发明内容
本发明为解决上述技术问题,提供了一种漏电保护方法、装置和充电桩,能够提高漏电保护的效率和可靠性。
本发明采用的技术方案如下:
一种漏电保护方法,包括以下步骤:将整周期的剩余电流信号平分为两个半周期的剩余电流信号,并将所述两个半周期的剩余电流信号分别对应输入两个处理器中以进行并行处理;每个所述处理器根据输入其中的半周期的剩余电流信号进行初步的波形判断和进行有效值估算,并根据初步的波形判断结果选择对应的第一比较阈值,以及根据估算的有效值和所述第一比较阈值输出对应的脱扣信号;根据两个所述处理器的初步的波形判断结果判断整周期的剩余电流信号的波形;计算整周期的剩余电流信号的有效值;根据整周期的波形选择对应的第二比较阈值、第三比较阈值和脱扣时间,并根据计算的有效值、所述第二比较阈值、所述第三比较阈值和所述脱扣时间输出对应的脱扣信号。
根据输入其中的半周期的剩余电流信号进行初步的波形判断和进行有效值估算,具体包括:获取半周期的剩余电流信号的最大值和最小值;获取所述半周期的剩余电流信号中每个电流数据与所述最大值的第一差值和与所述最小值的第二差值,并将所述第一差值和所述第二差值分别与预设范围进行比较;如果每个所述第一差值均在所述预设范围之内,则赋值第一判断结果信号,并将所述半周期的剩余电流信号中电流数据的平均值作为估算的有效值;如果部分所述第一差值在所述预设范围之外,且部分所述第二差值在所述预设范围之内,则赋值第二判断结果信号,并将1/2的所述最大值作为估算的有效值;如果部分所述第一差值在所述预设范围之外,且不存在部分所述第二差值在所述预设范围之内,则赋值第三判断结果信号,并将
的所述最大值作为估算的有效值。
根据两个所述处理器的初步的波形判断结果判断整周期的剩余电流信号的波形,具体包括:如果两个所述处理器均赋值所述第一判断结果信号,则判定整周期的剩余电流信号为平滑直流波;如果两个所述处理器均赋值所述第三判断结果信号,则判定整周期的剩余电流信号为正弦波或正弦波叠加平滑直流波;如果两个所述处理器未均赋值所述第一判断结果信号,且未均赋值所述第三判断结果信号,则判定整周期的剩余电流信号为脉动直流波或脉动直流波叠加平滑直流波。
如果整周期的剩余电流信号为非正弦波,则还计算整周期的剩余电流信号的平均值,并根据计算的平均值以及整周期的剩余电流信号为平滑直流波时所对应的第二比较阈值、第三比较阈值和脱扣时间输出对应的脱扣信号。
其中,当赋值第一判断结果信号时,对应的第一比较阈值为10*IΔn;当赋值第二判断结果信号时,对应的第一比较阈值为7*IΔn;当赋值第三判断结果信号时,对应的第一比较阈值为5*IΔn,其中,所述IΔn为额定剩余动作电流。
其中,整周期的剩余电流信号为平滑直流波时,对应的第二比较阈值、第三比较阈值和脱扣时间为4*IΔn、10*IΔn和5个周期,或6mA、4*IΔn和10个周期;整周期的剩余电流信号为正弦波或正弦波叠加平滑直流波时,对应的第二比较阈值、第三比较阈值和脱扣时间为2*IΔn、5*IΔn和5个周期,或IΔn、2*IΔn和10个周期;整周期的剩余电流信号为脉动直流波或脉动直流波叠加平滑直流波时,对应的第二比较阈值、第三比较阈值和脱扣时间为2.8*IΔn、7*IΔn和5个周期,或1.4*IΔn、2.8*IΔn和10个周期。
一种漏电保护装置,包括:信号划分模块,所述信号划分模块用于将整周期的剩余电流信号平分为两个半周期的剩余电流信号;第一处理器和第二处理器,所述第一处理器和所述第二处理器用于分别对应接收所述两个半周期的剩余电流信号,并进行并行处理,其中,所述第一处理器或所述第二处理器根据输入其中的半周期的剩余电流信号进行初步的波形判断和进行有效值估算,并根据初步的波形判断结果选择对应的第一比较阈值,以及根据估算的有效值和所述第一比较阈值输出对应的脱扣信号;第三处理器,所述第三处理器用于根据所述第一处理器和所述第二处理器的初步的波形判断结果判断整周期的剩余电流信号的波形,并计算整周期的剩余电流信号的有效值,以及根据整周期的波形选择对应的第二比较阈值、第三比较阈值和脱扣时间,并根据计算的有效值、所述第二比较阈值、所述第三比较阈值和所述脱扣时间输出对应的脱扣信号。
所述第一处理器或所述第二处理器具体用于:获取半周期的剩余电流信号的最大值和最小值;获取所述半周期的剩余电流信号中每个电流数据与所述最大值的第一差值和与所述最小值的第二差值,并将所述第一差值和所述第二差值分别与预设范围进行比较;如果每个所述第一差值均在所述预设范围之内,则赋值第一判断结果信号,并将所述半周期的剩余电流信号中电流数据的平均值作为估算的有效值;如果部分所述第一差值在所述预设范围之外,且部分所述第二差值在所述预设范围之内,则赋值第二判断结果信号,并将1/2的所述最大值作为估算的有效值;如果部分所述第一差值在所述预设范围之外,且不存在部分所述第二差值在所述预设范围之内,则赋值第三判断结果信号,并将
的所述最大值作为估算的有效值。
所述第三处理器具体用于:如果所述第一处理器和所述第二处理器均赋值所述第一判断结果信号,则判定整周期的剩余电流信号为平滑直流波;如果所述第一处理器和所述第二处理器均赋值所述第三判断结果信号,则判定整周期的剩余电流信号为正弦波或正弦波叠加平滑直流波;如果所述第一处理器和所述第二处理器未均赋值所述第一判断结果信号,且未均赋值所述第三判断结果信号,则判定整周期的剩余电流信号为脉动直流波或脉动直流波叠加平滑直流波。
一种充电桩,包括上述漏电保护装置。
本发明的有益效果:
本发明通过先进行半周期剩余电流信号的并行处理,然后进行整周期剩余电流信号的处理,在半周期剩余电流信号处理时,可根据半个周期对应的估算值和阈值输出脱扣信号,能够实现大漏电电流的加速处理,由此,能够提高漏电保护的效率和可靠性。
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。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明实施例的漏电保护方法包括以下步骤:
S1,将整周期的剩余电流信号平分为两个半周期的剩余电流信号,并将两个半周期的剩余电流信号分别对应输入两个处理器中以进行并行处理。
在本发明的一个实施例中,可将B型剩余电流传感器持续采集的信号进行滤波后得到剩余电流信号,然后通过测频电路测量剩余电流信号的周期,再将一个周期的剩余电流信号平分为两个半周期的剩余电流信号,分别输入第一处理器和第二处理器。
S2,每个处理器根据输入其中的半周期的剩余电流信号进行初步的波形判断和进行有效值估算,并根据初步的波形判断结果选择对应的第一比较阈值,以及根据估算的有效值和第一比较阈值输出对应的脱扣信号。
第一处理器和第二处理器可对输入其中的半周期的剩余电流信号进行并行处理。具体地,第一处理器或第二处理器可获取半周期的剩余电流信号的最大值Imax1和最小值Imin1,然后获取半周期的剩余电流信号中每个电流数据与最大值Imax1的第一差值和与最小值Imin1的第二差值,并将第一差值和第二差值分别与预设范围δ进行比较。如果每个第一差值均在预设范围δ之内,则赋值第一判断结果信号,并将半周期的剩余电流信号中电流数据的平均值作为估算的有效值;如果部分第一差值在预设范围δ之外,且部分第二差值在预设范围δ之内,则赋值第二判断结果信号,例如赋值1,并将1/2的最大值作为估算的有效值;如果部分第一差值在预设范围δ之外,且不存在部分第二差值在预设范围δ之内,则赋值第三判断结果信号,例如赋值0,并将
的最大值作为估算的有效值。其中,当赋值第一判断结果信号时,对应的第一比较阈值为10*IΔn;当赋值第二判断结果信号时,对应的第一比较阈值为7*IΔn;当赋值第三判断结果信号时,对应的第一比较阈值为5*IΔn,其中,IΔn为额定剩余动作电流。预设范围δ可减小数据采集不准确带来的误判断,预设范围δ可为[-2.5mA,2.5mA]。
在本发明的一个具体实施例中,第一处理器中如果每个电流数据与最大值Imax1的差值均在预设范围δ之内,则赋值E为2,同时计算电流数据的平均值,如果电流数据的平均值大于10*IΔn,则通过出口1输出脱扣信号;如果存在1/8周期的电流数据与最大值Imax1的差值在预设范围δ之外,且存在1/8周期的电流数据与最小值Imin1的差值在预设范围δ之内,则赋值E为1,同时判断1/2Imax1是否大于7*IΔn,如果1/2Imax1大于7*IΔn,则通过出口1和出口2输出脱扣信号;如果存在1/8周期的电流数据与最大值Imax1的差值在预设范围δ之外,且不存在至少1/8周期的电流数据与最小值Imin1的差值在预设范围δ之内,则赋值E为0,同时判断
是否大于5*IΔn,如果
大于5*IΔn,则通过出口1和出口2输出脱扣信号。其中,出口1输出脱扣信号与出口1和出口2均输出脱扣信号,分别对应平滑直流波漏电与非平滑直流波漏电的脱扣类型。
第二处理器中的处理逻辑与第一处理器相同,区别在于在第二处理器中对F进行赋值。
S3,根据两个处理器的初步的波形判断结果判断整周期的剩余电流信号的波形。
具体地,如果两个处理器均赋值第一判断结果信号,即E和F均为2,则判定整周期的剩余电流信号为平滑直流波;如果两个处理器均赋值第三判断结果信号,即E和F均为0,则判定整周期的剩余电流信号为正弦波或正弦波叠加平滑直流波;如果两个处理器未均赋值第一判断结果信号,且未均赋值第三判断结果信号,即E和F既不同时为2也不同时为0,则判定整周期的剩余电流信号为脉动直流波或脉动直流波叠加平滑直流波。
S4,计算整周期的剩余电流信号的有效值。
S5,根据整周期的波形选择对应的第二比较阈值、第三比较阈值和脱扣时间,并根据计算的有效值、第二比较阈值、第三比较阈值和脱扣时间输出对应的脱扣信号。
此外,如果整周期的剩余电流信号为非正弦波,则还可计算整周期的剩余电流信号的平均值,并根据计算的平均值以及整周期的剩余电流信号为平滑直流波时所对应的第二比较阈值、第三比较阈值和脱扣时间输出对应的脱扣信号。
其中,整周期的剩余电流信号为平滑直流波时,对应的第二比较阈值、第三比较阈值和脱扣时间为4*IΔn、10*IΔn和5个周期,或6mA、4*IΔn和10个周期;整周期的剩余电流信号为正弦波或正弦波叠加平滑直流波时,对应的第二比较阈值、第三比较阈值和脱扣时间为2*IΔn、5*IΔn和5个周期,或IΔn、2*IΔn和10个周期;整周期的剩余电流信号为脉动直流波或脉动直流波叠加平滑直流波时,对应的第二比较阈值、第三比较阈值和脱扣时间为2.8*IΔn、7*IΔn和5个周期,或1.4*IΔn、2.8*IΔn和10个周期。
也就是说,当整周期的剩余电流信号为平滑直流波时,比较计算的有效值Ir是否连续5个周期均大于4*IΔn且小于10*IΔn,或连续10个周期均大于6mA且小于4*IΔn,如果是,则通过出口1输出脱扣信号。
当整周期的剩余电流信号为正弦波或正弦波叠加平滑直流波时,比较计算的有效值Ir是否连续5个周期均大于2*IΔn且小于5*IΔn,或连续10个周期均大于IΔn且小于2*IΔn,如果是,则通过出口1和出口2输出脱扣信号;同时比较计算的平均值Iav1是否连续5个周期均大于4*IΔn且小于10*IΔn,或连续10个周期均大于6mA且小于4*IΔn,如果是,则通过出口1输出脱扣信号。
当整周期的剩余电流信号为脉动直流波或脉动直流波叠加平滑直流波时,比较计算的有效值Ir是否连续5个周期均大于2.8*IΔn且小于7*IΔn,或连续10个周期均大于1.4*IΔn且小于2.8*IΔn,如果是,则通过出口1和2输出脱扣信号;同时比较计算的平均值Iav2是否连续5个周期均大于4*IΔn且小于10*IΔn,或连续10个周期均大于6mA且小于4*IΔn,如果是,则通过出口1输出脱扣信号。
根据本发明实施例的漏电保护方法,通过先进行半周期剩余电流信号的并行处理,然后进行整周期剩余电流信号的处理,在半周期剩余电流信号处理时,可根据半个周期对应的估算值和阈值输出脱扣信号,能够实现大漏电电流的加速处理,由此,能够提高漏电保护的效率和可靠性。
对应上述实施例的漏电保护方法,本发明还提出一种漏电保护装置。
如图2所示,本发明实施例的漏电保护装置包括信号划分模块10、第一处理器20、第二处理器30和第三处理器40。其中,信号划分模块10用于将整周期的剩余电流信号平分为两个半周期的剩余电流信号;第一处理器20和第二处理器30用于分别对应接收两个半周期的剩余电流信号,并进行并行处理,其中,第一处理器20或第二处理器30根据输入其中的半周期的剩余电流信号进行初步的波形判断和进行有效值估算,并根据初步的波形判断结果选择对应的第一比较阈值,以及根据估算的有效值和第一比较阈值输出对应的脱扣信号;第三处理器40用于根据第一处理器20和第二处理器30的初步的波形判断结果判断整周期的剩余电流信号的波形,并计算整周期的剩余电流信号的有效值,以及根据整周期的波形选择对应的第二比较阈值、第三比较阈值和脱扣时间,并根据计算的有效值、第二比较阈值、第三比较阈值和脱扣时间输出对应的脱扣信号。
具体地,第一处理器20或第二处理器30可用于:获取半周期的剩余电流信号的最大值和最小值,然后获取半周期的剩余电流信号中每个电流数据与最大值的第一差值和与最小值的第二差值,并将第一差值和第二差值分别与预设范围进行比较;如果每个第一差值均在预设范围之内,则赋值第一判断结果信号,并将半周期的剩余电流信号中电流数据的平均值作为估算的有效值;如果部分第一差值在预设范围之外,且部分第二差值在预设范围之内,则赋值第二判断结果信号,并将1/2的最大值作为估算的有效值;如果部分第一差值在预设范围之外,且不存在部分第二差值在预设范围之内,则赋值第三判断结果信号,并将
的最大值作为估算的有效值。
具体地,第三处理器40可用于:如果第一处理器20和第二处理器30均赋值第一判断结果信号,则判定整周期的剩余电流信号为平滑直流波;如果第一处理器20和第二处理器30均赋值第三判断结果信号,则判定整周期的剩余电流信号为正弦波或正弦波叠加平滑直流波;如果第一处理器20和第二处理器30未均赋值第一判断结果信号,且未均赋值第三判断结果信号,则判定整周期的剩余电流信号为脉动直流波或脉动直流波叠加平滑直流波。
此外,第三处理器40在判断整周期的剩余电流信号为非正弦波时,还可计算整周期的剩余电流信号的平均值,并根据计算的平均值以及整周期的剩余电流信号为平滑直流波时所对应的第二比较阈值、第三比较阈值和脱扣时间输出对应的脱扣信号。
本发明实施例的漏电保护装置更具体的实施方式可参照上述漏电保护方法的相关实施例,在此不再赘述。
根据本发明实施例的漏电保护装置,先通过第一处理器和第二处理器进行半周期剩余电流信号的并行处理,然后通过第三处理器进行整周期剩余电流信号的处理,在半周期剩余电流信号处理时,可根据半个周期对应的估算值和阈值输出脱扣信号,能够实现大漏电电流的加速处理,由此,能够提高漏电保护的效率和可靠性。
对应上述实施例的漏电保护装置,本发明还提出一种充电桩。
本发明实施例的充电桩,包括本发明上述任一实施例提出的漏电保护装置。
根据本发明实施例的充电桩,漏电保护的效率和可靠性较高。
在本发明的描述中,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。“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
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,或成一体;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或两个元件的相互作用关系。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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。