[实用新型]一种电弧故障探测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电弧故障探测装置，属于电路保护技术领域。

背景技术

电弧是电流通过绝缘介质所产生的瞬间火花。在大气中开断或闭合电压超过10V、电流超过100MA的电路时，在电器的触头间隙中会产生电弧。电弧发生时，会在极短的时间内释放巨大的能量。金属导电元件会汽化导致高温蒸汽和金属急剧膨胀。空气和金属汽化物迅速热膨胀会造成巨大声响的爆炸和巨大的压力。且电弧产生后温度猛然升高，会使弧隙间气体发生热离，反过来又加剧了空气分子的电离，使电弧继续燃烧，从而加大了熄灭电弧的难度。由于电弧的温度非常高、长时间延续，极易引燃周围的可燃物形成火灾，但由电弧引起的短路电流较小，不足以使一般断路器动作跳闸切断电源。故障电弧已经成为引起电气火灾的主要原因之一，严重危害了大众生命财产的安全。因此故障电弧研究尤其是故障电弧检测方法研究显得尤为重要。

通过上述分析可知，电弧的产生可能会使触头烧坏严重时会造成短路甚至发生安全事故，因此必须采取有效措施及时检测出泄露的电路，才能迅速将电弧熄灭，以保证开关电器正常地工作。中国实用新型专利CN202230166U公开了一种故障电弧检测模块及电气火灾监控探测器，为实现因线路虚短、虚断而产生的故障电弧进行有效检测及预警，其通过高频信号采样单元采集电弧信号，并将信号传输给信号处理单元进行处理，最后将处理好的电弧信号传输给故障电弧分析单元，故障电弧分析单元收集到电弧信号，并采集电源零点采集单元的信息，来区分好弧、坏弧，如果检测到是坏弧将会向上端中央处理单元发出报警信号。在该技术方案通过高频采样单元采集电弧信号，通过与电源零点采集单元的采样信息的对比，来分析是否发生了电弧泄露，但是由于负载的类型较多，如容性负载、阻性负载等，负载不同会导致电弧的特征不同，将其都与所述电源零点的采样信息比较，对电弧的判断存在一定的偏差，因此该回路中检测出的电弧存在偏差，不能充分识别出回路发生的电弧，这样就导致了这个电路的安全性降低，提高了风险。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中的电弧检测装置无法区分回路中的负载特性，不能充分识别回路中的电弧的问题，从而提供一种可以根据电弧的特性进行自动调整、充分识别电弧的电弧故障探测装置。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种电弧故障探测装置，包括：

电源模块：为所述电弧故障探测装置提供电源；

信号采集处理单元：包括设置在待测电路中的电流互感器、对所述电流互感器感应到的剩余电流和过电流进行采样处理的采样电路、以及对采样信号进行放大处理的放大电路；

中央处理运算单元，与所述信号采集处理单元连接，对所述信号采集处理单元的输出信号进行运算处理，

控制输出单元，与所述中央处理运算单元连接，根据所述中央处理运算单元的信号发送控制指令并执行通断操作；

所述中央处理运算单元包括：

负载电弧特征库：存储有负载电弧的类型以及其对应的负载电弧特征曲线和阈值；

负载电弧类型分析机：对所述信号采集处理单元的输出信号进行特征分析，得到负载电弧特征参数，并将其与所述负载电话特征库中的负载电弧特征曲线进行对比，得到负载电弧的类型；

负载电弧判断处理器：根据所述负载电弧的类型，将所述信号采集处理单元的当前输出值与所述阈值进行比较，当超过阈值时向所述控制输出单元输出动作信号。

所述所述中央处理运算单元采用单片机。

所述采样电路包括并联设置的采样电阻、电容以及钳位二极管；

所述放大电路包括一级放大电路和二级放大滤波电路，所述一级放大电路包括第一运放、连接在所述第一运放输入端负极和输出端之间的第一电阻、以及连接在所述第一运放输入端负极的第二电阻；所述二级放大滤波电路包括第二运放、连接在所述第二运放的输入端负极与输出端之间的第三电阻、连接在所述第二运放的输入端负极的第四电阻以及滤波电容，所述第四电阻与所述第二电阻连接，滤波电容的一端连接在所述第二运放的输出端，另一端连接在所述第二电阻和第四电阻的连接端。

所述控制输出单元包括脱扣控制器和继电器，所述脱扣控制器与所述继电器连接，所述单片机输出信号驱动脱扣控制器带动所述继电器动作，改变线路的通断状态。

所述电源模块包括AC/DC转换电路和DC/DC转换电路。

包括具有防浪涌电路和光电隔离电路的通讯处理单元，所述通讯处理单元与所述单片机连接、采用二总线通讯方式与上位机进行通讯。