[發明專利]一種基于弧光和電流信號的直流故障電弧檢測裝置與方法

在審

• 申請號: 201910582828.5
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110261745A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 榮命哲;羿敏;楊愛軍;師晨光;趙依梵;譚佳明;王小華;袁歡
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

1.一種基于弧光和電流信號的直流故障電弧檢測裝置，包括：

信號采集轉換模塊，

所述信號采集轉換模塊包括紫外光敏二極管和霍爾電流傳感器，其中，

所述紫外光敏二極管電路用于采集直流故障電弧發生時產生的弧光信號并轉換為第一電壓信號，

所述霍爾電流傳感器電路用于采集直流故障電弧發生時產生的電流信號并轉換為第二電壓信號；

信號調理模塊，

所述信號調理模塊包括第一放大電路、第二放大電路、電壓比較電路和四階巴特沃斯低通濾波電路，其中，

所述第一放大電路用于放大所述第一電壓信號，

所述第二放大電路用于放大所述第二電壓信號，

所述電壓比較電路用于將放大后的第一電壓信號與門檻電壓比較后轉換為第一數字信號，

所述四階巴特沃斯低通濾波電路用于濾除放大后的第二電壓信號中的高頻噪聲；

信號處理模塊，

所述信號處理模塊包括第一讀取單元、第二讀取單元、轉換單元和提取單元，其中，

所述第一讀取單元用于讀取所述第一數字信號，

所述第二讀取單元用于讀取濾除高頻噪聲后的第二電壓信號，

所述轉換單元用于將所讀取的濾除高頻噪聲后的第二電壓信號轉換為第二數字信號，

所述提取單元用于將所述第二數字信號進行快速傅里葉變換并提取頻域特征。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，優選的，所述信號處理模塊還包括判斷單元，用于根據所讀取的第一數字信號和第二數字信號判斷直流故障電弧是否發生。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一放大電路與依次串聯的電阻R23、R24和紫外光敏二極管D1相連，所述第一放大電路包括電阻R25、R26、R27、R28和運算放大器A1，其中，電阻R25的一端與電阻R23和電阻R24的連接點相連，另一端與所述運算放大器A1的正向輸入端引腳3和所述電阻R27的一端相連，所述電阻R27的另一端接地，所述電阻R26的一端與電阻R24和紫外光敏二極管D1的連接點相連，另一端分別與所述運算放大器A1的反向輸入端引腳2和所述電阻R28的一端相連，所述電阻R28的另一端與所述運算放大器A1的輸出引腳1相連，所述運算放大器A1的引腳4接地。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二放大電路通過電阻R63與霍爾電流傳感器U11相連，所述第二放大電路包括電阻R64、電阻R65、電阻R66、電阻R67和運算放大器U12，其中，所述電阻R64的一端與霍爾電流傳感器U11的輸出引腳1相連，另一端與所述運算放大器U12的正向輸入端引腳3和所述電阻R65的一端相連，所述電阻R65的另一端接地，所述電阻R67的一端接地，另一端與所述運算放大器U12的反向輸入端引腳2和電阻R66的一端相連，所述電阻R66的另一端與所述運算放大器U12的輸出引腳1相連。

5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電壓比較電路包括電壓比較器A2，所述電壓比較器A2包括引腳1-8，其中，所述引腳1用于輸出數字信號，所述引腳2連接第一放大電路，所述引腳3連接門檻電壓VFF，所述引腳4接地，所述引腳8連接5V電源。