[发明专利]一种交流故障电弧的检测方法

说明书

本发明公开了一种交流故障电弧检测方法。该方法对交流电流进行带通滤波后采样一段时间的信号，根据采样点分布情况分辨并提取出信号的峰值突出区域。若已知检测通道负载为线性，则根据峰值突出点的分布计数电弧事件发生的次数以判断是否发生了电弧故障；否则先根据峰值突出区域的近似周期性分辨是电弧峰值还是非线性负载造成的峰值，若为电弧峰值再计数电弧事件判断是否发生电弧故障。本发明采用的这种电弧故障检测方法能够应用于多种参数及电流等级下的电弧故障的在线检测，并可排除对无电弧的非线性负载的误判，提高了负载适应性和检测精度。

技术领域

本发明属于电气系统安全技术领域，涉及一种交流故障电弧的检测方法。

背景技术

航空电缆相当于飞机的动脉和神经网络，航空电缆的可靠性对于飞机来说至关重要。而航空电缆上产生的故障电弧是影响其可靠性的重要因素，线路的损坏或连接故障都有可能引起电弧故障。电弧的温度很高，电弧放电时会产生大量的热，因此较小电流等级下产生的电弧就足以引发火灾。传统的固态功率控制器的过流和短路保护的功能并不能保护电弧事件，因此将电弧检测的功能集成到SSPC中具有极大的意义。

对电弧电流进行带通滤波，可以保留电弧特征信息，滤掉与电弧无关的基波分量等信息，滤波后的波形通常在电弧发生处表现出突出的、参差的峰值。许多文献以此方法为检测基础，对带通滤波后的信号进一步处理，后续采用的方法多为直接设置阈值后比较检测，如文献“航空电弧断路器的研究及应用金勇”、“航空交流电弧特性及检测算法研究王禹”。带通滤波参数一旦固定，对于特定的线性负载，在特定环境下可以将带通滤波后的信号与某一阈值进行比较检测出具有电弧特征的突变峰值信号；但如果负载参数改变可能会造成电弧特征的突变峰值改变，如果环境因素不同可能会使滤波后信号值大小改变，这些情况下都需要对所设阈值进行重新调整，极不利于在线检测的实现；而如果负载为非线性，则在滤波后在无电弧情况下也会有突变峰值的现象，直接使用阈值比较的方法就无法检测出电弧。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种适用范围广、检测精确的交流故障电弧检测方法。

本发明的技术方案：其特征在于所述的方法包括如下步骤：

步骤一，按10K-100KHz的通频带对交流电流进行带通滤波，并对滤波后的交流电流进行连续采样N个点，采样的时间长度大于两个电源周期长度；

步骤二，记录采样点值和该采样点所对应的采样序号，按从小到大的顺序对采样点值进行排序，并提取前5％-30％的最大点值组成数组R1，按采样点值从小到大的顺序依次计算相邻两点之差，若当前采样点与前一采样点差值大于设定的阈值1则认为当前采样点为峰值突出区域的边界点，将数组R1中的大于边界点值的采样点作为初选的峰值突出点，包括初选峰值突出点的数组为R2；

所述的阈值1为(当前采样点值-R1中的最小采样点值)/当前采样点序号 *7；

步骤三，将R2中值大于阈值2的采样点列入数组Y中，作为由电弧造成的峰值突出点；

所述的阈值2为：R2中最小采样值*2；

步骤四，若已知检测通道负载为线性，则步骤三中得出的峰值突出点即为电弧造成的峰值突出点，电弧造成的峰值突出点记为数组X；

步骤五，将数组X中序号相连的数据记为一段，相邻两段数据的序号距离为a_i+1与b_i之差，相邻两段数据的序号距离小于电源半周期时间长度*(1+允许误差)且大于电源半周期时间长度*最小电弧长度比时，或电源半周期时间长度内有3段以上数据段，则认为发生了电弧事件；

在规定的连续时间内若电弧事件发生次数大于所规定次数则认为发生了电弧故障。