个数G、脉冲宽度和H以及最大脉冲宽度M ;统计在每个工频周期内电流半波的波动系数S、零休变化率L以及Vmax，其中，V = di/dt，任一工频周期内的零休变化率为与其相邻的工频周期的零休变化值与该工频周期的零休变化值之差再除以该工频周期的零休变化值；选定一个米样时间窗，一个米样时间窗包含若干个工频周期；逐个对所述米样时间窗内的各工频周期进行判断，当G.30+H.20+M.50 > 50000，则判定在一个工频周期产生了一个疑似故障信号；继续统计在所述采样时间窗内的疑似故障信号的个数N，当N多9，则判定发生疑似电弧故障；再逐个对产生了疑似故障信号的工频周期进行判断，当L.40+S.30+V.30 >50000，则判定发生电弧故障。
[0038]在预定时间周期(即一个工频周期)捕获高频脉冲信号，实时更新高频脉冲信号的脉冲个数G、脉冲宽度和H和最大脉冲宽度M,最终获得高频脉冲信号在每个工频周期的脉冲个数G、脉冲宽度和H和最大脉冲宽度M。通过定时A/D转换获取每个工频周期的电流半波的零休变化值、周期电流积分值和最大V值(即Vmax)，V = di/dt,计算零休变化率L和周期电流的波动系数S，其中，该工频周期的零休变化率为与其相邻的工频周期的零休变化值与该工频周期的零休变化值之差再除以该工频周期的零休变化值。优选地，相邻的工频周期选择当前工频周期的后一个工频周期。另外，半波周期等于工频周期。
[0039]在一个工频周期内采集到多个高频脉冲，如果脉冲个数，脉冲宽度和、最大脉冲宽度比例和超过阈值则该记为一个疑似故障信号，具体的公式为:G.30+H.20+M.50 >50000ο当疑似故障信号在采样时间窗内h内累计个数N超过八个，即判定发生疑似电弧故障。此时，对于产生了疑似故障信号的工频周期，如果零休变化率L、周期电流的波动系数S和最大di/dt值V的比例和超过设定阈值时，则判定发生电弧故障，具体的公式为:L.40+S.30+V.30 > 50000ο也就是说，只要有一个工频周期被判定是发生电弧故障，就证明整个被保护电路确实发生了电弧故障。
[0040]当微处理器判定发生电弧故障时，微处理器触发脱扣电路，使机电接口脱扣，以及时断开电路。
[0041]本发明中，统计采样时间窗内的疑似故障信号个数N的算法为:定义一个变量Temp用于存储当前信号的判定结果，当前信号判定为非故障信号时，Temp = 0，当前信号判定为疑似故障信号时，Temp = I。定义一个长度为100的整型数组D[100]用于存储100个半波周期的判定结果，每个半波周期经过判定后，将数组中第0-99个元素每位向高位移动一位，将当前Temp值存入数组的最低位D [O]中。对数组D[100]求和，即可得出100个半波周期内累计监测到的疑似电弧故障信号个数N。
[0042]同样地，可以采用类似的算法统计采样时间窗内电弧故障的算法。其过程为:定义一个变量True用于存储当前信号的判定结果，当前信号判定为非故障信号时，True = 0，当前信号判定为故障信号(即判定发生了电弧故障)时，True = I ;定义一个长度为100的整型数组R[100]用于存储100个半波周期的判定结果，每个半波周期进行判定后，将数组中第0-99个元素每位向高位移动一位，将当前Temp值存入数组的最低位R[0]中。对数组R[100]求和，即可得出100个半波周期内累计监测到的电弧故障信号个数N。由于在判定出一个故障信号后，下游的电路就已经被断开了，因此实际监测到的电弧故障信号是一个。
[0043]具体地，在微处理器上运行上述对统计疑似电弧故障信号和电弧故障信号的算法，以实现电弧故障判定。数组D[100]和数组R[100]中同时被存入数据，同一工频周期的数据在两个数组中的位置相同。当数组D[100]中的疑似电弧故障信号的个数达到阈值，如果数组D[100]中的Temp数值为I的元素在数组R[100]的相同位置上的元素的Temp数值也为1，则判定发生了电弧故障。
[0044]其中，“当前信号”的含义是在一个工频周期内的一段电流半波信号，则相对应地，“非故障信号”和“疑似故障信号”都是针对一个工频周期内的一段电流半波信号而言的。
[0045]在“对被保护电路的火线和零线之间的电压进行采样并处理得到高频脉冲信号，对被保护电路的电流进行采样并处理得到电流半波信号”中的“高频脉冲信号”和“电流半波信号”则是相对于整个监测过程来说的，它们在每个工频周期内具有相应的信号段。
[0046]本发明对高频脉冲信号进行分析，再结合单位时间内对电流特征的变化分析，综合多特征来进行电弧故障实时监测，可有效区分是发生电弧故障还是负载正常启动、功率调节等引起的干扰，能以更高的可靠性来监测故障电弧，由此减少装置的误脱动作。
[0047]在一个实施例中，所述的低压电弧故障检测方法中，当G.30+H.20+M.50
<50000，则判定在一个工频周期未产生故障信号；当L.40+S.30+V.30 < 50000，则判定在一个工频周期未产生故障信号。
[0048]在一个实施例中，所述的低压电弧故障检测方法中，一个采样时间窗包含100个工频周期。为了提高判断的准确度和可靠性，使一个采样时间窗包含100个工频周期。
[0049]在一个实施例中，所述的低压电弧故障检测方法中，所述采样时间窗采用连续更新的滑动时间窗口。当采用连续更新的滑动时间窗口时，数据是随时更新的，当采样时间窗内当前的一组工频周期(比如100个工频周期)的数据没有判定出电弧故障，则时间排序最靠前的一组工频周期的数据向前移动一位，最新产生的一个工频周期的数据进入到采样时间窗内，位于最后一位，再对当前的这一组工频周期的数据进行判断，以判定是否发生电弧故障。
[0050]在一个实施例中，所述的低压电弧故障检测方法中，对被保护电路的火线和零线之间的电压进行采样并处理得到高频脉冲信号，具体通过以下过程实现:通过高频耦合电路对被保护电路的火线和零线之间的电压进行采样，获得高频电流信号；再通过连接于高频耦合电路二次侧的第一 Ι/v变换电路将高频电流信号转变为高频电压信号；第一 I/V变换电路输出的高频电压信号通过带通滤波器输入到对数检波电路进行检波获得高频脉冲信号。对被保护电路的电流进行采样并处理得到电流半波信号，具体是通过以下过程实现:通过电流互感器对被保护线路的电流进行采样，获得AC电流波形信号；再通过连接于电流互感器二次侧的第二 I/V变换电路将该AC电流波形信号转变为AC电压波形信号；第二 I/V变换电路输出的AC电压波形信号通过信号调理后获得适合AD采样的电流半波信号。
[0051]请参阅图1，本发明还提供了一种低压电弧故障检测装置，包括:高频脉冲信号生成电路，其用于对被保护电路的火线和零线之间的电压进行采样并处理得到高频脉冲信号；电流半波信号生成电路，其用于对被保护电路的电流进行采样并处理得到电流半波信号；处理模块，其用于统计高频脉冲信号在每个工频周期内的脉冲个数G、脉冲宽度和H以及最大脉冲宽度M，以及用于统计在每个工频周期内电流半波的波动系数S、零休变化率L以及Vmax，其中，V = di/dt，任一工频周期内的零休变化率为与其相邻的工频周期的零休变化值与该工频周期的零休变化值之差再除以该工频周期的零休变化值；所述处理模块用于在其上选定一个采样时间窗，一个采样时间窗包含若干个工频周期；所述处理模块用于逐个对所述采样时间窗内的各工频周期进行判断，当G.30+H.20+M.50 > 50000，则判定在一个工频周期产生了一个疑似故障信号，继续统计在所述采样时间窗内的疑似故障信号的个数N，当N多8，则判定发生疑似电弧故障，再逐个对产生了疑似故障信号的工频周期进行判断，当L.40+S.30+V.30 > 50000，则判定发生电弧故障。
[0052]处理模块可以选择微处理器，也选择任何可以运算判断过程的模块、装置等。
[0053]在一个实施例中，所述的低压电弧故障检测装置中，当G.30+H.20+M.50
<50000，则判定在一个工频周期未产生故障信号；当L.40+S.30+V.30 < 50000，则判