CN109239560A - 故障电弧检测方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种故障电弧检测方法、装置及存储介质，该方法包括如下步骤：步骤1)：对输电线路进行电弧检测，将第一次检测到电弧的时刻作为计时起点，采用内部时钟计时，在预设周期内连续的对输电线路内的电流进行半波周期采样；步骤2)：记录所检测到输电线路内电流变化的参数特征；步骤3)：将所述参数特征与预存的参考数据进行比较，判断半波周期内是否存在电弧；步骤4)：根据预设周期内电弧出现的周期性及数量判断是否存在故障电弧。本发明通过采用软件模拟半波周期来进行故障电弧检测，使故障电弧检测过程脱离对交流过零点的依赖，简化了电路结构，同时也为故障电弧检测装置向分体式结构方向发展提供技术支持。

Description

故障电弧检测方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及故障电弧检测技术，具体的说，是涉及一种故障电弧检测方法、装置及存储介质。

背景技术

目前，故障电弧是电气火灾的主要诱因之一，故障电弧探测器作为电气火灾的监控设备，可有效降低被监控区的电气火灾发生几率，因此，对于故障电弧的检测及处理日趋重要。

传统的故障电弧检测方法是在电弧检测的基础上结合过零检测电路来实现的，因此，电弧检测时，其需要采用过零检测电路结合交流电压过零点的周期来进行计时，这种检测方法的缺陷在于需依赖过零检测电路进行电弧周期的计量，不利于检测线路的简化，且由于该过零检测电路依赖交流供电，因此也不利于故障电弧探测装置向小型化、分体式方向发展，进而难以解决现有的故障电弧探测装置在配电箱内占用空间大的问题。

现有技术中，授权公告号：CN207866965U，名称：一种分体式故障电弧探测系统的专利中，公开了如下技术内容：分体式故障电弧探测系统，包括控制单元、报警单元及多个分体式的电弧检测单元，且多个分体式的电弧检测单元设置于同一个故障电弧探测器中，实现了采用一个控制单元同时对多路线路进行电弧检测的技术效果。该分体式故障电弧探测系统中，将“多个电弧检测单元对应多个控制单元”的结构改进为：“多个电弧检测单元对应连接一个控制单元”，这一改进在一定程度上可以减少故障电弧探测器的占用空间，但随着电弧检测单元数量的增加，控制单元部分内的过零检测电路也需要进行相应数量的增加，其结合不同的电弧检测单元对不同的线路进行电弧检测。显而易见的，这种结构存在如下缺陷：

1、由于过零检测线路的增加，控制单元内部线路增多，导致主控单元计算量增大，势必影响主控单元的响应速度；

2、由于控制单元与多个电弧检测单元连接，因而其空间接线较多，故其安装及维护具有一定的难度，且当待保护线路数量较多时，该系统内电弧检测单元的数量并不能无上限增加，然而，在现实应用中，为适应待保护线路的数量，必然需要增加故障电弧探测系统的数量，因此，其难以从根本上解决空间占用问题。

基于此，上述已公开专利可以在一定程度上缓解由于待保护线路少量增加带来的空间占用及成本增加的问题，但随着用电设备的广泛应用，待保护线路数量激增，其既不能从根本上解决现有技术中存在的空间占用的问题，进而也不能保证对故障电弧判断的响应速度及准确率。

有鉴于此，减少检测线路，脱离对交流过零点的依赖，推动故障电弧检测装置向分体式结构方向发展，以减小故障电弧检测装置的占用体积是目前亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种故障电弧检测方法、装置及存储介质，本发明在故障电弧检测过程中通过采用软件模拟半波周期的方法来进行计时，使故障电弧检测过程脱离对交流过零点的依赖，简化了电路结构，同时也为故障电弧检测装置向分体式结构方向发展提供技术支持。

为了实现上述目的，本发明的一个方面，提供一种故障电弧检测方法，该方法包括如下步骤：

步骤1)：对输电线路进行电弧检测，将第一次检测到电弧的时刻作为计时起点，采用内部时钟计时，在预设周期内连续的对输电线路内的电流进行半波周期采样；

步骤2)：记录所检测到输电线路内电流变化的参数特征；

步骤3)：将所述参数特征与预存的参考数据进行比较，判断半波周期内是否存在电弧；

步骤4)：根据预设周期内电弧出现的周期性及数量判断是否存在故障电弧。

作为优选，步骤1)中，所述预设周期根据输电线路中所载电流的半波周期确定。

作为优选，步骤2)中，所述参数特征包括采样时刻及该采样时刻对应的输电线路内的电流幅值和相位。

作为优选，步骤2)中，所述参考数据包括输电线路内所载电流在未受电弧干扰状态下，对应于半波周期采样点的幅值及相位。

作为优选，步骤3)中，将所述参数特征与预存的参考数据进行比较，判断半波周期内是否存在电弧的具体方法为：若参数特征内的每一项参数均超出参考数据中对应项的标准数据范围，则判断该半波周期内存在电弧。

作为优选，步骤4)中，若预设周期内电弧的出现不具有周期性，且电弧出现个数大于临界数量，则该预设周期内存在故障电弧。

本发明的另一个方面，提供一种基于上述的故障电弧检测方法的故障电弧检测装置，该装置包括相互连接的控制单元及电弧检测单元；

所述电弧检测单元与输电线路连接，用于对输电线路进行电流采样，并将采样所得的参数特征传输至控制单元；

所述控制单元，将接收到的参数特征与参考数据进行比较，判断是否存在电弧，将第一次发生电弧的时间点作为计时起点，采用其内部时钟对电弧检测进行周期计时，达到预设周期的时间后，根据电弧是否具有周期性及电弧数量判断是否存在故障电弧。

作为优选，所述故障电弧检测装置为分体式结构，包括主机和从机，所述电弧检测单元及控制单元位于所述从机内，所述主机与所述从机电性连接；

所述从机，套装于输电线路上，用于检测输电线路内是否存在故障电弧，并将存在故障电弧的检测结果以数字信号的形式传输至主机；

所述主机，包括主控单元及与其连接的断路器控制单元，主控单元接收从机发送的数字信号，并统计该数字信号的发生频率，根据该频率确定是否控制断路器断开输电线路。

作为优选，所述电弧检测单元位于从机壳体内的上端，所述控制单元位于所述从机壳体内的下端，所述电弧检测单元与所述控制单元在所述从机壳体内上下相邻设置；

所述从机壳体对应于所述电弧检测单元的位置设置有一通孔，所述从机通过该通孔套装于输电线路上。

本发明的再一个方面，提供一种存储介质，该存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理执行时，实现上述故障电弧检测方法中的步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过采用软件模拟半波周期来进行故障电弧检测，使故障电弧检测过程脱离对交流过零点的依赖，简化了电路结构，同时也为故障电弧检测装置向分体式结构方向发展提供技术支持。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本发明实施例一所述方法的系统流程图；

图2(a)是串联型电弧原理示意图；

图2(b)是并联型电弧原理示意图；

图2(c)是电弧性漏电的原理示意图；

图3是串联型故障电弧的电流与电压的举例波形图；

图4是并联型故障电弧的电流与电压的举例波形图；

图5是本发明实施例一中电弧检测的软件流程图；

图6是传统故障电弧探测器的连接结构图；

图7是本发明实施例一中的分体式故障电弧探测器的结构原理图；

图8是本发明实施例一中的分体式故障电弧探测器工作状态的连接结构图；

图9是本发明实施例一中分体式故障电弧探测从机的爆炸图。

图10是本发明实施例一中分体式故障电弧探测从机的电弧检测电路原理图。

其中，1、故障电弧检测装置；2、导轨；3、断路器；4、负载；

11、主机；12、从机；

111、主控单元；112、第二通讯单元；113、第三通讯单元；114、供电单元；115、报警单元；

121、从机壳体；122、电源板；123、电弧检测板；124、电弧检测线圈；125、通孔；126、数据接口；1241、第一通讯单元。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

此外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

为使本实施例的技术方案更为完整，下面首先对故障电弧的分类及辨别方法进行具体说明：

本领域中，“坏弧”特指“故障电弧”，它在电气系统中发生的时间与地点不可预知，发生规模和持续时间难以控制，且不具有周期性，容易持续、发展、蔓延，最终造成设备与线路损坏，直至导致电气火灾。

现有技术中，将故障电弧分三类，分别为：

a)带电导体自身断裂或者因接触不良产生的电弧，因电弧与负载呈串联关系，也称为“串联型电弧”，该种电弧对应的结构原理如图2(a)所示；

b)带电导体(相线与相线、相线与中性线)之间的电弧，也称为“电弧性短路”，因电弧与线路上的正常负载呈并联关系，又称为“并联型电弧”，该种电弧对应的结构原理如图2(b)所示；

c)带电导电体与接地导体(PE线、接地的设备导电外壳等)之间的电弧，也称为“电弧性接地故障”或者“电弧性漏电”，该种电弧对应的结构原理如图2(c)所示；

以串联型故障电弧为例，其电流与电压随时间变化的波形参见图3。电流与电压波形同相，并且在电流每次过零附近出现肩部平坦的波形。这是由于每次过零时，点燃和熄灭弧过程引起的，电压波形在电弧点燃和熄灭部分外近似矩形波，对串联故障来说，由于串联了电弧电压，其电流有效值I²t都比线路额定电流低，故不会引起过流保护装置动作，因此，较易引发电气火灾。

再以并联型故障电弧为例，参见图4，由于这种故障电弧一般是间断发生的，故电弧电流和电压的波形也是间断产生的，其电流有效值和额定电流值较直接短路情况要小，在燃弧期间电流波形也出现肩部。

在传统的电弧检测方法中，对电弧进行检测时，传统故障电弧探测器采用交流电压过零点的周期作为半波周期N的计量单位，这里所涉及的半波周期N是指在50Hz的供电环境下，电压过零点变化的周期是10ms，通过此方式进行1s的计时，因此，这种方式需依赖交流电完成。在本实施例中，为了使电弧检测过程脱离过零检测电路的应用，采用软件模拟的方法确定半波周期时间，不仅可以将过零检测电路移除，简化电弧检测板上的电路走线还可以保证1s的计时精度。参见图1，本实施例中，进行电弧检测的具体方法如下：

S01：对输电线路进行电弧检测，将第一次检测到电弧的时刻作为计时起点，采用检测芯片的内部时钟计时，在预设周期内连续的对输电线路内的电流进行半波周期采样；

预设周期根据输电线路中所载电流的半波周期确定，以220V市电为例，其半波周期为10ms，预设周期须为10ms的整数倍。一般情况下，半波周期为10ms时，将预设周期设为1s。

S02：记录所检测到输电线路内电流变化的参数特征；

其中，参数特征包括采样时刻t及该采样时刻对应的输电线路内的电流幅值A和相位ω；参考数据包括输电线路内所载电流在未受电弧干扰状态下，对应于半波周期采样点的幅值A₀及相位ω₀。

S03：将参数特征与预存的参考数据进行比较，判断半波周期内是否存在电弧；

若参数特征内的每一项参数均超出参考数据中对应项的标准数据范围，则判断该半波周期内存在电弧。

S04：根据预设周期内电弧出现的周期性及数量判断是否存在故障电弧。

若预设周期内电弧的出现不具有周期性，且电弧出现个数大于临界数量，则该预设周期内存在故障电弧。

需要说明：现有技术中对市电故障电弧的报警法则为：1秒内达到14个周期及以上的半波电弧，且所检测到的电弧不具有周期性，则判定为故障电弧，因此，检测过程中，需对故障电弧的周期性及发生频率进行检测，确定是否为故障电弧。基于此，上述过程在软件上的实现方案参见图5。

本实施例通过采用软件模拟半波周期来进行故障电弧检测，使故障电弧检测过程脱离对交流过零点的依赖，简化了电路结构，同时也为故障电弧检测装置向分体式结构方向发展提供技术支持。

实施例二

如图6所示，传统的故障电弧探测器1为一体式，与断路器3相邻安装于配电箱内的导轨2上，且在安装时，需要将断路器3和负载4之间的线路断开，这种结构一方面安装工序多，另一方面也会增加触点，进而增大故障电弧发生的几率。

本实施例提供一种分体式故障电弧探测器，如图7、图8所示，包括主机11及一个或多个与其连接的从机12；其中：

从机12套装在断路器3与负载4之间的待保护线路上，用于检测该待保护线路上是否存在故障电弧，并将故障电弧检测结果以数字信号的形式传输给主机11；具体的：

本实施例中，从机12包括从机壳体121及位于其内且相互连接的电弧检测单元和第一通讯单元1241，电弧检测单元用于检测待保护线路上的电弧的类型进行检测，判断检测到的电弧为非故障电弧还是故障电弧，并将故障电弧检测结果以数字信号的形式传输至主机11的主控单元111，第一通讯单元1241，用于为电弧检测单元提供信息传输通道。

如图9所示，本实施例中，从机部分的电弧检测单元包括电路板和电弧检测线圈124，为尽量减小从机的体积，又将从机的电路板分为电源板122和电弧检测板123两部分，且电源板122及电弧检测板123沿电弧检测线圈124的径向叠放于电弧检测线圈124的下端；从机壳体121上对应于电弧检测线圈124中心的轴向位置设置有通孔125，待保护线路的火线自该通孔125穿过。由图8可知，分体式故障电弧探测器的从机12，仅将待测线路的火线通过通孔125穿过从机即可，不需要断开断路器3与负载4的连接，实现了不断线安装。这种接线结构在工程实施上，不仅简化了安装工序，且可以很好地避免由于触点增加带来的安全隐患。

本实施例中，为进一步减小从机12的体积，电弧检测板123及电源板122的上端均设有与电弧检测线圈124大小相适应的弧形缺口，电弧检测线圈124卡装于弧形缺口处，以减小从机壳体121的纵向尺寸。

从机壳体121下端的边缘为直角状，用于放置叠放的电弧检测板和电源板122；上端边缘为与电弧检测线圈124外径相适应的弧形，用于放置电弧检测线圈124。

从机壳体121的下端一侧对应于电弧检测板123的位置设有数据接口126，方便对电弧检测板123进行程序烧录及调试。

本实施例中，主机11与待保护线路上的断路器3连接，根据接收到的故障电弧检测(数字信号形式)结果，对故障电弧进行处理。如图7所示，主机11包括主机壳体及位于其内的主控单元111、第二通讯单元112、报警单元115和供电单元114，其中：

主控单元111，用于根据接收到的故障电弧信息对故障电弧进行处理，并与上位机通讯；

第二通讯单元112与所述主控单元111连接，用于为主控单元111提供信息传输通道；报警单元115，与主控单元111连接，响应于主控单元111的指示信号，对故障电弧进行报警；

供电单元114与主控单元111连接，用于为主机11和从机12供电，本实施例中，供电单元114采用高导热树脂、铝壳灌封的ACDC开关电源模块，该电源模块具有功率大、体积小、转换效率高、性能更佳、多重防护、稳定可靠的特点，在保证供电的情况下，使主机11在配电柜导轨2的宽度尽量小。

本实施例中提供的分体式故障电弧探测器1的主机11，还保留传统故障电弧探测器1所具有的RS485总线接口及继电器输出接口，同时还增加了第三通讯单元113，该第三通讯单元113可采用多种形式的无线网络连接，如WiFI/LoRa/NB-IoT等，在主机11采用统一的接口标准，接口对应固定尺寸的PCB板，可以根据现场情况选择无线网络的连接方式，在一些不便铺线的工程项目上发挥着积极的作用；第三通讯单元113的增加，还促进了产品与智慧消防、智慧城市的无缝对接，更加方便客户从手机客户端了解设备的报警信息、统计信息等等客户急切了解的信息。更好地方便客户的使用。

主机11和从机12通过二总线连接，二总线是一种相对于四线系统(两根供电线路、两根通讯线路)，将供电线与信号线合二为一，信号和供电共用一个总线的技术。二总线抗干扰强、通讯距离远、无极性接线、的拓扑接线、线缆要求低等特点，不仅满足数据的传输，而且还可为从机12提供电源，从而避免多出两条电源供电线。二总线的传输距离，是根据主机电源功耗而定，最大传输距离可以达到3000m，超出了工业使用的RS485总线或者CAN总线的最大传输距离；此外，二总线对线缆的要求交底，抗干扰性强；电源和信号无需隔离，节省隔离成本。

本实施例中，主机11安装于配电箱的导轨2上，所占用导轨2的宽度为5P(90mm)，它不会随着负载4路数的增加而不断地增加占用导轨2的宽度。按照传统故障电弧探测器1的安装方式1路负载4所占用导轨2的宽度至少是2P(36mm)，随着负载4路数的增加，则导轨2所占空间的宽度按照2P(36mm)的倍数增加，远远超出了现在所固定的宽度5P(90mm)，所以传统故障电弧探测器1安装时，当负载4的路数较多时，配电箱的导轨2在空间上难以承载，且成本上也因安装及维护难度的增加而增加。本实施例提供的这种分体式故障电弧探测器1很好地弥补了传统故障电弧探测器1的不足，而且降低了材料、安装及维护成本。

综上，本实施例采用分体式的主-从机结构，在安装时，仅将主机11安装于配电箱导轨2上即可，从机12套装于断路器3与负载4之间的待保护线路上，即便是单个主机对应的连接多个从机，也不会占用更多的导轨2空间，从根本解决了传统故障电弧探测器1占用导轨2空间多的问题；且由于主机11与从机12之间通过数字信号进行通讯，主机11仅需对接收到的数字信号进行相应处理，因此，单个主机11连接多个从机12这种一拖多的结构形式并不会影响主机11的数据处理速度，可有效保证故障电弧处理效率；且主机11与从机12之间进行数字通讯，因此接线较少，降低了该故障电弧探测器1的安装、接线难度，有利于降低维护成本；此外，当增加待检测线路的数量时，仅需相应的增加从机12的数量即可，节省材料成本。

此外，从机12内部将供电及检测部分分为两块电路板，且两块电路板叠放后与电弧检测线圈124相邻设置，从而减小了从机12的体积，进一步节省了空间。

进一步说明：

本实施例主要区别于现有技术的特征不仅在于分体式的结构及主、从机本身的结构，还在于将故障电弧探测器设置为分体式结构后，主机与从机之间通过数字信号的形式进行信息传输，其前提为：从机部分对待检测线路进行电弧检测，判断所检测到的电弧是否为故障电弧，并将该电弧是否为故障电弧作为检测结果以数字信号的形式传输给主机，基于此，从机部分独立完成电弧检测及类型判断的工作；主机仅根据该数字信号检测故障电弧的发生频率，并根据该频率对故障电弧进行后续处理(包括向上位机发送故障电弧所在线路的信息、控制报警单元进行报警及对故障电弧信息进行存储、显示等)。

1、对从机的进一步说明：

本实施例中电弧检测板上设置有从机控制器、电弧检测电路，由图10公开的从机内电弧检测电路的电路原理图可知，电弧检测电路通过A+和A-两个接线端与从机壳体内上端的电弧检测线圈连接，对待检测线路进行电弧检测，并将检测到的电弧信息进行放大后，通过输出端B1发送至从机控制器，基于此，从机的整体工作原理为：电弧检测线路对电弧检测线圈内的电流变化情况进行检测并将检测结果传输至从机控制器，从机控制器根据该电流随时间的变化情况来判断待检测线路中是否存在电弧及所存在的电弧是否为故障电弧。

在本实施例中，由于将传统的故障电弧检测功能移至分体式故障电弧探测器的从机部分，为了解决半波周期的计量问题，采用实施例一提供的方法进行故障电弧检测，本实施例中，分体式故障电弧探测器进行电弧检测的具体方法如下：

步骤1：从机对输电线路进行电弧检测，将第一次检测到电弧的时刻作为计时起点，采用从机控制芯片的内部时钟计时，在预设周期内连续的对输电线路内的电流进行半波周期采样；

预设周期根据输电线路中所载电流的半波周期确定，以220V市电为例，其半波周期为10ms，预设周期须为10ms的整数倍。一般情况下，半波周期为10ms时，将预设周期设为1s。

步骤2：记录所检测到输电线路内电流变化的参数特征；

其中，参数特征包括采样时刻t及该采样时刻对应的输电线路内的电流幅值A和相位ω；参考数据包括输电线路内所载电流在未受电弧干扰状态下，对应于半波周期采样点的幅值A₀及相位ω₀。

步骤3：将参数特征与预存的参考数据进行比较，判断半波周期内是否存在电弧；

若参数特征内的每一项参数均超出参考数据中对应项的标准数据范围，则判断该半波周期内存在电弧。

步骤4：根据预设周期内电弧出现的周期性及数量判断是否存在故障电弧。

若预设周期内电弧的出现不具有周期性，且电弧出现个数大于临界数量，则该预设周期内存在故障电弧。

需要说明：现有技术中对市电故障电弧的报警法则为：1秒内达到14个周期及以上的半波电弧，且所检测到的电弧不具有周期性，则判定为故障电弧，因此，从机部分需对故障电弧的周期性及发生频率进行检测，确定是否为故障电弧。

当从机内的电弧检测单元检测到输电线路内存在故障电弧时，将该检测结果转换为数字信号，通过第一通讯单元传输至主机部分，由主机部分控制断路器执行断路动作，且必要时，主机接收到从机发送的数字信号后，通过第三通讯单元113向上位机发送发生故障电弧的待保护线路信息。

此外，在其他实施例中，从机内的电弧检测单元还可以与主机内的报警单元直接连接，当电弧检测单元检测到故障电弧存在时，直接触发报警单元进行报警。

2、对主机的进一步说明：

主机轮询从机获取数字信号，检测从机所安装的线路是否存在故障电弧，若存在故障电弧，则控制相应的断路器执行断路动作，否则，继续轮询从机获取数字信号。

本实施例采用分体式的主-从机结构，在安装时，仅将主机安装于配电箱导轨上即可，从机套装于断路器与负载之间的待保护线路上，即便是单个主机对应的连接多个从机，也不会占用更多的导轨空间，从根本解决了传统故障电弧探测器占用导轨空间多的问题；

由于主机与从机之间通过数字信号进行通讯，主机仅需对接收到的数字信号进行相应处理，因此，不仅传输距离远，且单个主机连接多个从机这种一拖多的结构形式并不会影响主机的数据处理速度，可有效保证故障电弧处理效率；且采用数字信号通讯，接线较少，降低了该故障电弧探测器的安装、接线难度，有利于降低维护成本；此外，当增加待检测线路的数量时，仅需相应的增加从机的数量即可，节省材料成本；

安装从机时，仅需使该待保护线路(的火线)穿过从机即可，不必断开线路，相对于现有技术，减少了触点，降低了故障电弧发生的可能性；

从机内部将供电及检测部分分为两块电路板，且两块电路板叠放后与电弧检测线圈相邻设置，从而减小了从机的体积，进一步节省了空间。

需要说明：

上述仅为本发明的一个实施例而已，本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。

此外，需要说明的是：

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种故障电弧检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)：对输电线路进行电弧检测，将第一次检测到电弧的时刻作为计时起点，采用内部时钟计时，在预设周期内连续的对输电线路内的电流进行半波周期采样；

步骤2)：记录所检测到输电线路内电流变化的参数特征；

步骤3)：将所述参数特征与预存的参考数据进行比较，判断半波周期内是否存在电弧；

步骤4)：根据预设周期内电弧出现的周期性及数量判断是否存在故障电弧。

2.根据权利要求1一种故障电弧检测方法，其特征在于，步骤1)中，所述预设周期根据输电线路中所载电流的半波周期确定。

3.根据权利要求2所述的一种故障电弧检测方法，其特征在于，步骤2)中，所述参数特征包括采样时刻及该采样时刻对应的输电线路内的电流幅值和相位。

4.根据权利要求1所述的一种故障电弧检测方法，其特征在于，步骤3)中，所述参考数据包括输电线路内所载电流在未受电弧干扰状态下，对应于半波周期采样点的幅值及相位。

5.根据权利要求1所述的一种故障电弧检测方法，其特征在于，步骤3)中，将所述参数特征与预存的参考数据进行比较，判断半波周期内是否存在电弧的具体方法为：若参数特征内的每一项参数均超出参考数据中对应项的标准数据范围，则判断该半波周期内存在电弧。

6.根据权利要求1所述的一种故障电弧检测方法，其特征在于，步骤4)中，若预设周期内电弧的出现不具有周期性，且电弧出现个数大于临界数量，则该预设周期内存在故障电弧。

7.应用如权利要求1-6中任一项所述的基于软件模拟半周期的故障电弧检测方法的故障电弧检测装置，其特征在于，包括相互连接的控制单元及电弧检测单元；

所述电弧检测单元与输电线路连接，用于对输电线路进行电流采样，并将采样所得的参数特征传输至控制单元；

所述控制单元，将接收到的参数特征与参考数据进行比较，判断是否存在电弧，将第一次发生电弧的时间点作为计时起点，采用其内部时钟对电弧检测进行周期计时，达到预设周期的时间后，根据电弧是否具有周期性及电弧数量判断是否存在故障电弧。

8.应用如权利要求7所述的故障电弧检测装置，其特征在于，为分体式结构，包括主机和从机，所述电弧检测单元及控制单元位于所述从机内，所述主机与所述从机电性连接；

所述从机，套装于输电线路上，用于检测输电线路内是否存在故障电弧，并将存在故障电弧的检测结果以数字信号的形式传输至主机；

所述主机，包括主控单元及与其连接的断路器控制单元，主控单元接收从机发送的数字信号，并统计该数字信号的发生频率，根据该频率确定是否控制断路器断开输电线路。

9.根据权利要求8所述的一种故障电弧检测装置，其特征在于，所述电弧检测单元位于从机壳体内的上端，所述控制单元位于所述从机壳体内的下端，所述电弧检测单元与所述控制单元在所述从机壳体内上下相邻设置；

所述从机壳体对应于所述电弧检测单元的位置设置有一通孔，所述从机通过该通孔套装于输电线路上。

10.一种存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理执行时，实现如权利要求1-6中任一项所述的故障电弧检测方法中的步骤。