[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

说明书

本发明公开了一种基于电压测量的故障电弧传感器及检测方法，其特征在于：故障电弧传感器包括电压检测单元、模数转换单元、处理器单元及通信单元，电压检测单元的输入端安装在检测线路上检测段与负载之间，模数转换单元的输入端与电压检测单元的输出端电连接，且其输出端与处理器单元的输入端电连接。本发明与现有技术相比的优点在于：电压检测单元采集检测线路上的电压信号并通过模数转换单元转换为数字信号，处理器单元接收数字信号后分析并比较采样点的正弦正半周期内的真实拐点个数，从而判断出检测线路上是否存在故障电弧，测量准确且快速，具有故障电弧识别率高、误报率低的特点。

技术领域

本发明涉及电弧检测技术领域，具体是指一种基于电压测量的故障电弧传感器及检测方法。

背景技术

在日常生活中，由于配电系统中的电气线路和设备长时间处于过负荷运行状态、电气连接不良等情况，致使电缆的绝缘层出现老化问题，大大降低了电缆的绝缘效果，并且随着碳化路径的形成，极易引发故障电弧，这种故障电弧一旦引起燃烧就不易熄灭，最终造成严重的火灾，危及人们的生命财产安全。因此，在电弧发生时，及时将其检测出来变得尤为重要。

发明内容

本发明提供一种基于电压测量的故障电弧传感器及检测方法，其解决的技术问题是：能够及时检测出线路中的电弧。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于电压测量的故障电弧传感器，包括电压检测单元、模数转换单元、处理器单元及通信单元，所述电压检测单元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的输出端电连接，且其输出端与所述处理器单元的输入端电连接。

所述电压检测单元是电压传感器，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，通过电压检测单元实现对检测线路上的电压检测。

所述模数转换单元包括调理电路及数模转换器，所述调理电路的输入端与所述电压检测单元的输出端电连接，所述数模转换器的输入端与所述调理电路的输出端电连接，且其输出端与所述处理器单元的输入端电连接，通过调理电路与数模转换器的配合，将电压信号转换为处理器单元能够处理的数字信号。

所述通信单元的输入端与所述处理器单元的输出端电连接，且其输出端与报警系统电连接，通信单元将处理器单元发出的故障电弧信号发送到报警系统中，以发出报警信息。

一种基于电压测量的故障电弧检测方法，包括如下步骤：

a、通过电压检测单元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，采样点处于正弦的正半周期内时，其幅值较大，更易于判断处理；

e、通过所述处理器单元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。

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)，其中从而减少干扰值，使采样点是否处于正弦的正半周期内的判断更为准确。