CN110554289A - 一种低压串联故障电弧检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低压串联故障电弧检测系统，包括电压检测电路、信号调节电路和运放发射电路，电压检测电路采集低压串联故障电弧电压，信号调节电路运用运放器AR1和二极管D1、二极管D2组成均值电路筛选出均值信号，同时运用三极管Q2、三极管Q3组成推挽电路防止信号交越失真，输入运放器AR3同相输入端内，并且运用运放器AR2和二极管D3、二极管D4以及运放器AR5组成绝对值电路，经可控硅VTL1和稳压管D5组成检测电路检测后输入运放器AR3反相输入端，最后运放发射电路运用运放器AR4同相放大信号，经信号发射器E1发送至电弧检测系统控制终端内，通过电压的变化转换为对串联故障电弧状态检测，并直接传送至电弧检测系统控制终端内。

Description

一种低压串联故障电弧检测系统
技术领域
本发明涉及电路技术领域，特别是涉及一种低压串联故障电弧检测系统。
背景技术
目前，串联电弧故障隐患可能分布于整个低压配电系统中，串联电弧故障的诱因很多，如：导线绝缘老化、内部导体受挤压断裂或导线接触不良等。在低压配电系统中实现串联电弧故障的检测面临如下困难：首先，低压配电系统负载组合形式多种多样，正常运行时，回路电流波形可能主要显现出线性特性(无谐波)，也可能主要显现非线性特性(有谐波或间谐波)，具有非线性特性的负载电流波形可能与回路中存在串联电弧故障时的电流波形十分相似，对电弧故障检测造成干扰；其次，电弧的影响因素有很多，串联故障电弧具有燃弧不稳定的特性，而电弧又有时变性，因此需要对串联故障电弧实时检测，同时需要保证信号的准确性。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种低压串联故障电弧检测系统，具有构思巧妙、人性化设计的特性，对低压串联故障电弧电压实时检测，通过电压的变化转换为对串联故障电弧状态检测，并直接传送至电弧检测系统控制终端内。
其解决的技术方案是，一种低压串联故障电弧检测系统，包括电压检测电路、信号调节电路和运放发射电路，电压检测电路采集低压串联故障电弧电压，信号调节电路运用运放器AR1和二极管D1、二极管D2组成均值电路筛选出均值信号，同时运用三极管Q2、三极管Q3组成推挽电路防止信号交越失真， 输入运放器AR3同相输入端内，并且运用运放器AR2和二极管D3、二极管D4以及运放器AR5组成绝对值电路，经可控硅VTL1和稳压管D5组成检测电路检测后输入运放器AR3反相输入端，其中三极管Q1检测运放器AR1、运放器AR2输出信号电位差，反馈信号至推挽电路内，三极管Q4检测运放器AR2反馈高电平信号至可控硅VTL1控制极，起到调节运放器AR3输出信号波形的作用，最后运放发射电路运用运放器AR4同相放大信号，经信号发射器E1发送至电弧检测系统控制终端内；
所述信号调节电路包括运放器AR1，运放器AR1的同相输入端接电阻R4、电阻R5的一端和二极管D1的负极，电阻R4的另一端接电阻R3、电阻R7、电阻R10的一端，运放器AR1的反相输入端接电阻R6的一端和三极管Q4的发射极，电阻R6的另一端接地，运放器AR1的输出端接二极管D1的正极、二极管D2的负极和电阻R5的另一端、三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极接二极管D2的正极和三极管Q2、三极管Q3的基极，运放器AR2的输出端接三极管Q1的基极和二极管D3的负极、二极管D4的正极，二极管D3的正极接电阻R7的另一端和电阻R8的一端，电阻R10的另一端接二极管D4的负极、三极管Q4的集电极和运放器AR5的同相输入端，二极管D3的正极接电阻R7的另一端和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接运放器AR5的反相输入端和电阻R9的一端，三极管Q4的基极接电阻R11的一端，运放器AR5的输出端接电阻R9的另一端和可控硅VTL1的正极、稳压管D5的负极，可控硅VTL1的控制极接电阻R11的另一端和电阻R12、电容C2的一端以及稳压管D5的正极，电阻R12、电容C2的另一端接地，可控硅VTL1的负极接运放器AR3的反相输入端，运放器AR3的同相输入端接三极管Q2、三极管Q3的发射极，三极管Q2的集电极接电源+5V，三极管Q3的集电极接地。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；
1. 运用运放器AR1和二极管D1、二极管D2组成均值电路筛选出均值信号，保证信号的单一性，同时运用三极管Q2、三极管Q3组成推挽电路防止信号交越失真， 输入运放器AR3同相输入端内，提高信号的稳定性，并且运用运放器AR2和二极管D3、二极管D4以及运放器AR5组成绝对值电路，经可控硅VTL1和稳压管D5组成检测电路检测后输入运放器AR3反相输入端，运用绝对值电路可以将信号转换为检测电路的驱动信号，便于对信号检测，然后结合可控硅VTL1的导通电压判断信号是否异常，若异常，输入运放器AR3反相输入端内，降低运放器AR3输出信号电位，防止电位过高超出信号发射器E1的触发电压，反之，可控硅VTL1不导通，为了保证触发电压信号的准确性，具有很大的实用性；
2.三极管Q1检测运放器AR1、运放器AR2输出信号电位差，反馈信号至推挽电路内，利用两者信号电位差，可以降低绝对值电路分压对信号的影响，起到补偿信号的作用，三极管Q4检测运放器AR2反馈高电平信号至可控硅VTL1控制极，起到调节运放器AR3输出信号波形的作用，提高可控硅VTL1导通范围，运用运放器AR4同相放大信号，经信号发射器E1发送至电弧检测系统控制终端内，实现控制终端实时检测低压串联故障电弧状态的功能。
附图说明
图1为本发明一种低压串联故障电弧检测系统的信号调节电路图。
图2为本发明一种低压串联故障电弧检测系统的运放发射电路图。
图3为本发明一种低压串联故障电弧检测系统的电压检测电路图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图3对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
实施例一，一种低压串联故障电弧检测系统，包括电压检测电路、信号调节电路和运放发射电路，电压检测电路采集低压串联故障电弧电压，信号调节电路运用运放器AR1和二极管D1、二极管D2组成均值电路筛选出均值信号，同时运用三极管Q2、三极管Q3组成推挽电路防止信号交越失真， 输入运放器AR3同相输入端内，并且运用运放器AR2和二极管D3、二极管D4以及运放器AR5组成绝对值电路，经可控硅VTL1和稳压管D5组成检测电路检测后输入运放器AR3反相输入端，其中三极管Q1检测运放器AR1、运放器AR2输出信号电位差，反馈信号至推挽电路内，三极管Q4检测运放器AR2反馈高电平信号至可控硅VTL1控制极，起到调节运放器AR3输出信号波形的作用，最后运放发射电路运用运放器AR4同相放大信号，经信号发射器E1发送至电弧检测系统控制终端内；
所述信号调节电路运用运放器AR1和二极管D1、二极管D2组成均值电路筛选出均值信号，保证信号的单一性，同时运用三极管Q2、三极管Q3组成推挽电路防止信号交越失真， 输入运放器AR3同相输入端内，提高信号的稳定性，并且运用运放器AR2和二极管D3、二极管D4以及运放器AR5组成绝对值电路，经可控硅VTL1和稳压管D5组成检测电路检测后输入运放器AR3反相输入端，运用绝对值电路可以将信号转换为检测电路的驱动信号，便于对信号检测，然后结合可控硅VTL1的导通电压判断信号是否异常，若异常，输入运放器AR3反相输入端内，降低运放器AR3输出信号电位，防止电位过高超出信号发射器E1的触发电压，反之，可控硅VTL1不导通，为了保证触发电压信号的准确性，其中三极管Q1检测运放器AR1、运放器AR2输出信号电位差，反馈信号至推挽电路内，利用两者信号电位差，可以降低绝对值电路分压对信号的影响，起到补偿信号的作用，三极管Q4检测运放器AR2反馈高电平信号至可控硅VTL1控制极，起到调节运放器AR3输出信号波形的作用，提高可控硅VTL1导通范围；
所述信号调节电路具体结构，运放器AR1的同相输入端接电阻R4、电阻R5的一端和二极管D1的负极，电阻R4的另一端接电阻R3、电阻R7、电阻R10的一端，运放器AR1的反相输入端接电阻R6的一端和三极管Q4的发射极，电阻R6的另一端接地，运放器AR1的输出端接二极管D1的正极、二极管D2的负极和电阻R5的另一端、三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极接二极管D2的正极和三极管Q2、三极管Q3的基极，运放器AR2的输出端接三极管Q1的基极和二极管D3的负极、二极管D4的正极，二极管D3的正极接电阻R7的另一端和电阻R8的一端，电阻R10的另一端接二极管D4的负极、三极管Q4的集电极和运放器AR5的同相输入端，二极管D3的正极接电阻R7的另一端和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接运放器AR5的反相输入端和电阻R9的一端，三极管Q4的基极接电阻R11的一端，运放器AR5的输出端接电阻R9的另一端和可控硅VTL1的正极、稳压管D5的负极，可控硅VTL1的控制极接电阻R11的另一端和电阻R12、电容C2的一端以及稳压管D5的正极，电阻R12、电容C2的另一端接地，可控硅VTL1的负极接运放器AR3的反相输入端，运放器AR3的同相输入端接三极管Q2、三极管Q3的发射极，三极管Q2的集电极接电源+5V，三极管Q3的集电极接地。
实施例二，在实施例一的基础上，所述运放发射电路运用运放器AR4同相放大信号，经信号发射器E1发送至电弧检测系统控制终端内，使控制终端实时检测低压串联故障电弧状态，运放器AR3的同相输入端接运放器AR3的输出端和电阻R13的一端，运放器AR4的反相输入端接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地，运放器AR4的输出端接电阻R13的另一端和电阻R15的一端、稳压管D6的负极，稳压管D6的正极接地，电阻R15的另一端接信号发射器E1；
所述电压检测电路选用型号为TV1005-1M的电压互感器J1采集低压串联故障电弧电压，运用电感L1和电容C7、电容C8组成滤波电路滤除信号杂波，电压互感器J1的电源端接电源+5V，电压互感器J1的接地端接地，电压互感器J1的输出端接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接电感L2、电阻R2、电容C7的一端，电感L2的另一端接电容C8的一端和电阻R3的另一端，电阻R2、电容C7、电容C8的另一端接地。
本发明具体使用时， 一种低压串联故障电弧检测系统，包括电压检测电路、信号调节电路和运放发射电路，电压检测电路采集低压串联故障电弧电压，信号调节电路运用运放器AR1和二极管D1、二极管D2组成均值电路筛选出均值信号，保证信号的单一性，同时运用三极管Q2、三极管Q3组成推挽电路防止信号交越失真， 输入运放器AR3同相输入端内，提高信号的稳定性，并且运用运放器AR2和二极管D3、二极管D4以及运放器AR5组成绝对值电路，经可控硅VTL1和稳压管D5组成检测电路检测后输入运放器AR3反相输入端，运用绝对值电路可以将信号转换为检测电路的驱动信号，便于对信号检测，然后结合可控硅VTL1的导通电压判断信号是否异常，若异常，输入运放器AR3反相输入端内，降低运放器AR3输出信号电位，防止电位过高超出信号发射器E1的触发电压，反之，可控硅VTL1不导通，为了保证触发电压信号的准确性，其中三极管Q1检测运放器AR1、运放器AR2输出信号电位差，反馈信号至推挽电路内，利用两者信号电位差，可以降低绝对值电路分压对信号的影响，起到补偿信号的作用，三极管Q4检测运放器AR2反馈高电平信号至可控硅VTL1控制极，起到调节运放器AR3输出信号波形的作用，提高可控硅VTL1导通范围，最后运放发射电路运用运放器AR4同相放大信号，经信号发射器E1发送至电弧检测系统控制终端内。
以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。

Claims (3)

1.一种低压串联故障电弧检测系统，包括电压检测电路、信号调节电路和运放发射电路，其特征在于，电压检测电路采集低压串联故障电弧电压，信号调节电路运用运放器AR1和二极管D1、二极管D2组成均值电路筛选出均值信号，同时运用三极管Q2、三极管Q3组成推挽电路防止信号交越失真， 输入运放器AR3同相输入端内，并且运用运放器AR2和二极管D3、二极管D4以及运放器AR5组成绝对值电路，经可控硅VTL1和稳压管D5组成检测电路检测后输入运放器AR3反相输入端，其中三极管Q1检测运放器AR1、运放器AR2输出信号电位差，反馈信号至推挽电路内，三极管Q4检测运放器AR2反馈高电平信号至可控硅VTL1控制极，起到调节运放器AR3输出信号波形的作用，最后运放发射电路运用运放器AR4同相放大信号，经信号发射器E1发送至电弧检测系统控制终端内；
所述信号调节电路包括运放器AR1，运放器AR1的同相输入端接电阻R4、电阻R5的一端和二极管D1的负极，电阻R4的另一端接电阻R3、电阻R7、电阻R10的一端，运放器AR1的反相输入端接电阻R6的一端和三极管Q4的发射极，电阻R6的另一端接地，运放器AR1的输出端接二极管D1的正极、二极管D2的负极和电阻R5的另一端、三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极接二极管D2的正极和三极管Q2、三极管Q3的基极，运放器AR2的输出端接三极管Q1的基极和二极管D3的负极、二极管D4的正极，二极管D3的正极接电阻R7的另一端和电阻R8的一端，电阻R10的另一端接二极管D4的负极、三极管Q4的集电极和运放器AR5的同相输入端，二极管D3的正极接电阻R7的另一端和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接运放器AR5的反相输入端和电阻R9的一端，三极管Q4的基极接电阻R11的一端，运放器AR5的输出端接电阻R9的另一端和可控硅VTL1的正极、稳压管D5的负极，可控硅VTL1的控制极接电阻R11的另一端和电阻R12、电容C2的一端以及稳压管D5的正极，电阻R12、电容C2的另一端接地，可控硅VTL1的负极接运放器AR3的反相输入端，运放器AR3的同相输入端接三极管Q2、三极管Q3的发射极，三极管Q2的集电极接电源+5V，三极管Q3的集电极接地。
2.如权利要求1所述一种低压串联故障电弧检测系统，其特征在于，所述运放发射电路包括运放器AR4，运放器AR3的同相输入端接运放器AR3的输出端和电阻R13的一端，运放器AR4的反相输入端接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地，运放器AR4的输出端接电阻R13的另一端和电阻R15的一端、稳压管D6的负极，稳压管D6的正极接地，电阻R15的另一端接信号发射器E1。
3.如权利要求2所述一种低压串联故障电弧检测系统，其特征在于，所述电压检测电路包括型号为TV1005-1M的电压互感器J1，电压互感器J1的电源端接电源+5V，电压互感器J1的接地端接地，电压互感器J1的输出端接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接电感L2、电阻R2、电容C7的一端，电感L2的另一端接电容C8的一端和电阻R3的另一端，电阻R2、电容C7、电容C8的另一端接地。
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