CN112763857B - 故障电弧检测方法及其产品 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种故障电弧检测方法及其产品。故障电弧检测方法包括以下步骤：获取待测线路的电流等级中的负载电流最大量程；获取集成所述最大量程范围内的多个子量程对应的多个分析单元；判断采集的故障电弧波形对应的子量程；启动所述子量程对应的分析单元，对采集的故障电弧波形特征进行分析。解决了故障电弧检测设备检测时，对于不同负载电流区域的故障电弧需要更换不同的采集部分和分析部分，影响检测效率的问题。通过选择负载电流最大量程的采集模块和设置有多个分析单元于一体的处理模块，实现采集模块能够采集最大量程内多个子量程的故障电弧波形，并且启动对应的分析单元分析处理，不仅保证检测精度，又能提高检测效率。

Description

故障电弧检测方法及其产品

技术领域

本发明属于电力电气设备技术领域，具体涉及一种故障电弧检测方法及其产品。

背景技术

故障电弧检测产品可以对线路上产生的电弧进行检测，通过采集电弧的信号，并且分析电弧信号，对电弧进行判断，进而避免故障电弧带来的危害。现有的故障电弧检测产品主要包括两部分，采集部分主要用于采集线路上的电弧的信号，分析部分对采集的电弧的信号进行分析。

由于检测线路的故障电弧检测量程由在回路上使用负载的电流大小和数量决定，在不同的负载影响下，回路产生故障电弧时，对故障电弧信号的消散回路影响不同，导致故障电弧波形在不同的负载电流的使用区域内的特征不同，为了保证故障电弧波形特征的准确性，需要选择合适的故障电弧检测设备的负载电流量程。现有的故障电弧检测设备检测末级回路电流量程包括十六、二十五、三十二和六十三安培，故障电弧检测设备的一部分采集对应区域内的故障电弧波形，对应的另一部分对采集的故障电弧的波形进行分析；而选择故障电弧检测设备的采集部分具有较大量程时，导致故障电弧检测设备的分析部分的波形分析不准确，选择故障电弧检测设备的采集部分具有较小量程，则故障电弧检测设备无法对较大电流区域的负载故障电弧的波形进行采集，因此对于不同回路内负载电流大小时，需要实时更换故障电弧检测设备。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种故障电弧检测方法及其产品，解决了故障电弧检测设备检测时，对于不同负载电流区域的故障电弧需要更换不同的故障电弧波形的分析部分，影响检测效率的问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种故障电弧检测方法，包括以下步骤：

获取待测线路的电流等级中的负载电流最大量程，采集待测线路中的故障电弧波形；

获取集成所述最大量程范围内的多个子量程对应的多个分析单元；

判断采集的故障电弧波形对应的子量程；

启动所述子量程对应的分析单元，对采集的故障电弧波形特征进行分析。

可选的，所述待测线路的电流等级包括第一级和第二级；

所述第一级能够分成多个所述第二级，且所述第一级的负载电流量程大于所述第二级的负载电流量程。

可选的，所述分析单元是指，用于对采集的故障电弧特征处理和计算的软件程序。

可选的，还包括：

对采集的故障电弧波形进行硬件波形滤波。

可选的，还包括：

启动所述子量程对应的分析单元之前，对采集的故障电弧进行软件滤波处理。

本发明提供了一种故障电弧检测产品，包括：

采集模块，用于采集待测线路中故障电弧波形特征，且所述采集模块具有预设电流等级中的负载电流最大量程；

处理模块，用于对采集的故障电弧特征进行分析，且所述处理模块集成所述最大量程内的多个子量程对应的多个分析单元；

判断模块，用于判断采集的故障电弧波形对应的子量程，且启动对应的分析单元对采集的故障电弧波形特征进行分析。

可选的，所述采集模块包括电弧互感器和/或剩余电流互感器。

可选的，所述采集模块还包括放大电路和滤波电路，用于对所述故障电弧波形进行硬件滤波。

可选的，所述处理模块包括芯片，多个所述分析单元集成在所述芯片上。

可选的，所述处理模块包括程序滤波单元，用于对采集的故障电弧进行软件滤波。

本发明所述的一种故障电弧检测方法及其产品，通过获取待测电路的电流等级选择负载电流最大量程与获取集成最大量程范围内的多个子量程对应的多个分析单元，实现能够预设电流等级中采集到最大量程内的多个子量程的故障电弧波形，又能启动对应的分析单元对波形进行分析，每个分析单元可以对其对应的子量程内的故障电弧进行精准分析，不需要对不同负载电流的子量程对应更换不同的处理模块，不仅保证故障电弧波形检测的精度，又能提高检测效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的故障电弧检测方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的故障电弧检测产品的示意图。

1、采集模块；2、处理模块；3、判断模块；11、互感器；12、放大电路；13、滤波电路；21、芯片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的故障电弧检测方法及其产品进行详细描述。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的故障电弧检测方法的流程图。

如图1所示，本发明实施例提供了一种故障电弧检测方法，包括以下步骤：

S101获取待测线路的电流等级中的负载电流最大量程；

S102获取集成所述最大量程范围内的多个子量程对应的多个分析单元；

S103判断采集的故障电弧波形对应的子量程；

S104启动所述子量程对应的分析单元，对采集的故障电弧波形特征进行分析。

其中，通过根据待测电路的电流等级选择负载电流最大量程与集成最大量程范围内的多个子量程对应的多个分析单元，实现能够采集到最大量程内的多个子量程的故障电弧波形，又能启动对应的分析单元对波形进行分析，多个分析单元可以对应对多个子量程内的故障电弧进行精准分析，不需要对不同负载电流的子量程对应更换不同的分析单元，不仅保证故障电弧波形检测的精度，又能提高检测效率。

由于待测回路电流量程由在回路上使用负载的电流决定，在不同量程的负载下，回路产生故障电弧时，故障电弧信号的消散回路影响不同，通过选择负载电流最大量程，可以对电流等级内所有的负载电流的待测线路的故障电弧进行采集，保证了采集故障电弧的特征准确性。并且设置有多个分析单元，可以采用对应的子量程对应的分析单元对故障电弧进行分析，保证故障电弧波形分析的精度，方便产品生产管理及现场维护。

具体的，步骤101中，根据待测线路的电流等级选择负载电流最大量程，已知待测线路的电流等级包括第一级和第二级，第一级能够分成多个第二级，第一级的负载电流值大于第二级的负载电流值，也即根据选择的电流等级，再选择负载电流最大的量程；例如，电流等级为线路的第二级，也是线路的末级，线路末级电流最大量程为六十三安培，最大量程内包括十六安培、二十五安培、三十二安培等几个子量程，因此选用的负载电流最大量程为六十三安培。再例如，电流等级为线路的第一级，也即线路的初级，线路初级最大量程为六千三百安培，最大量程内包括一百五十安培、六百三十安培、一千二百五十安培、四千安培和六千三百安培等几个子量程，因此选择的负载电流最大量程为六千三百安培。

其中，子量程十六安培对应的分析单元是指，回路负载电流在0-十六安培之间，均是子量程十六安培对应的分析单元；子量程二十五安培对应的分析单元是指，回路负载电流在十六-二十五安培之间，均是子量程十六安培对应的分析单元；子量程三十二安培对应的分析单元是指，回路负载电流在二十五-三十二安培之间，均是子量程三十二安培对应的分析单元；子量程六十三安培对应的分析单元是指，回路负载在三十二-六十三安培，均是子量程六十三安培对应的分析单元。

其中，待测电流的电流等级中的第一级和第二级概念并不仅限于上述提到的电流等级。

具体的，步骤102中，集成最大量程范围内的多个子量程对应的多个分析单元，多个分析单元能够分别对最大量程范围内的多个子量程的采集的故障电弧的波形进行分析和处理。例如，最大量程范围为六十三安培，子量程包括十六安培、二十五安培、三十二安培，也即处理模块2具有子量程为十六安培对应的分析单元、具有子量程为二十五安培对应的分析单元和具有子量程为三十二安培对应的分析单元。以采集回路的负载电流为五安培为例，最大量程为六十三安培的采集模块1采集回路的故障电弧，十六安培对应的分析单元启动对故障电弧波形特征进行分析。

具体的，步骤103中，判断采集的故障电弧波形对应的子量程，也即判断实际采集的故障电弧波形对应的负载电流的子量程。例如，当实际采集的末级回路中的故障电弧，选择的最大量程为六十三安培，实际检测到的负载电流子量程为十六安培，也即判断出采集的故障电弧波形对应的子量程为十六安培。

具体的，步骤104中，启动子量程对应的分析单元对采集的故障电弧波形特征进行分析,也即在确定采集的故障电弧波形对应的子量程后，启动子量程对应的分析单元，精准的对故障电弧波形进行分析和处理；例如，当实际采集的末级回路中的故障电弧，选择的最大量程为六十三安培，实际检测到的负载电流子量程为十六安培，也即判断出采集模块1采集的故障电弧波形对应的子量程为十六安培，启动十六安培对应的分析单元，对采集的故障电弧波形特征进行分析和处理，保证对故障电弧波形处理的精准度。

综上，以待测线路的电流等级为末级为例，负载电流在零-六十三安培之间，也即末级回路的负载电流最大量程是六十三安培，选择六十三安培负载量程的采集模块1；由于负载电流最大量程内包括子量程包括十六安培、二十五安培、三十二安培和六十三安培，也即处理模块2上集成十六安培对应的分析单元、二十五安培对应的分析单元、三十二安培分析单元和六十三安培分析单元；待测回路的负载电流为二十安培时，采集模块1采集故障电弧的波形，对应的子量程为二十五安培，启动处理模块2的二十五安培对应的分析单元对故障电弧进行分析。

可选的，分析单元是指，用于对故障电弧特征处理和计算的软件程序。

其中，分析单元用于对故障电弧特征进行处理和计算，实现对故障电弧波形进行处理。

分析单元也即计算机软件程序，子量程启动对应的分析单元的计算程序，实现软件程序对故障电弧的波形进行计算分析。

可选的，对采集的故障电弧波形进行硬件波形滤波。

具体的，通过对采集的故障电弧进行硬件波形滤波，保证采集的故障电弧的波形特征经过初步的波形滤整，以使采集的故障电弧的波形特征更加明显，提高后续波形检测的精度。

可选的，启动所述子量程对应的分析单元之前，对采集的故障电弧进行软件滤波处理。

具体的，在启动分析单元对采集的故障电弧进行处理之前，采用软件对故障电弧的波形进行处理，保证故障电弧进行分析处理前，进行波形滤整，保证故障电弧的波形特征，保证波形检测的精度。

值得一提的是，在启动分析单元对故障电弧进行波形处理之前，可以既采用硬件滤波，又采用软件滤波，实现对采集的故障电弧进行双重滤波处理，避免过于依赖单一的滤波形式，保证故障电弧波形的滤整效果，进而保证分析单元能够对滤波后的故障电弧的波形特征能够进行更精准的分析，提高检测精度。

实施例二

图2为本发明实施例提供的故障电弧检测产品的示意图。

如图2所示，本发明提供了一种故障电弧检测产品，包括

采集模块1，用于采集待测线路中故障电弧波形特征，且所述采集模块1具有预设电流等级中的负载电流最大量程；

处理模块2，用于对采集的故障电弧特征进行分析，且所述处理模块2集成所述最大量程内的多个子量程对应的多个分析单元；

判断模块3，用于判断采集的故障电弧波形特征对应的子量程，且启动对应的分析单元对采集的故障电弧波形特征进行分析。

通过根据待测电路的电流等级选择负载电流最大量程的采集模块1，与集成最大量程范围内的多个子量程对应的多个分析单元于一体的处理模块2，实现采集模块1能够采集到最大量程内的多个子量程的故障电弧波形，又能启动对应的处理模块2的分析单元对波形进行分析，多个分析单元可以对应对多个子量程内的故障电弧进行精准分析，不需要对不同负载电流的子量程对应更换不同的分析单元，不仅保证故障电弧波形检测的精度，又能提高检测效率。

可选的，所述采集模块1包括电弧互感器和/或剩余电流互感器。

具体的，通过互感器11对待测电路中的故障电弧的波形进行采集。

其中一个实施例中，互感器11包括电弧互感器。

电弧互感器对待测线路中的故障电弧特征进行检测，实现故障电弧采集检测的目的。

值得一提的是，采集模块1可以是故障电弧探测器，故障电弧探测器对待测回路的故障电弧进行采集，故障电弧探测器包括电弧互感器，电弧互感器可以是内置在故障电弧探测器内，也可以是外置。值得一提的是，故障电弧探测器检测回路相数可以是单相也可以是三相。

另一个实施例中，互感器11包括电弧互感器和剩余电流互感器。

其中，互感器11中的电弧互感器对待测线路中的故障电弧特征进行检测，实现达到故障电弧检测的目的。而剩余电流互感器对待测线路中的剩余电流特征进行检测。

值得一提的是，采集模块1可以是多功能防火探测器，多功能防火探测器包括电弧互感器和剩余电流互感器，电弧互感器对待测电路的故障电弧进行检测，剩余电流互感器对待测线路中的剩余电流进行检测，实现对待测线路进行多方位保护，避免电气火灾发生和扩大。电弧互感器、剩余电流互感器可以是内置在多功能防火探测器内，也可以是外置，多功能防火探测器检测回路相数可以是单相也可以是三相。

可选的，所述采集模块1还包括放大电路12和滤波电路13，用于对所述故障电弧波形进行波形处理和硬件滤波。

其中，通过在采集模块1上设置有放大电路12和滤波电路13，实现对采集模块1采集的故障电弧波形进行放大和过滤，实现初步的波形处理，减轻软件处理波形特征的负担，提高波形检测的精度。

值得一提是，放大电路12和滤波电路13为现有常规滤波处理的放大电路12和滤波电路13即可，只要能够实现对互感器11采集的故障电弧波形进行初步处理和过滤即可，有利于分析单元对故障电弧的波形分析更加精准。

其中，滤波电路13常用于滤去整流输出电压中的波纹，一般有电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器，或与负载串联电感器，以及由电容、电感组成的各种复式滤波电路13。

其中，放大电路12将输入的微弱信号放大到所需要的幅度值与原输入信号变化规律一致的信号，即进行不失真的放大，放大电路12的本质是能量的控制和转换；通常由信号源、晶体三极管构成的放大器及负载组成。也即放大电流对故障电弧的波形信号进行不失真放大，保证分析单元对故障电弧波形特征的分析。

可选的，所述处理模块2包括芯片21，多个所述分析单元集成在所述芯片21上。

通过将多个分析单元集成在芯片21上，实现在芯片21上集成多个处理程序，在采集模块1采集故障电弧信号后，启动芯片21上子程序对应的分析单元，以使对应的分析单元对采集的故障电弧波形进行处理和计算。

可选的，所述处理模块2包括程序滤波单元，用于对采集的故障电弧进行软件滤波。

其中，通过在分析单元包括有程序滤波单元，实现软件对故障电弧的波形进行滤波处理，双重滤波处理，实现对故障电弧的波形最佳的处理效果。

值得一提的是，程序滤波单元也即软件滤波最常见的滤波算法，例如：限幅滤波法、中位值滤波法、算数平均滤波法和递推平均滤波法等。

综上所述，本发明所述的一种故障电弧检测方法及其产品，通过根据待测电路的电流等级选择负载电流最大量程的采集模块1与集成最大量程范围内的多个子量程对应的多个分析单元于一体的处理模块2，实现采集模块1能够采集到最大量程内的多个子量程的故障电弧波形，又能启动对应的处理模块2的分析单元对波形进行分析，多个分析单元可以对应对多个子量程内的故障电弧进行精准分析，不需要对不同负载电流的子量程对应更换不同的分析单元，不仅保证故障电弧波形检测的精度，又能提高检测效率。

以上，仅为本发明的具体实施例，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种故障电弧检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取待测线路的电流等级中的负载电流最大量程，采集待测线路中的故障电弧波形；

获取集成所述最大量程范围内的多个子量程对应的多个分析单元；

判断采集的故障电弧波形对应的子量程；

启动所述子量程对应的分析单元，对采集的故障电弧波形特征进行分析。

2.根据权利要求1所述故障电弧检测方法，其特征在于，所述待测线路的电流等级包括第一级和第二级；

所述第一级能够分成多个所述第二级，且所述第一级的负载电流量程大于所述第二级的负载电流量程。

3.根据权利要求1所述故障电弧检测方法，其特征在于，所述分析单元是指，用于对采集的故障电弧特征处理和计算的软件程序。

4.根据权利要求1所述故障电弧检测方法，其特征在于，还包括：

对采集的故障电弧波形进行硬件波形滤波。

5.根据权利要求1或4任意一项所述故障电弧检测方法，其特征在于，还包括：

启动所述子量程对应的分析单元之前，对采集的故障电弧进行软件滤波处理。

6.一种故障电弧检测产品，其特征在于，包括

采集模块，用于采集待测线路中故障电弧波形特征，且所述采集模块具有预设电流等级中的负载电流最大量程；

处理模块，用于对采集的故障电弧特征进行分析，且所述处理模块集成所述最大量程内的多个子量程对应的多个分析单元；

判断模块，用于判断采集的故障电弧波形特征对应的子量程，且启动对应的分析单元对采集的故障电弧波形特征进行分析。

7.根据权利要求6所述故障电弧检测产品，其特征在于，所述采集模块包括电弧互感器和/或剩余电流互感器。

8.根据权利要求6或7任意一项所述故障电弧检测产品，其特征在于，所述采集模块还包括放大电路和滤波电路，用于对所述故障电弧波形进行波形处理和硬件滤波。

9.根据权利要求6所述故障电弧检测产品，其特征在于，所述处理模块包括芯片，多个所述分析单元集成在所述芯片上。

10.根据权利要求6所述故障电弧检测产品，其特征在于，所述处理模块包括程序滤波单元，用于对采集的故障电弧进行软件滤波。

Images