[发明专利]一种基于电压测量的故障电弧传感器及检测方法

权利要求书

1.一种基于电压测量的故障电弧传感器，其特征在于：包括电压检测单元(1)、模数转换单元及处理器单元(2)，所述电压检测单元(1)的输入端安装在检测线路上检测段与负载之间，所述模数转换单元的输入端与所述电压检测单元(1)的输出端电连接，且其输出端与所述处理器单元(2)的输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于电压测量的故障电弧传感器，其特征在于：所述电压检测单元(1)是电压传感器，所述电压传感器在柔性PCB板上制造而成，且其为环形结构，所述检测线路穿过所述电压传感器的中心，且所述电压传感器的上极板与所述检测线路的电压耦合，其下极板接地。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于电压测量的故障电弧传感器，其特征在于：所述模数转换单元包括调理电路(3)及数模转换器(4)，所述调理电路(3)的输入端与所述电压检测单元(1)的输出端电连接，所述数模转换器(4)的输入端与所述调理电路(3)的输出端电连接，且其输出端与所述处理器单元(2)的输入端电连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于电压测量的故障电弧传感器，其特征在于：还包括通信单元(5)，所述通信单元(5)的输入端与所述处理器单元(2)的输出端电连接，且其输出端与报警系统电连接。

5.一种基于电压测量的故障电弧检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

a、通过电压检测单元(1)从检测线路中得到电压信号；

b、通过模数转换单元将所述电压信号处理并转换为数字信号；

c、通过处理器单元(2)对所述数字信号进行连续采样，得到呈正弦分布的连续采样点；

d、通过所述处理器单元(2)判断所述采样点是否处于正弦的正半周期内，若所述采样点处于所述正弦的正半周期内，则执行步骤e至f；

e、通过所述处理器单元(2)确定所述正弦的正半周期内的真实拐点个数h；

f、通过所述处理器单元(2)比较所述h与阈值3，若所述h大于所述阈值3，则发出故障电弧信号。

6.根据权利要求5所述的一种基于电压测量的故障电弧检测方法，其特征在于：所述步骤c中，所述采样点的时间序列号为n，所述正弦中连续的采样点幅值为x(n)(n＝0,1,2...N-1)，对所述正弦中M范围内的采样点幅值进行均值滤波得到若干个均值y(n)，其中

7.根据权利要求6所述的一种基于电压测量的故障电弧检测方法，其特征在于：所述步骤d中，在所述处理器单元(2)中设定动态阈值a，通过所述处理器单元(2)比较所述均值y(n)与所述动态阈值a，若连续10次所述均值y(n)大于所述动态阈值a，则确定所述采样点处于所述正弦的正半周期内。

8.根据权利要求7所述的一种基于电压测量的故障电弧检测方法，其特征在于：所述步骤d中，在所述处理器单元(2)中设定阈值5，通过所述处理器单元(2)在连续的采样点中选取相邻拐点的时间序列号i、j，并根据公式c＝j-i计算得到相邻拐点的序号差值c，然后比较所述序号差值c与所述阈值5，若所述序号差值c大于或等于所述阈值5，则计入所述采样点j，由此得到初步拐点个数e。

9.根据权利要求8所述的一种基于电压测量的故障电弧检测方法，其特征在于：所述步骤d中，在所述处理器单元(2)中设定阈值3，通过所述处理器单元(2)比较所述初步拐点个数e与所述阈值3，若所述初步拐点个数e大于所述阈值3，则增大所述阈值a，所述初步拐点个数e小于所述阈值3，则减小所述阈值a，所述初步拐点个数e等于所述阈值3，则保持所述阈值a不变。

10.根据权利要求5或9所述的一种基于电压测量的故障电弧检测方法，其特征在于：所述步骤e中，在所述处理器单元(2)中设定阈值3.7％，通过所述处理器单元(2)在所述正弦的正半周期内选取连续采样点中的最大幅值MAX以及相邻拐点的幅值g(n)、g(n-1)，并根据公式计算得到比值f，然后比较所述比值f与所述阈值3.7％，若所述比值f大于或等于所述阈值3.7％，则计入所述采样点n，由此得到真实拐点个数h。