[發(fā)明專利]一種基于電弧脈沖信號(hào)時(shí)間特性的故障電弧檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810282661.6
• 申請(qǐng)日: 2018-04-02
• 公開（公告）號(hào): CN108627748B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鐵鋼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京騰控科技有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/14
• 分類號(hào): G01R31/14
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 許軻

本發(fā)明公開了一種基于電弧脈沖信號(hào)時(shí)間特性的故障電弧檢測(cè)方法，該方法通過置一可檢測(cè)電弧脈沖信號(hào)時(shí)間間隔的電弧檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)電弧脈沖信號(hào)的幅值，在一定時(shí)間內(nèi)電弧脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)，并統(tǒng)計(jì)電弧脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔，區(qū)分干擾負(fù)載信號(hào)和故障電弧信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)故障電弧告警或者斷開故障回路。本發(fā)明只需檢測(cè)故障電弧脈沖信號(hào)的時(shí)間特性便可實(shí)現(xiàn)故障電弧檢測(cè)，其降低了硬件或者軟件的復(fù)雜度,可以做到無待機(jī)功耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電弧監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于電弧脈沖信號(hào)時(shí)間特性的故障電弧檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

在中國(guó)火災(zāi)原因分析中，由于電氣原因引起的火災(zāi)占比在30%以上。

電氣火災(zāi)發(fā)生的原因很多，比如：短路、絕緣老化、過流、接地故障、接觸不良、家電或電熱設(shè)備引燃可燃物等等。從本質(zhì)上講，在所有的電氣火災(zāi)發(fā)生過程中，都會(huì)伴有電弧發(fā)生。

在美國(guó)，根據(jù)CPSC(美國(guó)消費(fèi)品安全委員會(huì))1998年的統(tǒng)計(jì)，每年由于配電線路老化引起電弧造成的火災(zāi)有超過40000起，造成直接經(jīng)濟(jì)損失16.8億美元。

目前已經(jīng)存在電弧故障斷路器和故障電弧報(bào)警器。其在傳統(tǒng)的斷路器的基礎(chǔ)上添加了對(duì)故障電弧起保護(hù)作用的功能，以防范由于故障電弧而引發(fā)的火災(zāi)；或者檢測(cè)到故障電弧后發(fā)出報(bào)警信息。

目前的故障電弧的判定方法基本上都是要判定電流信號(hào)的畸變和電壓信號(hào)的畸變，需要同時(shí)連接電壓和電流回路，需要用到高速的數(shù)據(jù)采樣和復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算，如傅立葉變換或者小波分析，這樣對(duì)處理器計(jì)算能力有很高的要求，增加了硬件或者軟件的復(fù)雜度,以及無法做到無待機(jī)功耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于電弧脈沖信號(hào)時(shí)間特性的故障電弧檢測(cè)方法；該方法只需檢測(cè)故障電弧脈沖信號(hào)的時(shí)間特性便可實(shí)現(xiàn)故障電弧檢測(cè)，其降低了硬件或者軟件的復(fù)雜度,可以做到無待機(jī)功耗。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種基于電弧脈沖信號(hào)時(shí)間特性的故障電弧檢測(cè)方法，其包括設(shè)置可檢測(cè)電弧脈沖信號(hào)時(shí)間間隔的電弧檢測(cè)系統(tǒng)，該電弧檢測(cè)系統(tǒng)包括至少1個(gè)變化磁場(chǎng)檢測(cè)傳感器、與所述變化磁場(chǎng)檢測(cè)傳感器同等數(shù)量的幅值比較單元以及一個(gè)信號(hào)處理單元，所述變化磁場(chǎng)檢測(cè)傳感器、幅值比較單元和信號(hào)處理單元依次相互連接，所述變化磁場(chǎng)檢測(cè)傳感器的輸出信號(hào)經(jīng)處理后的信號(hào)幅值與所述幅值比較單元設(shè)定值大小進(jìn)行比較，若幅值比較單元經(jīng)比較判斷后給出脈沖信號(hào)，所述信號(hào)處理單元檢測(cè)該脈沖信號(hào)間的時(shí)間間隔，并依此進(jìn)行判定、檢測(cè)故障電弧信號(hào)并輸出。

進(jìn)一步的，所述變化磁場(chǎng)檢測(cè)傳感器為套在待檢測(cè)回路上的沒有磁芯的空心線圈，或者為有磁芯的線圈、且該有磁芯的線圈流過正常負(fù)載電流磁芯不飽和，或者為安裝在待檢測(cè)回路合適位置的能夠檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度的高敏度的磁場(chǎng)敏感元件。

進(jìn)一步的，所述沒有磁芯的空心線圈或者有磁芯的線圈的輸出端連接有用于對(duì)其輸出信號(hào)進(jìn)行處理的濾波單元，該濾波單元為低通或者帶通濾波器，或者線圈本身作為濾波器電路的元件與電容或電阻配合構(gòu)成濾波單元。

進(jìn)一步的，所述磁場(chǎng)敏感元件為高敏度的霍爾器件或者磁通門器件或者磁阻器件或者巨磁阻器件或者隧道磁阻器件，磁場(chǎng)敏感元件安裝位置靠近待檢測(cè)回路以獲得更好的靈敏度,且磁場(chǎng)敏感元件的輸出端連接有用于對(duì)其輸出信號(hào)進(jìn)行處理的濾波單元，該濾波單元為帶通濾波器或者高通濾波器。經(jīng)過濾波單元的信號(hào)幅值可能較小,可經(jīng)過放大后,再送入幅值比較器；或者磁場(chǎng)敏感元件輸出信號(hào)后先經(jīng)放大器放大再送入濾波單元濾波。

進(jìn)一步的，所述幅值比較單元用于比較濾波單元輸出信號(hào)與其設(shè)定值的大小，當(dāng)濾波單元輸出輸出信號(hào)幅值不小于設(shè)定值，幅值比較單元脈沖信號(hào)輸出邏輯1，否則輸出邏輯0。

進(jìn)一步的，所述幅值比較單元為比較器、遲滯比較器、邏輯門電路、雙極型三極管、MOS型場(chǎng)效應(yīng)管或者信號(hào)處理單元的IO口中的任一種。