[發(fā)明專利]一種基于電壓測量的故障電弧傳感器及檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110631305.2
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113759217A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉子超;張文斌;譚清華
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明品啟科技有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R19/25
• 代理公司: 北京權(quán)智天下知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛

1.一種基于電壓測量的故障電弧傳感器，其特征在于：包括電壓檢測單元(1)、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元及處理器單元(2)，所述電壓檢測單元(1)的輸入端安裝在檢測線路上檢測段與負(fù)載之間，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸入端與所述電壓檢測單元(1)的輸出端電連接，且其輸出端與所述處理器單元(2)的輸入端電連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電壓測量的故障電弧傳感器，其特征在于：所述電壓檢測單元(1)是電壓傳感器，所述電壓傳感器在柔性PCB板上制造而成，且其為環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述檢測線路穿過所述電壓傳感器的中心，且所述電壓傳感器的上極板與所述檢測線路的電壓耦合，其下極板接地。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于電壓測量的故障電弧傳感器，其特征在于：所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元包括調(diào)理電路(3)及數(shù)模轉(zhuǎn)換器(4)，所述調(diào)理電路(3)的輸入端與所述電壓檢測單元(1)的輸出端電連接，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器(4)的輸入端與所述調(diào)理電路(3)的輸出端電連接，且其輸出端與所述處理器單元(2)的輸入端電連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于電壓測量的故障電弧傳感器，其特征在于：還包括通信單元(5)，所述通信單元(5)的輸入端與所述處理器單元(2)的輸出端電連接，且其輸出端與報(bào)警系統(tǒng)電連接。

5.一種基于電壓測量的故障電弧檢測方法，其特征在于：包括如下步驟：

a、通過電壓檢測單元(1)從檢測線路中得到電壓信號；

b、通過模數(shù)轉(zhuǎn)換單元將所述電壓信號處理并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；

c、通過處理器單元(2)對所述數(shù)字信號進(jìn)行連續(xù)采樣，得到呈正弦分布的連續(xù)采樣點(diǎn)；

d、通過所述處理器單元(2)判斷所述采樣點(diǎn)是否處于正弦的正半周期內(nèi)，若所述采樣點(diǎn)處于所述正弦的正半周期內(nèi)，則執(zhí)行步驟e至f；

e、通過所述處理器單元(2)確定所述正弦的正半周期內(nèi)的真實(shí)拐點(diǎn)個(gè)數(shù)h；

f、通過所述處理器單元(2)比較所述h與閾值3，若所述h大于所述閾值3，則發(fā)出故障電弧信號。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于電壓測量的故障電弧檢測方法，其特征在于：所述步驟c中，所述采樣點(diǎn)的時(shí)間序列號為n，所述正弦中連續(xù)的采樣點(diǎn)幅值為x(n)(n＝0,1,2...N-1)，對所述正弦中M范圍內(nèi)的采樣點(diǎn)幅值進(jìn)行均值濾波得到若干個(gè)均值y(n)，其中

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于電壓測量的故障電弧檢測方法，其特征在于：所述步驟d中，在所述處理器單元(2)中設(shè)定動態(tài)閾值a，通過所述處理器單元(2)比較所述均值y(n)與所述動態(tài)閾值a，若連續(xù)10次所述均值y(n)大于所述動態(tài)閾值a，則確定所述采樣點(diǎn)處于所述正弦的正半周期內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于電壓測量的故障電弧檢測方法，其特征在于：所述步驟d中，在所述處理器單元(2)中設(shè)定閾值5，通過所述處理器單元(2)在連續(xù)的采樣點(diǎn)中選取相鄰拐點(diǎn)的時(shí)間序列號i、j，并根據(jù)公式c＝j(luò)-i計(jì)算得到相鄰拐點(diǎn)的序號差值c，然后比較所述序號差值c與所述閾值5，若所述序號差值c大于或等于所述閾值5，則計(jì)入所述采樣點(diǎn)j，由此得到初步拐點(diǎn)個(gè)數(shù)e。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于電壓測量的故障電弧檢測方法，其特征在于：所述步驟d中，在所述處理器單元(2)中設(shè)定閾值3，通過所述處理器單元(2)比較所述初步拐點(diǎn)個(gè)數(shù)e與所述閾值3，若所述初步拐點(diǎn)個(gè)數(shù)e大于所述閾值3，則增大所述閾值a，所述初步拐點(diǎn)個(gè)數(shù)e小于所述閾值3，則減小所述閾值a，所述初步拐點(diǎn)個(gè)數(shù)e等于所述閾值3，則保持所述閾值a不變。

10.根據(jù)權(quán)利要求5或9所述的一種基于電壓測量的故障電弧檢測方法，其特征在于：所述步驟e中，在所述處理器單元(2)中設(shè)定閾值3.7％，通過所述處理器單元(2)在所述正弦的正半周期內(nèi)選取連續(xù)采樣點(diǎn)中的最大幅值MAX以及相鄰拐點(diǎn)的幅值g(n)、g(n-1)，并根據(jù)公式計(jì)算得到比值f，然后比較所述比值f與所述閾值3.7％，若所述比值f大于或等于所述閾值3.7％，則計(jì)入所述采樣點(diǎn)n，由此得到真實(shí)拐點(diǎn)個(gè)數(shù)h。