[发明专利]一种触电信号暂态量识别方法及剩余电流保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，特别涉及一种触电信号暂态量识别方法及剩余电流保护装置。

背景技术

剩余电流保护装置在低压电网中防止人身触电和避免因泄露电流造成电气设备损坏等方面起着重要作用。目前常用的剩余电流保护装置的动作判据通常是低压供电回路总泄漏电流的幅值大于某个整定值，或者是总泄漏电流的微增量大于某个规定值。运行经验表明，目前的剩余电流保护装置大多无法真正辨识人体触电支路的电流信号，常常出现大负荷时合不上闸、无法正确投运；或在潮湿天气条件下，因电气回路绝缘水平显著降低，导致对地泄漏电流增大，进而出现误动作的现象。要想从根本上解决上述问题，必须尽快研究新的理论方法，使其能够从包含噪声的总泄漏电流中，快速、有效地识别触电支路（人体或动物）的电流特征，进而构建新的动作边界曲线，实现基于触电电流动作的剩余电流保护装置。

发明内容

（一）技术问题

本发明要解决的技术问题是如何准确地识别触电信号的暂态特征，提高剩余电流保护装置的灵敏性和可靠性。

（二）技术方案

本发明提供一种触电信号暂态量识别方法，其包括：

S1.提取实时监测到的总泄漏电流信号；

S2.根据述电流信号的波形，选取一维菱形结构元素，对实时监测到的总泄漏电流信号进行数学形态学的闭开和开闭运算，得到暂态特征量；

S3.判断所述暂态特征量是否超过预定值，如果超过，则判断出现故障，否则返回步骤S1。

可选的，所述步骤S1中，所述实时监测到的总泄漏电流信号为1个周期的总泄漏电流信号。

可选的，所述步骤S2具体包括：将步骤2计算的闭开运算与开闭运算的结果做差，所述差作为所述暂态特征量。

可选的，所述步骤S2中，所述一维菱形结构元素的步长为1。

本发明还提供一种剩余电流保护装置，其包括：

提取单元，用于提取实时监测到的总泄漏电流信号；

选择单元，用于选择一维菱形结构元素；

数学形态学运算单元，用于根据选取的一维菱形结构元素，对实时监测到的总泄漏电流进行数学形态学的闭开和开闭运算，得到暂态特征量；

控制单元，用于判断所述暂态特征量是否超过预定值，如果超过，则判断出现故障，发出跳闸指令，否则控制提取单元继续提取实时监测到的总泄漏电流信号。

可选的，所述实时监测到的总泄漏电流信号为1个周期的总泄漏电流信号。

可选的，所述数学形态学运算单元进一步包括减法器，用于将闭开运算与开闭运算的结果做差，所述差作为所述暂态特征量。

可选的，所述一维菱形结构元素的步长为1。

可选的，所述提取单元为零序电流互感器。

（三）技术效果

本发明能够快速、有效地识别触电支路（人体或动物）的电流特征，从而准确辨识人体触电支路的电流信号，提高剩余电流保护装置的灵敏性和可靠性。

附图说明

图1表示本发明实施例的一种剩余电流保护装置的结构图；

图2表示本发明实施例的一种触电信号暂态量识别方法流程图；

图3表示触电信号与其暂态特征提取信号对比图。

具体实施方式

本发明根据生物触电时，零序电流互感器检测到的总泄漏电流会产生丰富的暂态信息的特点，提出了利用数学形态学提取触电信号的暂态特征，以该暂态特征量作为剩余电流保护装置的动作判据，进而提高剩余电流保护装置的灵敏性和可靠性。

数学形态学的基本思想是利用一个收集信息的探针，即“结构元素”，在图形中不断移动结构元素，来探测所研究信息的结构特点，是数学形态学的基本算子。

常用的结构元素有直线、曲线（如二次，三次等）、三角形、圆形和其它多边性及其结合等。对于一维信号的数学形态学分析，结构元素的长度和高度是非常重要的，但是目前，在一维信号分析领域，还没有存在针对具体应用背景的结构元素选择原则，所以需要根据具体信号波形来选择合适的结构元素。

实施例1：

本实施例提供一种剩余电流保护装置，如图1所示，其包括：

提取单元，用于提取实时监测到的总泄漏电流信号；

选择单元，用于选择一维菱形结构元素，这由触电信号的波形决定，而且在对实验获得的信号进行大量仿真后，确定采用菱形结构元素，因为菱形结构元素效果最好。

优选步长为1，这种步长既能获得明显的检测效果，也能满足快速运算的要求（步长越长运算时间越长）。