[发明专利]实现故障电弧探测功能的智能电能表及其实现方法

权利要求书

1.一种实现故障电弧探测功能的智能电能表，其特征在于：包括处理模块，与处理模块电连接的电能计量模块，故障电弧特征频率检测模块，显示，按键，通讯模块，检测接口，数据存储，与电能计量模块连接的电压采样和电流采样，以及给各个模块供电的电源模块；所述的电流采样模块与故障电弧特征频率检测模块电连接，所述的电源模块包括工作电源、时钟电池和电源管理。

2.根据权利要求1所述的一种实现故障电弧探测功能的智能电能表，其特征在于：所的故障电弧特征频率检测模块包括电流信号放大电路、多通道带通滤波器和信号处理电路，所述的电流放大电路包括：电阻R1，R2，R3，R4和运放U1；所述的多通道带通滤波器为针对故障电弧选择的至少2路带通滤波器，将不同频点的高频谐波分量进行处理；所述的信号处理电路采用高速开关对带通滤波后的高次谐波信号整形为数字脉冲信号，输入处理模块的CPU数字IO口。

3.根据权利要求1所述的一种实现故障电弧探测功能的智能电能表，其特征在于：所述的电能计量模块为RN8209G型号专业计量芯片。

4.根据权利要求1所述的一种实现故障电弧探测功能的智能电能表，其特征在于：所述的电流采样采用集成磁保持继电器的锰铜分流器进行采样，同时带有主回路拉合闸功能。

5.根据权利要求1所述的一种实现故障电弧探测功能的智能电能表，其特征在于：所述的处理模块选用的是STM32F103。

6.根据权利要求2所述的一种实现故障电弧探测功能的智能电能表，其特征在于：所述的多通道带通滤波器采用有源带通滤波器作为基础滤波器，采用4路双通道模拟开关选择器MPC509芯片作为不同频率点滤波器的切换元件，由处理模块控制切换对应的频点。

7.根据权利要求2所述的一种实现故障电弧探测功能的智能电能表，其特征在于：所述的高速开关为SN5545。

8.一种实现故障电弧探测功能的智能电能表的实现方法，包括如下步骤：

S1：多通道带通滤波器采样到指定频点的高频谐波；

S2：判断高频谐波是否满足设定频点的要求，若高频谐波满足设定频点的要求，则从计量芯片中读取当前电压、电流和相角数据，若高频谐波不满足设定频点的要求，则退出故障电弧检测；

S3：从计量芯片中读取当前电压、电流和相角数据后，判断高频谐波是否达到持续时间T的要求，若高频谐波达到持续时间T的要求，则判断当前负载特性是否为故障电弧类型，若高频谐波未达到持续时间T的要求，则退出故障电弧检测；

S4：判断当前负载特性是否为故障电弧类型，若当前负载特性为故障电弧类型，则产生故障电弧事件，并通讯上报故障事件数据，若当前负载特性不为故障电弧类型，则退出故障电弧检测；

S5：通讯上报故障事件数据后，判断是否连续N次出现故障事件，若连续N次出现故障事件，则执行拉闸断电保护，若未连续N次出现故障事件，则清除本次故障事件累加次数，并重新判断是否连续多次出现故障事件。

9.根据权利要求8所述的一种实现故障电弧探测功能的智能电能表的实现方法，其特征在于：所述的持续时间T≥1秒。

10.根据权利要求8所述的一种实现故障电弧探测功能的智能电能表的实现方法，其特征在于：所述的连续出现故障事件的次数N≥2次。