[实用新型]一种电弧故障检测系统

说明书

本实用新型公开一种电弧故障检测系统，电弧电压信号采集电路包含有滤波电路、放大电路、对数运算电路，滤波电路连接交流输入电源的火线或者零线中的电压波形，滤波器首先提取所需特征频段的电压信号，同时去除不相关以及干扰信号频段的信号，放大电路对提取频段的电压信号进行放大，通过对数运算电路将整个有效宽频段有用的频普信号全面收集，收集的有用信号集中通过对数运算电路的压缩效应转换为全副段的电压模拟信号，将转换的电压幅值模拟信号输送至信号处理及控制电路，能够精准、灵敏的实现电弧检测，以达到保护电气线路安全的目的。

技术领域

本实用新型涉及电气领域，具体涉及一种电弧故障检测系统。

背景技术

目前，在国内的中低压电气领域，随着用电设备种类的增多和用电规模的增大，电气火灾发生频率越来越高，在全国占火灾总比30％以上。这些电气火灾中，故障电弧是引起电气火灾的主要原因，而普通常规的电气保护开关及断路器，仅对过载、短路、漏电、过压进行保护，对故障电弧无任何响应，不能够降低电气火灾的发生，电弧是广泛存在于电力设备中，小到日常用电器的插头插拔，大到高压输电线路的投切，根据电弧给系统和设备带来的影响程度，能够分为好弧和坏弧，日常生活中用电器插头插拔时产生的电弧，俗称电火花，伴有轻微的放电声音，就是好弧的一种，不会影响用电器的正常工作，也不会带来安全隐患，而当电缆、电线的绝缘皮破损或电缆断裂时，产生的电弧则是坏弧的一种，电弧会持续燃烧，释放热能，若不能及时发现并熄灭电弧，很可能引发火灾等造成人员伤亡和财产损失的事故。

针对电弧可能带来的危险，需要配备故障电弧检测及保护装置，目前大多数故障电弧的检测方法包括：时域特征法、小波变换法、FFT+神经网络法、谐波含量法等等，以上检测方法均属于纯软件算法，需高速采样率。在电路中发生故障电弧时，其电流高频带通状特征分量明显增加，且主要分布在10kHz～200kHz频段内，这使得纯软件方法存在以下局限：

1.需要2倍带宽以上的采样率，才能保证波形不失真，并在后续处理中完整提取故障电弧的特征，使得ADC与CPU运算量太高，开销大，总成本高。

2.电流的动态范围超过60dB，需要对前级进行AGC动态控制增益，才能保证幅度上低失真的转换为数字信号，这对电路的前级放大以和AGC控制提出了较高的要求。

3.在高速ADC采样之前，还需要设计比较陡峭的抗混叠滤波器，增加了一定的电路复杂度。

由于电弧信号横跨从几千赫兹到几百兆赫兹甚至上亿赫兹的宽频谱特性决定了通过以上方法采集数据的局限性，数据信息虽然庞大却不完整，采样范围过宽，导致采样精度下降，或者通过多增益回路的方式，既增加了电路的复杂性和高成本，也导致因电路过于复杂庞大而导致的高失效率、低可靠性。

所以会造成电弧拒动和误动情况，在出现某些故障电弧时，本应准确检出并及时动作，却经常出现拒动的问题，导致无法有效对故障电弧进行断电保护，引发火灾等电气事故，本应正常的电弧出现时不应保护动作的，却因为误检而出现误动断电，导致客户使用体验极差，成为当今电弧检测领域的一大痛点。

针对现有技术存在的问题，特别需要一种电弧故障检测系统及保护技术，以解决现有技术的不足。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，影响用电设备的安全，本实用新型提出一种电弧故障检测系统，设计新颖，能够精准、灵敏的实现电弧检测，以达到保护电气线路安全的目的，已解决现有技术的缺陷。

本实用新型的技术方案具体如下：

一种电弧故障检测系统，

包括电流检测互感器、电源电路、电弧电压信号采集电路、电弧电流信号采集电路、信号处理及控制电路、驱动电路；

电流检测互感器穿设于火线或零线，用于在采集电流信号的同时获取感应电流；