[发明专利]一种电弧故障检测方法及保护装置

说明书

本发明涉及一种电弧故障检测方法及保护装置，电弧故障检测保护装置包括顺次连接的电流互感器、I/V变换电路、整流电路、积分电路及微处理器。本发明通过电流互感器检测被保护线路的电流信号，通过互感器二次侧的I/V变换电路将电流信号转变为电压信号，电压信号通过电压跟随器送入整流电路进行整流，并把整流后得到的波形信号提供给积分电路，积分电路向微处理器提供在预定时间周期上的电压电平累积量，微处理器通过定时A/D转换捕获周期积分值，并进行存储，通过电弧故障检测算法检测被保护线路的电流波形变化，进行电弧故障判定，可有效区分是发生电弧故障还是负载正常启动、功率调节等引起的干扰，减少装置的误脱动作，可靠性更高。

技术领域

本发明涉及低压配电系统电弧故障检测领域，具体涉及一种不易受正常工作电流波形变化干扰的电弧故障检测方法及保护装置。

背景技术

随着社会经济的飞速发展以及人民生活水平的不断提高，电气化程度越来越高，用电量也在不断的增加。电气火灾事件的发生越来越频繁，给人身及财产造成巨大的损失。据有关资料统计，因电气原因引发的火灾在各类火灾中高居榜首，约占30%。电气火灾发生率及所造成的财产损失居各类火灾原因之首，特别是在这些火灾中，重特大电气火灾时有发生。电弧故障是由于接触不良、连线松动、绝缘老化、断裂等引起。故障电弧的特点是线路中电流可能减小，但温度高，并使故障迅速扩大，直至点燃附近的可燃物而引发火灾。所以预防这种由电弧故障引发的火灾尤为重要。

传统的过电流保护断路器和剩余电流保护断路器已广泛采用，但它在一些场合起不到故障电弧保护的作用。目前国内对家用电路电弧故障领域还处于研究开发阶段，虽然有少数公司已研发出针对家用电路的电弧故障断路器，但其在市面上的流通还未真正开始，其可靠性还尚未得到很好的验证。

尽管目前已经有相关产品在国外得到了广泛应用，能够检测和区分电弧和正常负载干扰，但是还会出现误脱扣现象。如调光器、电钻、吸尘器等在正常工作时一般在每个半周期产生相同数量的电弧事件，然而，常规电弧故障检测装置经常不能可靠地区分这种正常电弧和电弧故障，从而容易发生误脱扣。而且这些常规设备往往难以区分某些负载的启动、功率调节、停机以及电弧故障。因此，电弧故障检测装置和方法需要进一步的改进，避免出现误判。

发明内容

本发明的主要目的是克服现有技术的缺点，提供一种可有效区分是发生电弧故障还是负载正常启动、功率调节等引起的干扰的电弧故障检测方法及保护装置，能以更高的可靠性来监测故障电弧，减少装置的误脱动作。

本发明采用如下技术方案：

一种电弧故障检测保护装置，包括有用于检测被保护线路的AC电流波形信号的电流互感器、用于将电流互感器输出的电流信号转变为AC电压波形信号的I/V变换电路、用于将AC电压波形信号进行整流的整流电路、用于对整流电路输出的电压波形信号在预定时间周期上进行积分以获得周期积分值的积分电路及通过捕获积分电路输出的周期积分值并使用电弧故障检测算法检测被保护线路的电流波形变化来进行电弧故障判定的微处理器，所述电流互感器的一次侧串联在被保护线路上，二次侧连接I/V变换电路，所述I/V变换电路、整流电路、积分电路与微处理器顺次连接。

进一步地，所述微处理器信号输出端连接脱扣电路，脱扣电路连接机电接口，所述机电接口耦合于被保护线路的功率输入与功率输出之间。

进一步地，所述I/V变换电路与整流电路之间连接有用于提高带载能力的电压跟随器。

进一步地，所述I/V变换电路为匹配电阻。

进一步地，所述整流电路采用精密整流电路。

进一步地，所述积分电路采用工频周期积分电路。

进一步地，所述电弧故障检测保护装置还包括有连接于微处理器的电源电路。