[发明专利]电弧识别方法和用于电弧识别的系统

说明书

本发明涉及低压直流配用电应用技术领域，公开了一种电弧识别方法和用于电弧识别的系统。所述方法包括通过对变换器的输入电信号进行扰动，所述变换器的输出电流信号也就相应地会形成改变，对所述变换器的输出电流信号中被外电路阻抗所分流的电流信号分量进行采集。对所述电流信号分量进行监测，其中，幅值出现周期性变化的纹波即为由于所述变换器的输入电信号扰动造成的。根据所述纹波可以判断系统中是否发生了电弧故障。所述方法利用变换器在电弧故障发生前后的输出电流幅值不同的特性，从而根据电流幅值变化情况来判断是否出现电弧故障，不需要额外使用测量装置来判断，仅需对变换器输出侧的纹波进行观测即可实现电弧识别，无需复杂算法。

技术领域

本发明涉及低压直流配用电应用技术领域，特别是涉及一种电弧识别方法和用于电弧识别的系统。

背景技术

直流配用电系统中的电弧与交流系统中的电弧相比没有过零点，所以直流电弧比交流电弧更不易熄灭。直流配用电系统中的电弧带来了巨大的安全隐患，易引发火灾、爆炸等安全事故。由于电弧可视为一个非线性电阻，所以当系统中发生串联电弧时，系统的回路阻抗会增大，传统的过流保护无法兼顾串联电弧故障情况下的保护。因此，在供电系统中需要采用一定的电弧检测方法来识别电弧故障，避免热量积聚造成事故。当前已有的检测方法主要有通过声、光等非电气量检测和通过电压、电流等电气量检测，或通过时域分析和频域分析进行判断等检测方法。但当前工程中实际应用的检测装置的可靠性有待提高，而较可靠的算法又过于复杂，不易在工程中实现。

发明内容

基于此，有必要针对传统的测量装置可靠性低、时域分析和频域分析过于复杂不易在工程中实现的问题，提供一种电弧识别方法和用于电弧识别的系统。

一种电弧识别方法，包括对变换器的输入电信号进行扰动，采集所述变换器的输出电流信号中被外电路阻抗所分流的电流信号分量；对所述电流信号分量进行分析，获取所述电流信号分量中幅值出现周期性变化的纹波；根据所述纹波判断是否发生电弧故障。

上述电弧识别方法，通过对变换器的输入电信号进行扰动，所述变换器的输出电流信号也就相应地会形成改变，对所述变换器的输出电流信号中被外电路阻抗所分流的电流信号分量进行采集。对所述电流信号分量进行监测，其中，幅值出现周期性变化的纹波即为由于所述变换器的输入电信号扰动造成的。根据所述纹波可以判断系统中是否发生了电弧故障。本发明提供的电弧识别方法利用所述变换器输出的电流中由于扰动而造成的纹波分量来对系统中是否出现电弧故障进行检测。根据变换器的输出电流变化情况判断是否出现电弧故障，不需要额外使用测量装置来判断，克服了传统的测量装置可靠性低的问题。仅需对变换器输出侧的纹波进行观测即可实现电弧识别，无需复杂算法，克服了时域分析和频域分析过于复杂不易在工程中实现的问题。

在其中一个实施例中，所述对变换器的输入电信号进行扰动，包括改变所述变换器的开关频率，使所述开关频率在预设范围内形成周期性变化。

在其中一个实施例中，所述根据所述纹波判断是否发生电弧故障，包括将所述纹波的幅值与预设电流阈值进行比较，若所述纹波的幅值小于预设电流阈值，则判断发生了电弧故障；若所述纹波的幅值大于预设电流阈值，则判断没有发生电弧故障。

在其中一个实施例中，所述预设电流阈值的计算方法包括采集所述变换器的输出电流信号，测量电源输出电容阻抗、线路阻抗和负载输入阻抗；根据所述输出电流信号、电源输出电容阻抗、线路阻抗和负载输入阻抗计算获取所述预设电流阈值。

在其中一个实施例中，所述预设电流阈值的计算式为

其中，I_rip-in为预设电流阈值，I_rip为输出电流信号，Z₁为电源输出电容阻抗，Z_line为线路阻抗，Z_load-in为负载输入阻抗。

在其中一个实施例中，所述电弧识别方法还包括通过数字处理器分析所述电流信号分量的幅频特性变化，并根据所述幅频特性变化判断是否出现电弧故障。