[发明专利]故障电弧检测方法及保护装置

权利要求书

1.故障电弧检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(一)采集交流电同一周期内相同时间间隔的若干个相位上的电流信号值组成该周期的电流波形数据集合；

(二)间隔若干个周期或者间隔固定时间，选取一个周期的电流波形数据集合作为正常时刻的参考数据集合，更新参考参数：计算出正常时刻电流的峰值I_maxref和I_minref，电流中值I_midref以及该集合中相邻数据差的最大值ΔI_maxref；

(三)采集当前周期的电流波形数据：计算出集合中电流的峰值I_max和I_min；计算出集合中相邻数据差的最大值ΔI_max；计算出集合中满足|I-I_midref|＜η₁的数据的个数N，其中，η₁为给定阀值；

(四)若当前周期满足以下条件之一则指示为故障电弧周期：

I、I_maxref-I_max＞η₂或者I_min-I_minref＞η₂，并且N＞η₃；

II、I_maxref-I_max＞η₂或者I_min-I_minref＞η₂，并且ΔI_max-ΔI_maxref＞η₄；

III、|(I_max+I_min)-2I_midref|＞η₅，并且N＞η₃；

IV、|(I_max+I_min)-2I_midref|＞η₅，并且ΔI_max-ΔI_maxref＞η₄；

其中，η₂、η₃、η₄、η₅为给定阀值。

(五)若连续M个周期指示为故障电弧周期，并且M＞η₆，则指示为故障电弧，其中，η₆为给定阀值。

2.采用权利要求1所述的电弧检测方法对故障电弧进行检测的故障电弧保护装置，包括电源电路(7)，其特征在于，还包括电流互感器TR1，电流互感器TR1两端并联有信号负载电阻R11，电流互感器TR1一端依次连接有电压跟随电路(4)、信号调理放大电路(6)、A/D采样电路(5)、微处理器(2)和脱扣驱动电路(1)及其控制脱扣组件(3)，其中，电流互感器TR1产生的电压信号通过电压跟随电路(4)传递至调理放大电路(6)转换为适合于A/D采样的直流信号，A/D采样电路(5)对该直流信号进行采样，微处理器(2)对A/D采样的信号进行电弧特性判别并产生脱扣信号给脱扣驱动电路(1)及其控制脱扣组件(3)。

3.根据权利要求2所述的故障电弧保护装置，其特征在于，所述电压跟随电路(4)由电阻R2、电阻R3和运放U5A组成，运放U5A的同相输入端接电阻R2，电阻R2接信号负载电阻R11，运放U5A的反向输入端和输出端之间接电阻R3。

4.根据权利要求3所述的故障电弧保护装置，其特征在于，所述信号调理放大电路(6)由变阻器VR2、电阻R12和运放U5B组成，运放U5B的同相输入端接电压跟随电路(4)的输出端，运放U5B的反向相输入端接电阻R12，运放U5B的反向输入端和输出端之间接变阻器VR2，运放U5B输出端连接由电阻R4和电阻R10组成的上拉电路，上拉电路的接出端连接A/D采样电路(5)。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的故障电弧保护装置，其特征在于，所述微处理器(2)为自带A/D采样电路的微处理器。

6.根据权利要求5所述的故障电弧保护装置，其特征在于，所述脱扣驱动电路(1)由相串联的电阻R1和光耦01组成。

7.根据权利要求6所述的故障电弧保护装置，其特征在于，所述脱扣组件(3)为连接光耦01的脱扣器K1。