[实用新型]平肩脉冲信号提取电路及采用其的单相故障电弧探测器有效
申请号: | 202122445399.2 | 申请日: | 2021-10-11 |
公开(公告)号: | CN216209773U | 公开(公告)日: | 2022-04-05 |
发明(设计)人: | 江世军;杜鑫涛 | 申请(专利权)人: | 湖南小快智造电子科技有限公司 |
主分类号: | G01R31/52 | 分类号: | G01R31/52 |
代理公司: | 长沙智嵘专利代理事务所(普通合伙) 43211 | 代理人: | 颜汉华 |
地址: | 422000 湖南省邵阳*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 脉冲 信号 提取 电路 采用 单相 故障 电弧 探测器 | ||
本实用新型公开了一种平肩脉冲信号提取电路及采用其的单相故障电弧探测器,所述平肩脉冲信号提取电路通过电流正向方波发生电路将电流采样的正弦波信号转换为电流正向方波信号,通过电流负向方波发生电路将电流采样的正弦波信号转换为电流负向方波信号,然后利用平肩脉冲发生电路将电流正向方波信号和电流负向方波信号进行叠加并提取出电流平肩脉冲信号后输出至处理器,处理器可以准确地识别出故障电弧的电流特性,尤其是故障电弧电流的平肩部的相关特性,有利于准确地检测出单相故障电弧。
技术领域
本实用新型涉及故障电弧检测技术领域,特别地,涉及一种平肩脉冲信号提取电路,另外,还特别涉及一种采用上述平肩脉冲信号提取电路的单相故障电弧探测器。
背景技术
故障电弧是电器线路中常见的安全隐患,它一般发生在线路绝缘不良或接触不良处,也可能发生在松动的电线连接处及老化或破损的线路中,因此,准确地检测出用电线路中存在的故障电弧对于用电安全来说至关重要。
如图1和图2所示,图1为正常电流波形,图2为故障电弧电流波形,从图1和图2的电流波形对比可以看出,故障电弧电流一般具有以下特性:1、故障电弧电流每半个周期都存在“零休”现象,即故障电弧电流波形存在平肩部;2、故障电弧电流的上升速率一般比正常电流高,且电流每半个周期都有突变,突变是随机的等等。国标“GB14287.4-2014”中明确记载了故障电弧检测的标准,检测过程中产生每秒最多9个及以下半周期的故障电弧或者14个及以上半周期的故障电弧,才能成为有效检测,而且,电弧持续时间不超过0.42ms或者电流值不超过额定电流值5%的微小电弧不作为电弧统计。因此,基于故障电弧的电流特性,如何准确地识别出故障电弧电流信号中的平肩部对于故障电弧检测而言至关重要。
实用新型内容
本实用新型提供了一种平肩脉冲信号提取电路及采用其的单相故障电弧探测器,可以准确地提取出故障电弧电流信号的平肩部,保证了故障电弧检测的准确性。
根据本实用新型的一个方面,提供一种平肩脉冲信号提取电路,包括电流正向方波发生电路、电流负向方波发生电路和平肩脉冲发生电路,所述电流正向方波发生电路、电流负向方波发生电路均与所述平肩脉冲发生电路连接,所述平肩脉冲发生电路还与处理器连接,所述电流正向方波发生电路用于将电流正弦波信号转换为5.5V的电流正向方波信号,所述电流负向方波发生电路用于将电流正弦波信号转换为5.5V的电流负向方波信号,所述平肩脉冲发生电路用于将所述电流正向方波信号和电流负向方波信号进行叠加并提取出电流平肩脉冲信号后输出至处理器。
进一步地,还包括电流差分放大电路和自动增益放大电路,所述自动增益放大电路分别与电流差分放大电路、电流正向方波发生电路、电流负向方波发生电路、处理器连接,所述电流差分放大电路还与处理器连接,所述电流差分放大电路用于输入电流采样信号并对电流采样信号进行一次放大处理,将放大处理后的电流正弦波信号分别输出至处理器和自动增益放大电路,所述自动增益放大电路用于在处理器的控制下对经过一次放大处理后的电流正弦波信号进行二次放大处理后分别输出至电流正向方波发生电路和电流负向方波发生电路。
进一步地,还包括第一电流整形电路,所述第一电流整形电路分别与电流正向方波发生电路、处理器连接,所述第一电流整形电路用于将所述电流正向方波发生电路输出的5.5V电流正向方波信号转换为3.3V电流正向方波信号后输出至处理器。
进一步地,所述电流正向方波发生电路包括电容C25、电阻R48、电阻R59、正向方波发生器U2B、电阻R55、电阻R56,所述电容C25的第一端、正向方波发生器U2B的正相输入端均与所述自动增益放大电路连接,电阻R48的第二端用于接入5.5V电源电压,电阻R48的第一端分别与电阻R59的第一端、正向方波发生器U2B的反相输入端连接,正向方波发生器U2B的输出端分别与电阻R55的第一端、电阻R56的第一端、第一电流整形电路连接,电阻R59的第二端、电容C25的第二端、电阻R55的第二端均接地,电阻R56的第二端与所述平肩脉冲发生电路连接。
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