CN112098759A - 一种故障电弧的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种故障电弧的检测方法，包括以下步骤：初始化自检；线路信号采集；电流信号处理；线路故障判断；故障报警保护，上述故障电弧的检测方法包括电路检测系统，用于基于线路采集的各个信号值确定用作判断故障电弧的参考数据的参考信号值，从而执行切断线路电源和报警动作，所述电路检测系统包括视频采集电路、烟雾传感器、电压过零点检测电路、电流检测电路、温湿度检测电路和继电器回路。本发明通过对线路的光信号、电流的四阶小波变换方差值、电流值、烟雾值和温度值进行全面检测，通过三种方式全面识别各种线路的故障电弧，识别面更广，适用性更强，使用更加安全。

Description

一种故障电弧的检测方法
技术领域
本发明涉及用电安全领域，尤其涉及一种故障电弧的检测方法。
背景技术
随着居民用电的增多，发生故障电弧的概率越来越大，一旦发生故障电弧，如果不能及时报警并切断电源，则会危害人们的生命安全，所造成的后果较为严重。
现存的技术检测故障电弧仅通过温湿度传感器和烟雾传感器检测，其精度不高，易受到外环境干扰，常常误触发报警。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在精度不高、易受干扰而误触报警的缺点，而提出的一种故障电弧的检测方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种故障电弧的检测方法，包括以下步骤：
A、初始化自检；系统启动后进行自检，自检成功后开始工作；
B、线路信号采集；通过视频采集电路直接监测线路，对线路的实时温度进行检测，实时捕捉线路是否产生明火，判断是否发生故障电弧，通过电流检测电路对线路的实时电流进行监测，通过烟雾传感器和温湿度传感器对线路的温度和烟雾值进行监测，通过电压过零点检测电路对线路过零点的时间进行监测；
C、电流信号处理；通过电流检测电路实时监测的电流值经过四阶小波变换后得到方差值，并通过电压过零点检测电路记录电压过零点时的电流值；
D、线路故障判断；将步骤B中的采集信号和步骤C中的处理信号与设定值进行比较判断，判断为故障电弧则进行下一步，反之，未发生故障电弧则返回步骤B；
E、故障报警保护；判断为故障电弧后，系统发出声光警报并且切断线路电源，且将警报信号发送至服务器；
上述故障电弧的检测方法包括电路检测系统，用于基于线路采集的各个信号值确定用作判断故障电弧的参考数据的参考信号值，从而执行切断线路电源和报警动作，所述电路检测系统包括视频采集电路、烟雾传感器、电压过零点检测电路、电流检测电路、温湿度检测电路和继电器回路。
优选地，在步骤D中，当视频采集电路检测到有光信号，且烟雾传感器检测的烟雾值超过了设定值，且电压过零点检测电路和电流检测电路检测的电压过零点时的电流不为零，则发生故障电弧。
优选地，在步骤D中，当视频采集电路检测到有光信号，且电压过零点检测电路和电流检测电路检测的电压过零点时的电流发生突变，且电流检测电路检测的电流四阶小波变换方差值超过设定值，则发生故障电弧。
优选地，在步骤D中，当电流检测电路检测的电流值大于三倍线路额定电流，且电压过零点检测电路和电流检测电路检测的电流四阶小波变换方差值超过设定值，则发生故障电弧。
优选地，所述视频采集电路包括热成像摄像头和红外摄像头，所述视频采集电路设置在待测线路的周围，用于基于热成像摄像头和红外摄像头对整个线路进行温度和图像数据的监测；
所述电流检测电路设置在待测线路上，用于基于电流互感作用检测待测线路的电流值；
所述电压过零点检测电路设置在待测线路上，用于检测待测线路电压过零点的时刻，并配合电流检测电路检测电压过零点时刻的电流值。
优选地，所述烟雾传感器和温湿度传感器设置在待测线路的周围，用于检测待测线路的温度和周围烟雾值；
所述继电器回路设置在待测线路的主线路上，用于防止电火灾发生而快速切断线路电源。
本发明具有以下有益效果：
1、通过视频采集电路、温湿度传感器和烟雾传感器配合检测故障电弧的温度、烟雾值、图像参数，对故障电弧的产生能够通过三种基础数据快速得出，较现有单方式检测更加准确，精度更高，且误触发报警几率更低。
2、通过视频采集电路采集到故障电弧光信号、烟雾传感器检测到超过设定值的烟雾值和电压过零点检测电路和电流检测电路得出电压过零点时电流不为零或视频采集电路采集到故障电弧光信号、电压过零点检测电路和电流检测电路检测出电压过零点时电流突变和电流的四阶小波变换方差值超过设定值或得出电流值超过额定电流三倍且电流的四阶小波变换方差值超过设定值三种方式判断出故障电弧，识别面更广，适用性更强，能够全面识别故障电弧。
综上所述，本发明通过对线路的光信号、电流的四阶小波变换方差值、电流值、烟雾值和温度值进行全面检测，通过三种方式全面识别各种线路的故障电弧，识别面更广，适用性更强，使用更加安全。
附图说明
图1为本发明提出的一种故障电弧的检测方法的工作流程图；
图2为本发明提出的一种故障电弧的检测方法的电压检测电路的电路图；
图3为本发明提出的一种故障电弧的检测方法的电压过零点检测电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种故障电弧的检测方法，包括以下步骤：
A、初始化自检；系统启动后进行自检，自检成功后开始工作；
B、线路信号采集；通过视频采集电路直接监测线路，对线路的实时温度进行检测，实时捕捉线路是否产生明火，判断是否发生故障电弧，通过电流检测电路对线路的实时电流进行监测，通过烟雾传感器和温湿度传感器对线路的温度和烟雾值进行监测，通过电压过零点检测电路对线路过零点的时间进行监测；
C、电流信号处理；通过电流检测电路实时监测的电流值经过四阶小波变换后得到方差值，并通过电压过零点检测电路记录电压过零点时的电流值；
D、线路故障判断；将步骤B中的采集信号和步骤C中的处理信号与设定值进行比较判断，判断为故障电弧则进行下一步，反之，未发生故障电弧则返回步骤B，判断故障电弧的方式包括以下三种：
当视频采集电路检测到有光信号，且烟雾传感器检测的烟雾值超过了设定值，且电压过零点检测电路和电流检测电路检测的电压过零点时的电流不为零，则发生故障电弧；
当视频采集电路检测到有光信号，且电压过零点检测电路和电流检测电路检测的电压过零点时的电流发生突变，且电流检测电路检测的电流四阶小波变换方差值超过设定值，则发生故障电弧；
当电流检测电路检测的电流值大于三倍线路额定电流，且电压过零点检测电路和电流检测电路检测的电流四阶小波变换方差值超过设定值，则发生故障电弧；
E、故障报警保护；判断为故障电弧后，系统发出声光警报并且切断线路电源，且将警报信号发送至服务器；
上述故障电弧的检测方法包括电路检测系统，用于基于线路采集的各个信号值确定用作判断故障电弧的参考数据的参考信号值，从而执行切断线路电源和报警动作，电路检测系统包括视频采集电路、烟雾传感器、电压过零点检测电路、电流检测电路、温湿度检测电路和继电器回路。
视频采集电路包括热成像摄像头和红外摄像头，视频采集电路设置在待测线路的周围，用于基于热成像摄像头和红外摄像头对整个线路进行温度和图像数据的监测；
电流检测电路设置在待测线路上，用于基于电流互感作用检测待测线路的电流值；
电压过零点检测电路设置在待测线路上，用于检测待测线路电压过零点的时刻，并配合电流检测电路检测电压过零点时刻的电流值。
烟雾传感器和温湿度传感器设置在待测线路的周围，用于检测待测线路的温度和周围烟雾值；
继电器回路设置在待测线路的主线路上，用于防止电火灾发生而快速切断线路电源。
本发明在使用时，系统启动后进行自检，自检成功后开始工作，视频采集电路通过热成像摄像头和红外摄像头对整个线路进行温度和图像数据的监测，电流检测电路对待测线路的电流值进行监测，电压过零点检测电路检测待测线路电压过零点的时刻，并配合电流检测电路检测电压过零点时刻的电流值，烟雾传感器和温湿度传感器对线路的温度以及周围烟雾值进行监测，当线路发生故障电弧时，根据线路的串并联方式不同，存在三种检测报警保护情况：
当视频采集电路检测到有光信号，且烟雾传感器检测的烟雾值超过了设定值，且电压过零点检测电路和电流检测电路检测的电压过零点时的电流不为零，则发生故障电弧，继电器回路工作快速切断线路电源并报警；
当视频采集电路检测到有光信号，且电压过零点检测电路和电流检测电路检测的电压过零点时的电流发生突变，且电流检测电路检测的电流四阶小波变换方差值超过设定值，则发生故障电弧，继电器回路工作快速切断线路电源并报警；
当电流检测电路检测的电流值大于三倍线路额定电流，且电压过零点检测电路和电流检测电路检测的电流四阶小波变换方差值超过设定值，则发生故障电弧，继电器回路工作快速切断线路电源并报警。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种故障电弧的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、初始化自检；系统启动后进行自检，自检成功后开始工作；
B、线路信号采集；通过视频采集电路直接监测线路，对线路的实时温度进行检测，实时捕捉线路是否产生明火，判断是否发生故障电弧，通过电流检测电路对线路的实时电流进行监测，通过烟雾传感器和温湿度传感器对线路的温度和烟雾值进行监测，通过电压过零点检测电路对线路过零点的时间进行监测；
C、电流信号处理；通过电流检测电路实时监测的电流值经过四阶小波变换后得到方差值，并通过电压过零点检测电路记录电压过零点时的电流值；
D、线路故障判断；将步骤B中的采集信号和步骤C中的处理信号与设定值进行比较判断，判断为故障电弧则进行下一步，反之，未发生故障电弧则返回步骤B；
E、故障报警保护；判断为故障电弧后，系统发出声光警报并且切断线路电源，且将警报信号发送至服务器；
上述故障电弧的检测方法包括电路检测系统，用于基于线路采集的各个信号值确定用作判断故障电弧的参考数据的参考信号值，从而执行切断线路电源和报警动作，所述电路检测系统包括视频采集电路、烟雾传感器、电压过零点检测电路、电流检测电路、温湿度检测电路和继电器回路。
2.根据权利要求1所述的一种故障电弧的检测方法，其特征在于，在步骤D中，当视频采集电路检测到有光信号，且烟雾传感器检测的烟雾值超过了设定值，且电压过零点检测电路和电流检测电路检测的电压过零点时的电流不为零，则发生故障电弧。
3.根据权利要求1所述的一种故障电弧的检测方法，其特征在于，在步骤D中，当视频采集电路检测到有光信号，且电压过零点检测电路和电流检测电路检测的电压过零点时的电流发生突变，且电流检测电路检测的电流四阶小波变换方差值超过设定值，则发生故障电弧。
4.根据权利要求1所述的一种故障电弧的检测方法，其特征在于，在步骤D中，当电流检测电路检测的电流值大于三倍线路额定电流，且电压过零点检测电路和电流检测电路检测的电流四阶小波变换方差值超过设定值，则发生故障电弧。
5.根据权利要求1所述的一种故障电弧的检测方法，其特征在于，所述视频采集电路包括热成像摄像头和红外摄像头，所述视频采集电路设置在待测线路的周围，用于基于热成像摄像头和红外摄像头对整个线路进行温度和图像数据的监测；
所述电流检测电路设置在待测线路上，用于基于电流互感作用检测待测线路的电流值；
所述电压过零点检测电路设置在待测线路上，用于检测待测线路电压过零点的时刻，并配合电流检测电路检测电压过零点时刻的电流值。
6.根据权利要求1所述的一种故障电弧的检测方法，其特征在于，所述烟雾传感器和温湿度传感器设置在待测线路的周围，用于检测待测线路的温度和周围烟雾值；
所述继电器回路设置在待测线路的主线路上，用于防止电火灾发生而快速切断线路电源。
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