电弧故障保护装置及其控制方法_2

文档序号:8263642阅读:来源:国知局
[0040]所述处理器比较所述电压均值和漏电设定值,当所述电压均值大于所述漏电设定值时,确定所述被保护电路发生漏电,输出断路控制信号至所述保护电路。
[0041]由此可见,本发明的有益效果为:本发明公开的电弧故障保护装置及其控制方法,同时检测被保护电路中的电流信号和该电流信号中的高频谐波分量,在第一预设时间内,当电流信号中出现至少N次高频谐波分量,并且电流信号出现至少T次故障脉冲波形时,确定被保护电路出现电弧故障,从而控制保护电路断开被保护电路,而不仅仅依据电流信号的波形进行电弧故障判断,提高了电弧故障检测的准确性,从而为被保护电路提供更加准确的安全保护。
【附图说明】
[0042]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0043]图1为本发明公开的一种电弧故障保护装置的结构示意图;
[0044]图2为本发明公开的另一种电弧故障保护装置的结构示意图;
[0045]图3为本发明公开的另一种电弧故障保护装置的结构示意图;
[0046]图4为为本发明公开的另一种电弧故障保护装置的结构示意图;
[0047]图5为本发明公开的电弧故障保护装置中的电源电路的结构示意图;
[0048]图6为本发明公开的一种电弧故障保护装置的控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0049]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0050]本发明公开一种电弧故障保护装置,检测电弧故障的准确度更高,可以为被保护电路提供更准确的安全保护。需要说明是,本发明公开的电弧故障保护装置可以连接至各种电器设备的供电线上,为该电器设备提供安全保护,也可以连接在建筑物的总的供电线路上,为整个建筑提供安全保护。
[0051]参见图1,图1为本发明公开的一种电弧故障保护装置的结构示意图。该电弧故障保护装置包括脉冲波形检测电路100、高频谐波分量检测电路200、处理器300、保护电路400和电源电路500。
[0052]其中:
[0053]脉冲波形检测电路100的输出端与处理器300的第一输入端连接,用于采样流经被保护电路的电流信号,并将采样到的电流信号传输至处理器300。
[0054]高频谐波分量检测电路200的输出端与处理器300的第二输入端连接,用于采样该被保护电路的电流信号中的高频谐波分量,并将采样到的高频谐波分量传输至处理器300。
[0055]电源电路500与处理器300连接,为处理器300供电。
[0056]处理器300的输出端与保护电路400的控制端连接。处理器300获取由脉冲波形检测电路100采样到的电流信号,以及由高频谐波分量检测电路200采样到的高频谐波分量,据此判断被保护电路是否发生电弧故障,当确定被保护电路发生电弧故障时,向保护电路400输出断路控制信号。保护电路400在接收到处理器300输出的断路控制信号后,断开被保护电路,从而避免发生安全隐患。
[0057]其中,处理器300判断被保护电路是否发生电弧故障的过程包括:在第一预设时间内,从高频谐波分量检测电路200获取到至少N次高频谐波分量,并且确定脉冲波形检测电路100输出的电流信号至少出现T次故障脉冲波形。故障脉冲波形是指,在一个周期内出现两个幅值超过幅度阈值的直流脉冲信号。当被保护电路未出现电弧故障时,在一个周期内仅出现一个幅值超过幅度阈值的直流脉冲信号。
[0058]其中,第一预设时间可以为8个半周期或者7个周期,I个周期为1/50秒,当脉冲波形检测电路100内部采用半波整流时,T可设置为3,N可设置为9,当脉冲波形检测电路100内部采用全波整流时,T可设置为7,N可设置为16。
[0059]这里需要说明的是,被保护电路中出现的高频谐波分量不一定是由故障电弧引起的,也可能是好的电弧或其他谐波源引起的,只有当同时检测到高频谐波分量和故障脉冲波形时,才确定出现电弧故障。
[0060]本发明公开的电弧故障保护装置,同时检测被保护电路中的电流信号和该电流信号中的高频谐波分量,在第一预设时间内,当电流信号中出现至少N次高频谐波分量,并且电流信号出现至少T次故障脉冲波形时,确定被保护电路出现电弧故障,从而控制保护电路断开被保护电路,而不仅仅依据电流信号的波形进行电弧故障判断,提高了电弧故障检测的准确性,从而为被保护电路提供更加准确的安全保护。
[0061 ] 实施中,脉冲波形检测电路100、高频谐波分量检测电路200和保护电路400可以采用多种结构实现,本发明对其中一种进行详细说明。
[0062]参见图2,图2为本发明公开的另一种电弧故障保护装置的结构示意图。该电弧故障保护装置包括脉冲波形检测电路100、高频谐波分量检测电路200、处理器300、保护电路400和电源电路500。
[0063]其中:
[0064]脉冲波形检测电路100包括第一电流互感器101、第一电阻R1、第二电阻R2、第一整流电路和第一电容Cl。
[0065]被保护电路中的火线L穿过第一电流互感器101的中心孔,第一电流互感器的二次线圈的第一输出引脚接地,第一电流互感器101的二次线圈的第二输出引脚连接至第一电阻Rl的第一端,第一电阻Rl的第二端连接至第一整流电路的输入端,第一整流电路的输出端连接至第二电阻R2的第一端,第二电阻R2的第二端接地,同时第二电阻R2的第一端连接至处理器300的第一输入端。第一电容Cl的一端连接至第二电阻R2的第一端,另一端接地。
[0066]在本方案中,第一整流电路采用第一二极管D1,也就是第一电阻Rl的第二端连接至第一二极管Dl的阳极,第一二极管Dl的阴极连接至第二电阻R2的第一端。当然,第一整流电路还可以采用其他现有的整流电路,这里不再一一进行说明。
[0067]其中,第一电阻Rl和第二电阻R2构成第一电流互感器101的输出信号源的工作负载,可以避免处理器300不采集信号时,该电路处于悬空状态,从而避免在处理器300的第一输入端产生高电压。第一整流电路(这里具体为第一二极管Dl)用于将交流信号整形为直流信号。第一电容Cl的作用是滤除直流信号中包含的高频信号。
[0068]作为优选方案,脉冲波形检测电路100还可以包括第三电阻R3和第四电阻R4。具体的:第二电阻R2的第一端连接至第三电阻R3的第一端,第三电阻R3的第二端连接至处理器300的第一输入端,也就是第二电阻R2通过第三电阻R3连接至处理器300的第一输入端,同时,第三电阻R3的第二端通过第四电阻R4接地。
[0069]第三电阻R3和第四电阻R4构成脉冲波形检测电路100的匹配电阻,第三电阻起到限流和分压的作用,第四电阻R4起到分压和下拉的作用。
[0070]另外,还可以在脉冲波形检测电路100中设置第一稳压管DB1,第一稳压管DBl的阴极连接至第三电阻R3和第四电阻R4的公共端、阳极接地。通过设置第一稳压管DBl,可以避免采样电压超出处理器300的承受范围而造成处理器300的损坏。
[0071]需要说明的是,第一电流互感器101的二次线圈输出的是与流经被保护电路的火线L的电流成预设比例的电流信号,而传输至处理器300的第一输入端的信号是与该电流信号成线性关系的电压信号。也就是说,流经被保护电路的火线L的电流的波形是以电压值来描述的。
[0072]高频谐波分量检测电路200包括第二电容C2、第三电容C3、第二整流电路和第五电阻R5。
[0073]第二电容C2的一端连接至
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