隔時(shí)間為100ms，所述預(yù)設(shè)次數(shù)值為3。