[发明专利]一种漏电和故障电弧检测方法及其装置

说明书

本发明涉及一种漏电和故障电弧检测方法及其装置。通过检测线路中的零序电流进行漏电保护以及检测电磁耦合信号并基于高阶累积量统计识别检测线路中的故障电弧并及时予以保护。与目前技术相比，本发明检测方法十分简单，用同一装置就能同时起到漏电和故障电弧保护，对硬件电路要求较低，有效的降低了装置制造成本。

技术领域

本发明涉及电路保护技术领域，特别涉及一种漏电和故障电弧检测方法及其装置。

背景技术

现有的漏电和故障电弧检测方法及其装置存在如下缺点及不足：

(1)、电路保护单一：当前智能化漏电保护器应用和发展很快，变得更加智能化、数字化。电弧故障保护器近些年对其展开了很多的研究，也取得了不错的研究成果，开发了一些电弧故障保护器。但是，同时能对漏电保护和故障电弧保护的产品市面上还很少，而漏电火灾和人身触电对人的生命财产威胁很大，故障电弧又极其容易引发火灾，同样对人有很大的潜在威胁。

(2)、只能进行漏电保护：申请号：201610854391.2公开了“一种智能漏电断路器的电路结构”专利，通过电流互感器实时检测线路中的剩余电流变化情况，漏电保护芯片对剩余电流进行判断，若达到或者超过漏电保护值输出脱扣指令，通过脱扣器使漏电断路器断开电路，同时将漏电信息上传给上位机，该方法只能对漏电进行保护，不能对电弧故障进行检测。

(3)、只能进行电弧故障检测：申请号：201480061982.3公开了“用于电弧故障检测的装置和方法”专利，通过靠近电力装置的布置一个或多个麦克风监测电力装置的声音数据，然后从声音数据提取特征向量，将提取的特征向量与实际的电弧故障声学信号进行比较。然后确定是否产生电弧故障报警信号。此装置只能对电弧故障进行检测，不能够对漏电进行检测保护。

(4)、误判断：当前研究故障电弧的主流方法为检测线路中的电流“零休现象”，当发生电弧故障时，电流波形发生畸变，电流有明显的“零休现象”，采用时域小波变换和FFT频谱分析可以提取故障信号，可以对电弧进行辨识，但存在非线性负载检测辨识能力不足问题，当非线性类型负载被施加正弦交流电压时,对于非线性负载正常工作也会出现类似的“零休现象”，以及感性负载启动瞬间引起的大脉冲，都会使检测装置造成一定的误判断。当磁路不平衡产生的假剩余电流的存在同样容易使得装置发生误判。

(5)检测方法复杂、对硬件电路要求较高：申请号：201310376133.4公开了“基于小波变换和时域混合特征的交流故障电弧检测方法”专利，通过对电流信号进行时域和小波变换特征值计算，将两者的特征值作为收敛的BP神经网络的输入，而其输出值作为故障电弧的判据。该方法适用范围广、控制精度高，但也较为复杂且对硬件电路要求较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种漏电和故障电弧检测方法及其装置，本发明检测方法十分简单，用同一装置就能同时起到漏电和故障电弧保护，对硬件电路要求较低，有效的降低了装置制造成本。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种漏电和故障电弧检测方法，通过将火线、零线一并穿进电流互感器采集电流信号，而后通过信号标准差对电流信号是正常信号、漏电信号或电弧故障信号进行初步判断；若是正常信号，则返回继续采集信号；若是漏电信号，则通过均方根法计算其真有效值与设定的阈值进行比较，对漏电进行识别判断；若是电弧故障信号，则通过四阶累积量计算得到的峭度值，以表征信号陡峭程度，实现对电弧故障信号的识别判断。

在本发明一实施例中，该方法具体实现如下，

S1、按预定采样频率通过电流互感器对线路中的电磁耦合信号实时采集，得到实时信号序列x(t)；

S2、设置每隔预定时间对x(t)进行标准差计算，计算公式如下：

式中，N为采样点数，μ为采集信号的算数平均值；