[实用新型]一种故障电弧检测电路

说明书

技术领域

本实用新型属于电弧检测领域，涉及一种检测电路，具体指一种故障电弧检测电路。

背景技术

故障电弧断路器(Arc Fault Circuit Interrupters，简称AFCI)技术是一项最新的电路保护技术，主要作用是防止由故障电弧引起的火灾。发生电弧故障时，由于电流强度较小，低于目前电力系统特别是低压配电领域广泛安装的过电流保护的设定值且一般的过电流保护装置都会预留一定的延时，在配电线路终端安装故障电弧断路器(AFCI)是及时发现电弧并切断电路，有效减小电弧造成损失的措施。

故障电弧的主要特征表现在电流、电压、以及闪光、气压、温度等方面，因此电弧检测的基本原理就是通过特定的装置或电路，检测电弧发出的弧光、红外热能、电磁波，来识别电弧的存在。

目前得到广泛应用的电弧故障检测主要是检测弧光方式。利用闪光探测装置检测电弧故障所产生的特定弧光频谱，同时对电弧电压信号进行数据处理、判断然后根据算法判断发出脱扣信号，使发生电弧故障的断路器分。这种电弧检测方法主要在配电柜中使用。由于依靠弧光识别，故检测范围受到一定的限制，一般的不适用于终端配电线路中。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种故障电弧检测电路，正常的市电电流是频率为50HZ的正弦波，而故障电弧电流是一带有“平肩区”且幅值有显著减小的正弦波，本实用新型是通过采样电流大小的变化来判断是否有故障电弧产生，扩大故障电弧的检测范围。

为实现上述目的，一种故障电弧检测电路所采用的技术方案是：包括同向比例放大电路、加法器电路、低通滤波电路和AD采样单元，通过采样电流大小的变化来判断是否有故障电弧产生，故障电弧电流的幅值较小不易被AD采样单元中的单片机检测到，通过所述的同向比例放大电路可将电弧电流放大；由于电弧电流具有负半周，所以加入一个直流偏置，输入到所述的加法器电路中，电弧电流变成了有适当幅值的直流信号，满足了AD采样单元采样的要求；故障电弧产生时会伴随许多高频分量，经过所述的低通滤波电路得到基波信号，再将基波信号送入到所述的AD采样单元，所述的AD采样单元通过检测基波大小改变与否来判断是否有故障电弧产生。

在同向比例放大电路中，P1是一被零线或者火线穿过电流互感器，P1采样到的电流信号经过采样电阻R3后形成了电压信号，运算放大器U1A、电阻R4以及滑动变阻器U3构成同向比例放大电路，通过调节滑动变阻器U3的阻值可以改变放大器放大的倍数。

在加法器电路中，电阻R1连接电阻R9和二极管D1的一端为1.4V的直流偏置，其实现方式是通过D1、D2两个高频二极管进行电压钳位，一个二极管有0.7V的压降，两个二极管就会有1.4V的钳位电压。电弧信号经过放大后再和1.4V直流偏置一同输入到由运算放大器U1B、电阻R1、R2、R5和R6构成的加法器电路中得到直流电流。

在低通滤波电路中，加法器电路得到的直流电流通过运算放大器U2，电容C1、C2以及电阻R7、R8构成的巴特沃斯低通滤波电路后得到基波信号，再将基波信号输入到AD采样单元中的单片机进行AD采样。

附图说明

图1是本实施例的工作原理图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图对本实用新型再作描述。

参见图1，一种故障电弧检测电路，包括同向比例放大电路、加法器电路、低通滤波电路、AD采样单元；同向比例放大电路将电弧信号进行放大后输入到加法器电路进行处理，得到的直流电流输入到低通滤波电路，低通滤波电路将其处理得到基波信号，将基波信号输入到AD采样单元进行AD采样。