[发明专利]一种适于交直流漏电检测的复杂波形信号处理方法有效

专利信息
申请号: 201910954739.9 申请日: 2019-10-09
公开(公告)号: CN110672913B 公开(公告)日: 2022-06-21
发明(设计)人: 刘振;王建华 申请(专利权)人: 青岛鼎信通讯股份有限公司
主分类号: G01R19/25 分类号: G01R19/25
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 266000 山东省青*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 适于 直流 漏电 检测 复杂 波形 信号 处理 方法
【说明书】:

发明公开了一种适于交直流漏电检测的复杂波形信号处理方法,支持直流漏电和交流漏电的检测。通过磁调制的技术测量直流漏电和低频漏电电流,通过纯感应的形式测量交流信号,两种检测模式分时进行。通过AD转换器将采集的漏电信号转换为数字信号,本发明中的方法将漏电信号的处理分成三个通道,分别处理直流漏电、低频交流漏电以及高频交流漏电。综合直流检测以及交流检测的结果,计算整体的剩余电流有效值。本发明中的方法支持突加大电流的检测,当出现突加大电流时,通过检测当前电流的突变进行检测模式的切换。

技术领域

本发明属于交直流漏电检测领域,主要涉及一种直流漏电和交流漏电的复合检测装置和信号处理方法。

背景技术

随着经济发展,电力行业发展迅速,各类家用电器的规模也日渐丰富,保证住户的用电安全变的尤为重要。在目前的用电环境中,剩余电流包括低频交流、高频交流、直流信号等,其中交流剩余电流对人身危害极大,50mA/s即产生心室颤抖。随着用电类型的增多,目前的直流电应用广泛,包括直流充电桩、变频电机等,家用的如某些类型的笔记本、微波炉、洗衣机等,直流剩余电流检测的问题同样变的重要。造成直流漏电的原因有很多,比如二次回路绝缘材料不合格,或年久失修、严重老化,设备损伤缺陷,二次回路及设备受潮、进水等原因。目前国内的漏电保护器主要为AC型,AC型漏电只能检测交流漏电,不能检测出直流漏电电流,同时AC型漏电保护器并未覆盖高频漏电电流的检测,因此现有的漏电保护器存在着安全保护上的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于交直流漏电检测的信号处理算法,能够有效检测交直流漏电电流,并且适用于任何材质的磁芯。为达到上述目的,在本发明中采用H桥驱动模块对磁芯进行激励,当H桥输出正负电平时为磁芯施加双向的方波激励,使得磁芯进入饱和区,检测直流和低频交流;当输出低电平时,采用纯感应的方式检测交流。对采样信号进行放大,通过AD转换为数字信号。在信号处理上,将所述采样信号的处理分为直流检测通道、低频电流检测通道以及高频电流检测通道。

(一)当处于直流检测模式时:

步骤1:采用方波进行同步,用于区分磁芯正向激励时的响应信号和负向激励时的响应信号;

步骤2:分别提取方波上升沿和下降沿对应的检测信号中的有效数据;

步骤3:求上升沿和下降沿有效数据的均值;

步骤4:解调,将上升沿与下降沿有效数据均值做差;

步骤5:将解调值yi与阈值进行比较对比较结果计数;

步骤6:加窗,对窗口内解调序列进行处理;

步骤7:计算窗口内解调序列对应的直流值;

步骤8:计算窗口内解调序列对应的50HZ的交流值;

步骤9:对估计的50HZ交流电流和直流电流值进行校正。

(二)处于低频交流检测模式时:

步骤1:AD采样信号通过低通滤波器进行滤波;

步骤2:对AD采样信号进行下采样;

步骤3:将采样的信号电压与软件设定的阈值Thr1进行比较并计数,当连续一段时间内的计数超过一定值后,由硬件产生中断信号给CPU。

步骤4:对下采样后的数据进行加窗,分析窗口内的数据序列;

步骤5:对窗口内的数据序列做FFT;

步骤6:对FFT后获得的各个频点的幅值进行校正,获得真实的各个频点的漏电电流。

(三)处于高频检测通道时:

步骤1:将AD采样信号通过带通滤波器;

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