[发明专利]一种基于电弧脉冲信号时间特性的故障电弧检测方法

说明书

本发明公开了一种基于电弧脉冲信号时间特性的故障电弧检测方法，该方法通过置一可检测电弧脉冲信号时间间隔的电弧检测系统，检测电弧脉冲信号的幅值，在一定时间内电弧脉冲信号的个数，并统计电弧脉冲信号之间的时间间隔，区分干扰负载信号和故障电弧信号，从而实现故障电弧告警或者断开故障回路。本发明只需检测故障电弧脉冲信号的时间特性便可实现故障电弧检测，其降低了硬件或者软件的复杂度,可以做到无待机功耗。

技术领域

本发明涉及电弧监测技术领域，特别涉及一种基于电弧脉冲信号时间特性的故障电弧检测方法。

背景技术

在中国火灾原因分析中，由于电气原因引起的火灾占比在30%以上。

电气火灾发生的原因很多，比如：短路、绝缘老化、过流、接地故障、接触不良、家电或电热设备引燃可燃物等等。从本质上讲，在所有的电气火灾发生过程中，都会伴有电弧发生。

在美国，根据CPSC(美国消费品安全委员会)1998年的统计，每年由于配电线路老化引起电弧造成的火灾有超过40000起，造成直接经济损失16.8亿美元。

目前已经存在电弧故障断路器和故障电弧报警器。其在传统的断路器的基础上添加了对故障电弧起保护作用的功能，以防范由于故障电弧而引发的火灾；或者检测到故障电弧后发出报警信息。

目前的故障电弧的判定方法基本上都是要判定电流信号的畸变和电压信号的畸变，需要同时连接电压和电流回路，需要用到高速的数据采样和复杂的数学计算，如傅立叶变换或者小波分析，这样对处理器计算能力有很高的要求，增加了硬件或者软件的复杂度,以及无法做到无待机功耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电弧脉冲信号时间特性的故障电弧检测方法；该方法只需检测故障电弧脉冲信号的时间特性便可实现故障电弧检测，其降低了硬件或者软件的复杂度,可以做到无待机功耗。

本发明采取的技术方案是：一种基于电弧脉冲信号时间特性的故障电弧检测方法，其包括设置可检测电弧脉冲信号时间间隔的电弧检测系统，该电弧检测系统包括至少1个变化磁场检测传感器、与所述变化磁场检测传感器同等数量的幅值比较单元以及一个信号处理单元，所述变化磁场检测传感器、幅值比较单元和信号处理单元依次相互连接，所述变化磁场检测传感器的输出信号经处理后的信号幅值与所述幅值比较单元设定值大小进行比较，若幅值比较单元经比较判断后给出脉冲信号，所述信号处理单元检测该脉冲信号间的时间间隔，并依此进行判定、检测故障电弧信号并输出。

进一步的，所述变化磁场检测传感器为套在待检测回路上的没有磁芯的空心线圈，或者为有磁芯的线圈、且该有磁芯的线圈流过正常负载电流磁芯不饱和，或者为安装在待检测回路合适位置的能够检测磁场强度的高敏度的磁场敏感元件。

进一步的，所述没有磁芯的空心线圈或者有磁芯的线圈的输出端连接有用于对其输出信号进行处理的滤波单元，该滤波单元为低通或者带通滤波器，或者线圈本身作为滤波器电路的元件与电容或电阻配合构成滤波单元。

进一步的，所述磁场敏感元件为高敏度的霍尔器件或者磁通门器件或者磁阻器件或者巨磁阻器件或者隧道磁阻器件，磁场敏感元件安装位置靠近待检测回路以获得更好的灵敏度,且磁场敏感元件的输出端连接有用于对其输出信号进行处理的滤波单元，该滤波单元为带通滤波器或者高通滤波器。经过滤波单元的信号幅值可能较小,可经过放大后,再送入幅值比较器；或者磁场敏感元件输出信号后先经放大器放大再送入滤波单元滤波。

进一步的，所述幅值比较单元用于比较滤波单元输出信号与其设定值的大小，当滤波单元输出输出信号幅值不小于设定值，幅值比较单元脉冲信号输出逻辑1，否则输出逻辑0。

进一步的，所述幅值比较单元为比较器、迟滞比较器、逻辑门电路、双极型三极管、MOS型场效应管或者信号处理单元的IO口中的任一种。