[实用新型]采集干扰信号做同步信号或滤除干扰的电弧故障检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电弧故障检测装置，特别是一种采集干扰信号做同步信号或滤除干扰的电弧故障检测装置。

背景技术

目前,电弧故障检测(AFD)技术方法多种，但是对于单相串激电机家用电器（如粉碎机、手电钻等）使用情况下，AFD检测到的电弧信号混杂着串激电机干扰信号，技术上采用FFT变换技术提取电弧分量技术，误动作问题不能从干扰源解决。

家用单相串激电机电器（粉碎机、豆浆机等）产生的电磁干扰主要是由电动机工作时引起的。电动机工作时电枢转动，电刷将相邻的换向片短路，导致参加换向的电枢线圈短路，回路流过短路电流。当换向片转到与电刷断开位置时，电刷和换向片之间产生换向火花，使换向区域附近的空气介质电离，在空气中形成带电粒子，从而形成电磁干扰，这种火花电离放电产生的干扰频谱较宽且连续分布，对广播电视产品、通讯类产品以及其他电子类产品有较大的干扰作用；其次，电动工具中的一些非线性器件工作，如可控硅、整流二极管、晶体管开关等，由于其导通和截止的工作特性和导通的稳定性较差，也会产生高频次谐波干扰分量；还有由于电动机的定子铁芯和转子的开槽设计和线圈上的磁路设计比较饱和，也会产生较大的高频谐波分量引起电磁干扰。上述电磁干扰往往会通过电动工具的电源线以传导和辐射的方式向公共电网和空间传播，直接或间接的影响其他设备的正常工作。

目前在电源输入端抵抗干扰技术有屏蔽、接地（浮地、单点接地和接地网）与滤波三种，用得最多的是滤波技术，在信号中抵抗干扰技术控制电子线路中常用π型低通滤波电路，低通滤波电路为频率较低的信号（如50Hz）提供低阻抗通道，对频率较高的信号产生较大的衰减，以实现干扰抑制。

AFD电弧检测技术已经达到了很高水平，但对于串激电机干扰还没有很好的解决方法。串激电机电气火花干扰一方面来自供电线路，另一方面来自空间。干扰是目前难以滤除的主要问题，AFD在大幅度滤除干扰信号的同时也牺牲了供电线路电弧信号。对于电动家用电器使用情况下出现误动作问题，一直存在着待解决问题。在满足故障电弧检测准确要求情况下，串激电机家用电器干扰信号会造成AFD误动作，这种情况下很难满足用户使用要求，会造成误动作给用户带来断电事故。如果满足不误动作要求，故障电弧检测灵敏度下降，又会造成故障电弧漏检，这个互为矛盾的问题造成了AFD产品质量难以提高。

实用新型内容

本实用新型的目的，是要提供一种采集干扰信号做同步信号或滤除干扰的电弧故障检测装置，它采用干扰信号做同步参考信号，采用同步时序对比技术，可以在混杂的信号中判断出来电弧信号和干扰信号，为脱扣机构提供指令。

本实用新型是这样实现的，所述采集干扰信号做同步信号或滤除干扰的电弧故障检测装置，在电源L线或N线上设电流传感器CT，并经导线与单片机MCU相连接，电流传感器CT采集到电弧信号（包括干扰信号）；在电源L线与N线之间并联电压互感器PT，并经导线与单片机MCU相连接，电压互感器PT采集到干扰信号（包括少量的电弧信号）；单片机MCU与脱扣机构相连接；开关电源由电源L、N线供电，输出分别与单片机MCU及脱扣机构相连接；所述电流传感器CT采集到电弧信号与电压互感器PT采集到干扰信号经单片机MCU进行信号时序检测，符合同步时序，脱扣机构不动作，不符合同步时序，脱扣机构动作，即脱扣。

本实用新型通过高电阻在电源L线、N线上采集干扰信号，或通过电压互感器PT采集，或通过光耦合器件采集，或通过电源L、N线表面电场非接触采集，或通过空间电磁场非接触采集。

本实用新型的有益效果是，通过对检测到的干扰信号做同步时序处理，单片机MCU将处理后的同步时序干扰信号与电弧信号进行比对，如果采集到的电弧信号与干扰信号是同步的，那么这个信号丢掉，不作为线路发生电弧处理问题；如果采集到的电弧信号与干扰信号不具有同步特性，则认为存在电弧故障，单片机MCU给出动作信号，脱扣机构动作，即脱扣。另外存在一种没有同步干扰信号，则认为存在电弧故障，单片机MCU也给出动作信号。

附图说明

图1为本实用新型工作原理框图。

图2为本实用新型示意图。

图3为本实用新型电原理图。

图4为本实用新型所述脱扣机构外观示意图。

图5为图4去壳后的示意图。

图6为电弧信号示意图。

图7为干扰信号示意图。