[发明专利]串联电弧故障断路器及其串联电弧故障保护的方法

摘要

本发明串联电弧故障断路器包括电源电路、电流传感器、电流感测电路、放大滤波电路、电压过零比较电路、微控制器以及脱扣触发电路。电流互感器采集电路中的电流信号，经电流感测电路转换成电压信号，再经放大滤波电路输入微控制器。电压过零比较电路将电压过零脉冲信号输入至微处理器。微处理器经电弧特征分析，判断电弧出现并由触发脱扣电路断开负载电路。所提供的保护方法，利用短时傅氏变换将一维时域信号变换为二维时频信号，并分析每个周波的基波分量、偶次谐波和奇次谐波分量的变化，提取和判断串联电弧故障特征。其优点是：提取多个特征实现故障电弧综合判断，防止了小负荷下串联电弧检测中出现误跳或拒跳，有效提高了判断的可靠性。

主权项

1、一种串联电弧故障保护的方法，其特征在于：该方法包括：1)从市电电压幅值从负至正的过零点开始连续采集原始负载电流xi’(n)和通过带通滤波器后的负载谐波电流时域信号xi”(n)，n＝0，1，...，N-1，通过短时傅里叶变换获取各个频率频谱的基波分量Yi’(k)，Yi”(k)，k＝0，1，...，N-1；2)设置：第一阈值为基波分量阈值，第二阈值为偶次谐波分量阈值，第三阈值为奇次谐波分量阈值，第四阈值为偶次谐波增量阈值，第五阈值为奇次谐波增量阈值，第六阈值为电弧事件次数阈值；3)由当前第i周期的基波分量Yi’(1)计算基波分量标志Basescale(i)，并判断所述基波分量标志Basescale(i)的值是否小于等于所述第一阈值；4)计算当前周期xi”(n)的频谱分量中各个偶次谐波的总和Evenorder(i)和偶次谐波分量标志Evenscale(i)，并判断所述偶次谐波分量标志Evenscale(i)的值是否大于等于所述第二阈值；5)计算当前周期xi”(n)的频谱分量中从第5次开始的奇次谐波的总和Oddorder(i)和奇次谐波分量标志Oddscale(i)，并判断所述奇次谐波分量标志Oddscale(i)的值是否大于等于所述第三阈值；6)计算当前第i周期Evenorder(i)与前一个周期Evenorder(i-1)的差值即偶次谐波增量Even_variance(i)，并判断所述偶次谐波增量Even_variance(i)是否大于等于所述第四阈值；7)计算当前第i周期Oddorder(i)与前一个周期Oddorder(i-1)的差值即奇次谐波增量Odd_variance(i)，并判断所述奇次谐波增量Odd_variance(i)是否大于等于所述第五阈值；8)若当前第i周期满足以下条件：I.基波分量标志Basescale(i)≤＝第一阈值；II.偶次谐波分量标志Evenscale(i)＞＝第二阈值；III.奇次谐波分量标志Oddscale(i)＞＝第三阈值；IV.偶次谐波增量Even_variance(i)＞＝第四阈值；V.奇次谐波增量Odd_variance(i)＞＝第五阈值，则判断第i周期为故障电弧周期；9)若在连续的K个周期中，发生了M个电弧周期，电弧事件次数M＞＝第六阈值，则判断此时发生了电弧故障，电弧故障发生信号被输出，以切断用户电路。