[发明专利]一种低压电弧故障检测方法和装置

权利要求书

1.一种低压电弧故障检测方法，其特征在于，包括：

对被保护电路的火线和零线之间的电压进行采样并处理得到高频脉冲信号，对被保护电路的电流进行采样并处理得到电流半波信号；

统计高频脉冲信号在每个工频周期内的脉冲个数G、脉冲宽度和H以及最大脉冲宽度M；统计在每个工频周期内电流半波的波动系数S、零休变化率L以及最大di/dt值V，任一工频周期内的零休变化率为与其相邻的工频周期的零休变化值与该工频周期的零休变化值之差再除以该工频周期的零休变化值；

选定一个采样时间窗，一个采样时间窗包含若干个工频周期；

逐个对所述采样时间窗内的各工频周期进行判断，当G·30+H·20+M·50＞50000，则判定在一个工频周期产生了一个疑似故障信号；继续统计在所述采样时间窗内的疑似故障信号的个数N，当N≥9，则判定发生疑似电弧故障；再逐个对产生了疑似故障信号的工频周期进行判断，当L·40+S·30+V·30＞50000，则判定发生电弧故障。

2.如权利要求1所述的低压电弧故障检测方法，其特征在于，所述采样时间窗采用连续更新的滑动时间窗口。

3.如权利要求1或2所述的低压电弧故障检测方法，其特征在于，当G·30+H·20+M·50＜50000，则判定在一个工频周期未产生故障信号；当L·40+S·30+V·30＜50000，则判定在一个工频周期未产生故障信号。

4.如权利要求1或2所述的低压电弧故障检测方法，其特征在于，一个采样时间窗包含100个工频周期。

5.如权利要求1或2所述的低压电弧故障检测方法，其特征在于，对被保护电路的火线和零线之间的电压进行采样并处理得到高频脉冲信号，具体通过以下过程实现：

通过高频耦合电路对被保护电路的火线和零线之间的电压进行采样，获得高频电流信号；再通过连接于高频耦合电路二次侧的第一I/V变换电路将高频电流信号转变为高频电压信号；第一I/V变换电路输出的高频电压信号通过带通滤波器输入到对数检波电路进行检波获得高频脉冲信号；

对被保护电路的电流进行采样并处理得到电流半波信号，具体是通过以下过程实现：

通过电流互感器对被保护线路的电流进行采样，获得AC电流波形信号；再通过连接于电流互感器二次侧的第二I/V变换电路将该AC电流波形信号转变为AC电压波形信号；第二I/V变换电路输出的AC电压波形信号通过信号调理后获得适合AD采样的电流半波信号。

6.一种低压电弧故障检测装置，其特征在于，包括：

高频脉冲信号生成电路，其用于对被保护电路的火线和零线之间的电压进行采样并处理得到高频脉冲信号；

电流半波信号生成电路，其用于对被保护电路的电流进行采样并处理得到电流半波信号；

处理模块，其用于统计高频脉冲信号在每个工频周期内的脉冲个数G、脉冲宽度和H以及最大脉冲宽度M，以及用于统计在每个工频周期内电流半波的波动系数S、零休变化率L以及最大di/dt值V，任一工频周期内的零休变化率为与其相邻的工频周期的零休变化值与该工频周期的零休变化值之差再除以该工频周期的零休变化值；

所述处理模块用于在其上选定一个采样时间窗，一个采样时间窗包含若干个工频周期；

所述处理模块用于逐个对所述采样时间窗内的各工频周期进行判断，当G·30+H·20+M·50＞50000，则判定在一个工频周期产生了一个疑似故障信号，继续统计在所述采样时间窗内的疑似故障信号的个数N，当N≥9，则判定发生疑似电弧故障，再逐个对产生了疑似故障信号的工频周期进行判断，当L·40+S·30+V·30＞50000，则判定发生电弧故障。

7.如权利要求6所述的低压电弧故障检测装置，其特征在于，所述采样时间窗采用连续更新的滑动时间窗口。

8.如权利要求6或7所述的低压电弧故障检测装置，其特征在于，当G·30+H·20+M·50＜50000，则判定在一个工频周期未产生故障信号；当L·40+S·30+V·30＜50000，则判定在一个工频周期未产生故障信号。

9.如权利要求6或7所述的低压电弧故障检测装置，其特征在于，一个采样时间窗包含100个工频周期。

10.如权利要求6或7所述的低压电弧故障检测装置，其特征在于，所述高频脉冲信号生成电路包括用于对被保护电路的火线和零线之间的电压进行采样并获得高频电流信号的高频耦合电路、连接于高频耦合电路二次侧的用于将高频电流信号转变为高频电压信号的第一I/V变换电路、用于将高频电压信号放大并进行带通滤波的带通滤波器以及用于将带通滤波后的信号整形成高频脉冲信号的对数检波电路；所述电流半波信号生成电路包括用于对被保护线路的电流进行采样并获得AC电流波形信号的电流互感器、连接于电流互感器二次侧的用于该AC电流波形信号转变为AC电压波形信号的第二I/V变换电路以及用于将AC电压波形信号通过信号调理后形成适合AD采样的电流半波信号的信号调理电路。