[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）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

本發(fā)明公開了一種基于電壓測量的故障電弧傳感器及檢測方法，其特征在于：故障電弧傳感器包括電壓檢測單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、處理器單元及通信單元，電壓檢測單元的輸入端安裝在檢測線路上檢測段與負載之間，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸入端與電壓檢測單元的輸出端電連接，且其輸出端與處理器單元的輸入端電連接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：電壓檢測單元采集檢測線路上的電壓信號并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，處理器單元接收數(shù)字信號后分析并比較采樣點的正弦正半周期內(nèi)的真實拐點個數(shù)，從而判斷出檢測線路上是否存在故障電弧，測量準確且快速，具有故障電弧識別率高、誤報率低的特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電弧檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種基于電壓測量的故障電弧傳感器及檢測方法。

背景技術(shù)

在日常生活中，由于配電系統(tǒng)中的電氣線路和設(shè)備長時間處于過負荷運行狀態(tài)、電氣連接不良等情況，致使電纜的絕緣層出現(xiàn)老化問題，大大降低了電纜的絕緣效果，并且隨著碳化路徑的形成，極易引發(fā)故障電弧，這種故障電弧一旦引起燃燒就不易熄滅，最終造成嚴重的火災，危及人們的生命財產(chǎn)安全。因此，在電弧發(fā)生時，及時將其檢測出來變得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于電壓測量的故障電弧傳感器及檢測方法，其解決的技術(shù)問題是：能夠及時檢測出線路中的電弧。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

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

所述電壓檢測單元是電壓傳感器，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，通過電壓檢測單元實現(xiàn)對檢測線路上的電壓檢測。

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元包括調(diào)理電路及數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述調(diào)理電路的輸入端與所述電壓檢測單元的輸出端電連接，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端與所述調(diào)理電路的輸出端電連接，且其輸出端與所述處理器單元的輸入端電連接，通過調(diào)理電路與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的配合，將電壓信號轉(zhuǎn)換為處理器單元能夠處理的數(shù)字信號。

所述通信單元的輸入端與所述處理器單元的輸出端電連接，且其輸出端與報警系統(tǒng)電連接，通信單元將處理器單元發(fā)出的故障電弧信號發(fā)送到報警系統(tǒng)中，以發(fā)出報警信息。

一種基于電壓測量的故障電弧檢測方法，包括如下步驟：

a、通過電壓檢測單元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、通過處理器單元對所述數(shù)字信號進行連續(xù)采樣，得到呈正弦分布的連續(xù)采樣點；

d、通過所述處理器單元判斷所述采樣點是否處于正弦的正半周期內(nèi)，若所述采樣點處于所述正弦的正半周期內(nèi)，則執(zhí)行步驟e至f，采樣點處于正弦的正半周期內(nèi)時，其幅值較大，更易于判斷處理；

e、通過所述處理器單元確定所述正弦的正半周期內(nèi)的真實拐點個數(shù)h；

f、通過所述處理器單元比較所述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。

所述步驟c中，所述采樣點的時間序列號為n，所述正弦中連續(xù)的采樣點幅值為x(n)(n＝0,1,2...N-1)，對所述正弦中M范圍內(nèi)的采樣點幅值進行均值濾波得到若干個均值y(n)，其中從而減少干擾值，使采樣點是否處于正弦的正半周期內(nèi)的判斷更為準確。