CN117148215B - 一种电源接地故障检测方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电源接地故障检测方法、装置、电子设备及存储介质，本发明通过向直流电源中加入脉冲群的方式，来实现接地故障检测，如此，即可通过检测回路中是否存在加入的脉冲扰动信号，来进行故障的初次检测，而后，在检测出回路中存在脉冲扰动信号时，则通过回路中的脉冲扰动信号，并利用双积分检测算法，来进行接地故障的二次检测，从而得出直流电源的接地故障检测结果；由此，本发明可在不影响系统运行的同时，高效，低成本的完成接地故障检测，特别适用于在浮地供电系统的接地故障检测领域中的大规模应用与推广。
Description
技术领域
本发明属于电源接地故障检测处理技术领域，具体涉及一种电源接地故障检测方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
在自动化控制领域(如石化、电力、冶金、电讯等国计民生重要领域)，越来越多的系统采用电源负极不接地的浮地供电方式，来提升低压直流供电的可靠性；同时，各个浮地供电系统需要实时检测是否存在电源接地故障(即直流电源是否存在单端接地，包括正极或负极接地)，来保证系统的稳定供电以及供电安全。
目前，各个浮地供电系统大多都是采用人工来进行电源接地故障检测，其存在以下不足：需要人工检测每条供电线路，不仅检测效率慢，还需要耗费大量的人力，导致成本较高；同时，在检测时，需要对系统进行停机处理，如此，则会影响整个自动控制系统的运行，从而给企业带来经济损失；基于此，如何在不影响系统运行的同时，来快速、准确地进行接地故障检测，已成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电源接地故障检测方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中采用人工检测电源接地故障所存在的需要系统停机、效率慢以及成本高的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，提供了一种电源接地故障检测方法，应用于直流浮地供电系统中直流电源的接地故障检测，其中，所述直流电源的电源信号中按照预设间隔依次添加有若干脉冲扰动信号，且所述方法包括：
获取直流电源的浮地供电回路中的脉冲扰动检测信号，并判断所述脉冲扰动检测信号中是否包含有所述脉冲扰动信号；
若是，则对所述脉冲扰动检测信号进行质量增强处理，以提高所述脉冲扰动检测信号的信噪比，得到处理后的脉冲扰动检测信号；
对所述处理后的脉冲扰动检测信号进行有效信号提取，得到有效脉冲信号；
基于所述有效脉冲信号，并利用双积分检测算法，对所述直流电源进行接地故障检测处理，以在接地故障检测处理后，得到所述直流电源的接地故障检测结果。
基于上述公开的内容，本发明采用在浮地供电系统的直流电源中加入脉冲扰动信号群的方式，来实现直流电源的接地故障检测；在实际应用时，则是通过检测直流电源的浮地供电回路中是否存在有加入的脉冲扰动信号，来判断是否可能存在接地故障，其中，若回路存在单端接地(包括短路或漏电)，则该回路对地存在通路，因此，可以在该回路中测出扰动脉冲，从而可确定出该回路可能存在接地故障；如此，即可采集回路中的脉冲扰动信号来进行故障的进一步确认；具体的，则是先将回路中采集的脉冲扰动检测信号进行质量增强处理，以提高信号的信噪比，减少信号噪声，得到处理后的脉冲扰动检测信号；然后，再从处理后的脉冲扰动检测信号中提取出有效信号，得到有效脉冲信号；最后，通过双积分检测算法和有效脉冲信号，即可得出直流电源的接地故障检测结果。
通过上述设计，本发明通过向直流电源中加入脉冲群的方式，来实现接地故障检测，如此，即可通过检测回路中是否存在加入的脉冲扰动信号，来进行故障的初次检测，而后，在检测出回路中存在脉冲扰动信号时，则通过回路中的脉冲扰动信号，并利用双积分检测算法，来进行接地故障的二次检测，从而得出直流电源的接地故障检测结果；由此，本发明可在不影响系统运行的同时，高效，低成本的完成接地故障检测，特别适用于在浮地供电系统的接地故障检测领域中的大规模应用与推广。
在一个可能的设计中，对所述脉冲扰动检测信号进行质量增强处理，以提高所述脉冲扰动检测信号的信噪比，得到处理后的脉冲扰动检测信号，包括：
对所述脉冲扰动检测信号中的各个幅值进行平方运算处理，得到预处理脉冲信号；
对所述预处理脉冲信号进行死区处理，得到所述处理后的脉冲扰动检测信号。
在一个可能的设计中，对所述处理后的脉冲扰动检测信号进行有效信号提取，得到有效脉冲信号，包括：
获取窗口截取数列，其中，所述窗口截取数列中的元素个数与所述处理后的脉冲扰动检测信号中的各个幅值一一对应，所述窗口截取数列中的任一元素为0或1，所述任一元素为1，用于表征使用信号截取窗口对所述处理后的脉冲扰动检测信号中的目标幅值进行截取，所述任一元素为0，用于表征放弃所述目标幅值，且所述目标幅值为所述任一元素对应的幅值；
利用所述窗口截取数列，对所述处理后的脉冲扰动检测信号进行信号截取，以在信号截取后，得到所述有效脉冲信号。
在一个可能的设计中，基于所述有效脉冲信号，并利用双积分检测算法，对所述直流电源进行接地故障检测处理，以在接地故障检测处理后，得到所述直流电源的接地故障检测结果，包括：
对所述有效脉冲信号进行积分处理，得到一次积分信号，并对所述一次积分信号再次进行积分处理，得到二次积分信号；
获取所述一次积分信号对应的信号曲线与所述二次积分信号对应的信号曲线在平面坐标系中围成的面积，其中，所述平面坐标系的横坐标为时间，纵坐标为一次积分信号和二次积分信号的信号幅值；
判断所述面积是否大于面积阈值；
若是，则得出所述接地故障检测结果为所述直流电源存在单端接地故障。
在一个可能的设计中，在得到所述直流电源的接地故障检测结果后，所述方法还包括：
基于所述有效脉冲信号和所述处理后的脉冲扰动检测信号，得到无效脉冲信号；
对所述有效脉冲信号和所述无效脉冲信号分别进行积分处理，以得到第一积分结果和第二积分结果；
判断所述第一积分结果与所述第二积分结果之间的比值是否小于预设阈值，或判断所述脉冲扰动检测信号中的脉冲扰动信号的数量是否小于数量阈值；
若是，则判定所述接地故障检测结果为无效结果。
在一个可能的设计中，在在对所述脉冲扰动检测信号进行质量增强处理前，在得到一次积分信号后，以及在得到二次积分信号后，所述方法还包括：
对所述脉冲扰动检测信号、所述一次积分信号以及所述二次积分信号分别进行归一化处理。
在一个可能的设计中，对脉冲扰动检测信号进行归一化处理，包括：
获取所述脉冲扰动检测信号中各个幅值的绝对值；
从各个幅值的绝对值中，选取出最大的绝对值；
判断所述最大的绝对值是否大于1；
若是，则将所述最大的绝对值作为归一化因子，否则，则将所述归一化因子取值为1；
利用所述归一化因子，对所述脉冲扰动检测信号中的各个幅值进行归一化处理，以得到归一化后的脉冲扰动检测信号。
第二方面，提供了一种电源接地故障检测装置，应用于直流浮地供电系统中直流电源的接地故障检测，其中，所述直流电源的电源信号中按照预设间隔依次添加有若干脉冲扰动信号，且所述装置包括：
信号获取单元，用于获取直流电源的浮地供电回路中的脉冲扰动检测信号，并判断所述脉冲扰动检测信号中是否包含有所述脉冲扰动信号；
信号预处理单元，用于在所述信号获取单元判断出所述脉冲扰动检测信号中包含有所述脉冲扰动信号时，对所述脉冲扰动检测信号进行质量增强处理，以提高所述脉冲扰动检测信号的信噪比，得到处理后的脉冲扰动检测信号；
信号提取单元，用于对处理后的脉冲扰动检测信号进行有效信号提取，得到有效脉冲信号；
故障检测单元，用于基于所述有效脉冲信号，并利用双积分检测算法，对所述直流电源进行接地故障检测处理，以在接地故障检测处理后，得到所述直流电源的接地故障检测结果。
第三方面，提供了另一种电源接地故障检测装置，以装置为电子设备为例，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述电源接地故障检测方法。
第四方面，提供了一种存储介质，存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述电源接地故障检测方法。
第五方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当指令在计算机上运行时，使计算机执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述电源接地故障检测方法。
有益效果：
(1)本发明通过向直流电源中加入脉冲群的方式，来实现接地故障检测，如此，即可通过检测回路中是否存在加入的脉冲扰动信号，来进行故障的初次检测，而后，在检测出回路中存在脉冲扰动信号时，则通过回路中的脉冲扰动信号，并利用双积分检测算法，来进行接地故障的二次检测，从而得出直流电源的接地故障检测结果；由此，本发明可在不影响系统运行的同时，高效，低成本的完成接地故障检测，特别适用于在浮地供电系统的接地故障检测领域中的大规模应用与推广。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电源接地故障检测方法的步骤流程示意图；
图2为本发明实施例提供的脉冲扰动检测信号、预处理脉冲信号以及处理后的脉冲扰动检测信号之间的对比示意图；
图3为本发明实施例提供的处理后的脉冲扰动检测信号的信号截取示意图；
图4为本发明实施例提供的有效信号的波形图；
图5为本发明实施例提供的一次积分信号与二次积分信号的波形图；
图6为本发明实施例提供的电源接地故障检测装置的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元，但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。
应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
实施例：
参见图1～5所示，本实施例所提供的电源接地故障检测方法，应用于直流浮地供电系统中直流电源的接地故障检测，其中，所述直流电源的电源信号中按照预设间隔依次添加有若干脉冲扰动信号；具体的，则是在直流电源的正负极到地之间，加入7个脉冲扰动信号，同时，举例任一脉冲扰动信号的脉宽为10ms，周期为30ms，且预设间隔可以但不限于为20ms；如此，即可通过检测直流电源的浮地供电回路中是否存在前述脉冲扰动信号，来进行接地故障的初次检测，并在检测出回路中存在脉冲扰动检测信号时，通过采集回路中的脉冲扰动信号，并利用双积分检测算法来评估采集的脉冲扰动信号的质量，以便基于信号质量确定出直流电源的接地故障检测结果；由此，本方法可在不影响系统运行的同时，快速且低成本的完成接地故障检测，从而保证系统可靠的运行；可选的，举例本方法可以但不限于在故障检测端侧运行，其中，故障检测端可以但不限于为个人电脑，工业电脑，可以理解的，前述执行主体并不构成对本申请实施例的限定，相应的，本方法的运行步骤可以但不限于如下述步骤S1～S4所示。
S1.获取直流电源的浮地供电回路中的脉冲扰动检测信号，并判断所述脉冲扰动检测信号中是否包含有所述脉冲扰动信号；在本实施例中，若回路存在单端接地(包括短路或漏电)，则该回路对地存在通路，因此，可以在该回路中拾取到扰动脉冲；基于此，本实施例则基于前述原理，来进行接地故障的初次检测，即：通过判断回路中采集的脉冲扰动检测信号中是否包含前述加入的脉冲扰动信号，来确定出回路是否可能存在接地故障，其中，若存在前述脉冲扰动信号，则判定回路可能存在接地故障；反之，则不存在接地故障。
在本实施例中，脉冲扰动检测信号实质就是由回路中拾取到的脉冲扰动信号所组成的；同时，可以但不限于基于传感器，来采集被测线路(即前述浮地供电回路)中的脉冲扰动信号，且举例以预设采集速率，来拾取出预设长度的脉冲扰动检测信号，从而用于接地故障检测；更进一步的，举例预设采集速率可以但不限于为1000次/s，采集的脉冲扰动检测信号的长度为320ms；如此，前述步骤S1中的脉冲扰动检测信号则包含有320个数据点；而后，即可基于前述320个数据点，来进行接地故障的二次检测。
在具体实施时，在进行二次检测前，需要先对脉冲扰动检测信号进行归一化处理、质量增强以及有效信号提取处理，以降低干扰信号对接地故障检测的影响，从而提高检测准确度；其中，前述处理过程可以但不限于如下述步骤S2和步骤S3所示。
S2.若是，则对所述脉冲扰动检测信号进行质量增强处理，以提高所述脉冲扰动检测信号的信噪比，得到处理后的脉冲扰动检测信号；在具体实施时，在进行质量增强处理前，需要对脉冲扰动检测信号进行归一化处理，以将脉冲扰动检测信号中的各个信号点调整为同一量级，从而便于后续的信号运算；可选的，前述归一化处理过程为：先获取所述脉冲扰动检测信号中各个幅值的绝对值；然后从各个幅值的绝对值中，选取出最大的绝对值，并判断所述最大的绝对值是否大于1；其中，若最大的绝对值大于1，则将所述最大的绝对值作为归一化因子，否则，则将所述归一化因子取值为1；最后，即可利用所述归一化因子，对所述脉冲扰动检测信号中的各个幅值进行归一化处理，以得到归一化后的脉冲扰动检测信号。
更进一步的，下述以一个公式来表示前述归一化处理过程：
假设脉冲扰动检测信号表示为：{x0,x1,x2,...,x319}；
那么，最大的绝对值p＝max{|x0|，|x1|,|x2|,...,|x319|}，其中，若p>1，则归一化因子a＝p，反之，a＝1；最后，对于脉冲扰动检测信号中的任一幅值，其归一化后的值yi＝xi/a，其中，i＝0,1,2,...,319。
由此通过前述阐述，即可将脉冲扰动检测信号中的各个幅值调整为-1～1之间的小数，从而将不同量级的信号调整至同一量级，方便信号之间的运算。
在完成脉冲扰动检测信号的归一化处理后，则可进行信号的质量增强处理，以提高信号的信噪比；在本实施例中，质量增强处理主要包括滤波处理以及去噪处理，其具体过程可以但不限于如下述步骤S21和步骤S22所示。
S21.对所述脉冲扰动检测信号中的各个幅值进行平方运算处理，得到预处理脉冲信号；在本实施例中，实质是对归一化后的脉冲扰动检测信号进行平方滤波处理，即对归一化后的脉冲扰动检测信号中的任一幅值，将其进行平方处理，即可得到滤波后的幅值；同理，其余各个数据点的平方滤波过程与前述举例相同，于此不再赘述。
在完成归一化脉冲扰动检测信号的平方滤波处理后，则可进行去噪处理，其中，去噪过程可以但不限于如下述步骤S22所示。
S22.对所述预处理脉冲信号进行死区处理，得到所述处理后的脉冲扰动检测信号；在本实施例中，则是在预处理脉冲信号中的各个数据点的基础上，减去死区阈值，从而来得到处理后的脉冲扰动检测信号，其中，举例死区阈值的取值范围可以但不限于为0.1～0.3；同时，在进行死区处理前，也需要对预处理脉冲信号进行归一化处理，且其处理过程与前述脉冲扰动检测信号的归一化处理过程相同，其原理不再赘述。
更进一步的，前述信号质量增强处理过程可表示为：
y′0＝y0*y0-β，y′1＝x1*x1-β，y′2＝x2*x2-β,……,y′318＝x318*x318-β,y′319＝x319*x319-β；前述式中，处理后的脉冲扰动检测信号的标识为{y′0，y′1,...,y′319},β为死区阈值。
同时，参见图2所示，图2a为脉冲扰动检测信号，图2b为预处理脉冲信号，图2c为处理后的脉冲扰动检测信号，从图2中可以看出，原始信号(即脉冲扰动检测信号)带有明显的噪声干扰，经过平方滤波后，信噪比显著提高；而经过平方滤波后的信号再进行死区处理后，基本滤除了噪声干扰。
由此通过前述步骤S21和步骤S22，即可提高脉冲扰动检测信号的信噪比，并减少信号噪声，得到处理后的脉冲扰动检测信号；而后，为进一步的提高抗干扰性，本实施例还需提取出处理后的脉冲扰动检测信号，以降低干扰信号对故障检测的干扰，其中，有效信号的提取过程可以但不限于如下述步骤S3所示。
S3.对所述处理后的脉冲扰动检测信号进行有效信号提取，得到有效脉冲信号；在本实施例中，采用信号截取窗口，来对处理后的脉冲扰动检测信号进行信号截取，具体的，该信号截取窗口的宽度可以但不限于为5ms，且的起始点和周期与脉冲群信号同步；由此，在已知脉冲信号群中各个脉冲扰动信号的周期、间隔时间后，即可设置窗口截取数列，来对处理后的脉冲扰动检测信号进行信号截取处理，其中，截取过程如下述步骤S31和步骤S32所示。
S31.获取窗口截取数列，其中，所述窗口截取数列中的元素个数与所述处理后的脉冲扰动检测信号中的各个幅值一一对应，所述窗口截取数列中的任一元素为0或1，所述任一元素为1，用于表征使用信号截取窗口对所述处理后的脉冲扰动检测信号中的目标幅值进行截取，所述任一元素为0，用于表征放弃所述目标幅值，且所述目标幅值为所述任一元素对应的幅值。
S32.利用所述窗口截取数列，对所述处理后的脉冲扰动检测信号进行信号截取，以在信号截取后，得到所述有效脉冲信号。
前述步骤S31和步骤S32中，截取窗口是一个数列，由0和1组成，如此，输入的处理后的脉冲扰动检测信号中的各个数据点，依次与数列中对应位置的元素相乘，数列中1对应的点将被保留，而0对应的点将被舍弃，也就是变为0；如此，相当于从处理后的脉冲扰动检测信号中提取出了有效幅值，从而截掉了抖动等因素产生的无效幅值；参见图3所示，图3中的矩形则表示信号截取窗口，相当于是用信号截取窗口进行有效幅值的截取，同时，得到的有效脉冲信号的波形图则可参见图4所示。
在本实施例中，在进行有效信号提取前，也需要对处理后的脉冲扰动检测信号进行归一化处理，以将信号中的数据调整为同一量级，方便后续的有效信号提取；当然，处理后的脉冲扰动检测信号的归一化处理过程，可参见前述脉冲扰动检测信号，其原理不再赘述。
由此经过前述步骤S31和步骤S32，即可完成有效信号的提取，从而进一步的降低无效信号对故障检测的干扰；而在得到有效脉冲信号后，则可对有效脉冲信号进行信号质量检测，从而来基于质量检测结果，来得出直流电源的接地故障检测结果；其中，本实施例采用双积分检测算法，来得出有效脉冲信号的质量检测结果，如下述步骤S4所示。
S4.基于所述有效脉冲信号，并利用双积分检测算法，对所述直流电源进行接地故障检测处理，以在接地故障检测处理后，得到所述直流电源的接地故障检测结果；在本实施例中，双积分检测算法则是对有效脉冲信号进行两次积分，然后通过两次积分所对应积分曲线所围成的面积，来得出故障检测结果，其中，具体的检测过程如下述步骤S41～S44所示。
S41.对所述有效脉冲信号进行积分处理，得到一次积分信号，并对所述一次积分信号再次进行积分处理，得到二次积分信号；在本实施例中，一次积分公式如下所示：
y″′0＝y″0,y1″′＝∑(y″0,y1″),...,y3″′19＝∑(y″0,y″1,...,y″319)，其中，y″0,y″1,...,y″319则表示有效脉冲信号中的各个数据点，而y″′0,y″′1,...,y″′319则表示有效脉冲信号进行一次积分后的各个数据点。
在完成有效脉冲信号的一次积分处理后，则需要对一次积分后的有效脉冲信号进行二次积分处理，其中，二次积分处理过程与一次积分处理过程相同，于此不再赘述；而在得到二次积分信号后，即可利用一次积分信号与二次积分信号对应曲线所围成的面积，来得出信号质量，从而确定出接地故障检测结果，其中，处理过程如下述步骤S42～S44所示。
S42.获取所述一次积分信号对应的信号曲线与所述二次积分信号对应的信号曲线在平面坐标系中围成的面积，其中，所述平面坐标系的横坐标为时间，纵坐标为一次积分信号和二次积分信号的信号幅值；在具体应用时，参见图5所示，从图5中可看出，一次积分曲线与二次积分曲线，会围成一个闭合的面积，而该面积的大小则正相关信号质量，如此，可将该面积作为脉冲群信号质量的量化指标，因此，如果该指标达到阀值，则可判定位线路接地，其中，判断过程图下述步骤S43和步骤S44所示。
S43.判断所述面积是否大于面积阈值；在具体应用时，面积阈值可根据实际使用而具体设定，在此不作具体限定。
S44.若是，则得出所述接地故障检测结果为所述直流电源存在单端接地故障；在本实施例中，在一次积分处理后和二次积分处理后，均需要进行归一化处理，也就是对一次积分信号再次进行积分处理前，对一次积分信号进行归一化处理，以及在进行步骤S42前，对二次积分信号进行归一化处理；当然，其作用和原理与前述相同，于此不再赘述。
通过前述步骤S41～S44，则可利用双积分检测算法，来对有效脉冲信息进行质量量化检测，从而在其质量量化指标大于阈值时，得出直流电源的接地故障检测结果。
由此通过前述步骤S1～S4所详细描述的电源接地故障检测方法，本发明可在不影响系统运行的同时，快速且低成本的完成接地故障检测，从而保证系统可靠的运行。
在一个可能的设计中，本实施例在实施例第一方面的基础上，进行进一步的优化，即在得出接地故障检测结果后，本实施例还需进行以下操作，来检测结果是否有效，从而进一步的提高检测的准确性；其中，检测结果有效性判断过程可以但不限于如下述S5～S8所示。
S5.基于所述有效脉冲信号和所述处理后的脉冲扰动检测信号，得到无效脉冲信号；在本实施例中，所述处理后的脉冲扰动检测信号中除去有效脉冲信号后所剩余的信号，则作为无效脉冲信号；而在得到无效脉冲信号后，则可分别对二者进行积分处理，以便基于积分结果来判断出检测结果是否有效；其中，积分处理过程如下述步骤S6所示。
S6.对所述有效脉冲信号和所述无效脉冲信号分别进行积分处理，以得到第一积分结果和第二积分结果；在本实施例中，有效脉冲信号和无效脉冲信号积分处理过程，可参见前述步骤S41，其原理不再赘述。
在得到有效脉冲信号的积分结果，以及无效脉冲信号的积分结果后，则可基于两积分结果，来进行检测结果的有效性判断，其中，判断过程如下述步骤S7所示。
S7.判断所述第一积分结果与所述第二积分结果之间的比值是否小于预设阈值，或判断所述脉冲扰动检测信号中的脉冲扰动信号的数量是否小于数量阈值；在具体应用时，第一积分结果为有效脉冲信号的积分曲线上的最后一个点对应的幅值，而第二积分结果则是无效脉冲信号的积分曲线上的最后一个点对应的幅值；如此，当二者的比值小于预设阈值时，则判定结果无效；否则，则判定结果有效；同时，当回路中拾取到的脉冲扰动信号的数量小于数量阈值时(即脉冲扰动检测信号中的脉冲扰动信号的个数小于数量阈值时)，也可判定出检测结果为无效结果；更进一步的，举例预设阈值的取值范围可以但不限于为50％～75％，且数量阈值可以但不限于为6；当前，前述预设阈值和数量阈值可根据实际使用而具体设定，在此不作具体限定。
S8.若是，则判定所述接地故障检测结果为无效结果。
由此通过前述步骤S5～S8所示，可保证检测结果的高灵敏度和高可靠性。
如图6所示，本实施例第三方面提供了一种实现实施例第一方面中所述的电源接地故障检测方法的硬件装置，包括：
信号获取单元，用于获取直流电源的浮地供电回路中的脉冲扰动检测信号，并判断所述脉冲扰动检测信号中是否包含有所述脉冲扰动信号。
信号预处理单元，用于在所述信号获取单元判断出所述脉冲扰动检测信号中包含有所述脉冲扰动信号时，对所述脉冲扰动检测信号进行质量增强处理，以提高所述脉冲扰动检测信号的信噪比，得到处理后的脉冲扰动检测信号。
信号提取单元，用于对处理后的脉冲扰动检测信号进行有效信号提取，得到有效脉冲信号。
故障检测单元，用于基于所述有效脉冲信号，并利用双积分检测算法，对所述直流电源进行接地故障检测处理，以在接地故障检测处理后，得到所述直流电源的接地故障检测结果。
本实施例提供的装置的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见实施例第一方面和第二方面，于此不再赘述。
如图7所示，本实施例第四方面提供了另一种电源接地故障检测装置，以装置为电子设备为例，包括：依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如实施例第一方面和/或第二方面所述的电源接地故障检测方法。
具体举例的，所述存储器可以但不限于包括随机存取存储器(random accessmemory，RAM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、闪存(Flash Memory)、先进先出存储器(First Input First Output，FIFO)和/或先进后出存储器(First In Last Out，FILO)等等；具体地，处理器可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现，同时，处理器也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。
在一些实施例中，处理器可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制，例如，所述处理器可以不限于采用型号为STM32F105系列的微处理器、精简指令集计算机(reduced instruction setcomputer,RISC)微处理器、X86等架构处理器或集成嵌入式神经网络处理器(neural-network processing units，NPU)的处理器；所述收发器可以但不限于为无线保真(WIFI)无线收发器、蓝牙无线收发器、通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service，GPRS)无线收发器、紫蜂协议(基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，ZigBee)无线收发器、3G收发器、4G收发器和/或5G收发器等。此外，所述装置还可以但不限于包括有电源模块、显示屏和其它必要的部件。
本实施例提供的电子设备的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见实施例第一方面和第二方面，于此不再赘述。
本实施例第五方面提供了一种存储包含有实施例第一方面所述的电源接地故障检测方法的指令的存储介质，即所述存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如实施例第一方面和/或第二方面所述的电源接地故障检测方法。
其中，所述存储介质是指存储数据的载体，可以但不限于包括软盘、光盘、硬盘、闪存、优盘和/或记忆棒(Memory Stick)等，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。
本实施例提供的存储介质的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见实施例第一方面和第二方面，于此不再赘述。
本实施例第六方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如实施例第一方面和/或第二方面所述的电源接地故障检测方法，其中，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电源接地故障检测方法，其特征在于，应用于直流浮地供电系统中直流电源的接地故障检测，其中，所述直流电源的电源信号中按照预设间隔依次添加有若干脉冲扰动信号，且所述方法包括：
获取直流电源的浮地供电回路中的脉冲扰动检测信号，并判断所述脉冲扰动检测信号中是否包含有所述脉冲扰动信号；
若是，则对所述脉冲扰动检测信号进行质量增强处理，以提高所述脉冲扰动检测信号的信噪比，得到处理后的脉冲扰动检测信号；
对所述处理后的脉冲扰动检测信号进行有效信号提取，得到有效脉冲信号；
基于所述有效脉冲信号，并利用双积分检测算法，对所述直流电源进行接地故障检测处理，以在接地故障检测处理后，得到所述直流电源的接地故障检测结果；
对所述脉冲扰动检测信号进行质量增强处理，以提高所述脉冲扰动检测信号的信噪比，得到处理后的脉冲扰动检测信号，包括：
对所述脉冲扰动检测信号中的各个幅值进行平方运算处理，得到预处理脉冲信号；
对所述预处理脉冲信号进行死区处理，得到所述处理后的脉冲扰动检测信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述处理后的脉冲扰动检测信号进行有效信号提取，得到有效脉冲信号，包括：
获取窗口截取数列，其中，所述窗口截取数列中的元素个数与所述处理后的脉冲扰动检测信号中的各个幅值一一对应，所述窗口截取数列中的任一元素为0或1，所述任一元素为1，用于表征使用信号截取窗口对所述处理后的脉冲扰动检测信号中的目标幅值进行截取，所述任一元素为0，用于表征放弃所述目标幅值，且所述目标幅值为所述任一元素对应的幅值；
利用所述窗口截取数列，对所述处理后的脉冲扰动检测信号进行信号截取，以在信号截取后，得到所述有效脉冲信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述有效脉冲信号，并利用双积分检测算法，对所述直流电源进行接地故障检测处理，以在接地故障检测处理后，得到所述直流电源的接地故障检测结果，包括：
对所述有效脉冲信号进行积分处理，得到一次积分信号，并对所述一次积分信号再次进行积分处理，得到二次积分信号；
获取所述一次积分信号对应的信号曲线与所述二次积分信号对应的信号曲线在平面坐标系中围成的面积，其中，所述平面坐标系的横坐标为时间，纵坐标为一次积分信号和二次积分信号的信号幅值；
判断所述面积是否大于面积阈值；
若是，则得出所述接地故障检测结果为所述直流电源存在单端接地故障。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在得到所述直流电源的接地故障检测结果后，所述方法还包括：
基于所述有效脉冲信号和所述处理后的脉冲扰动检测信号，得到无效脉冲信号；
对所述有效脉冲信号和所述无效脉冲信号分别进行积分处理，以得到第一积分结果和第二积分结果；
判断所述第一积分结果与所述第二积分结果之间的比值是否小于预设阈值，或判断所述脉冲扰动检测信号中的脉冲扰动信号的数量是否小于数量阈值；
若是，则判定所述接地故障检测结果为无效结果。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在对所述脉冲扰动检测信号进行质量增强处理前，在得到一次积分信号后，以及在得到二次积分信号后，所述方法还包括：
对所述脉冲扰动检测信号、所述一次积分信号以及所述二次积分信号分别进行归一化处理。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对脉冲扰动检测信号进行归一化处理，包括：
获取所述脉冲扰动检测信号中各个幅值的绝对值；
从各个幅值的绝对值中，选取出最大的绝对值；
判断所述最大的绝对值是否大于1；
若是，则将所述最大的绝对值作为归一化因子，否则，则将所述归一化因子取值为1；
利用所述归一化因子，对所述脉冲扰动检测信号中的各个幅值进行归一化处理，以得到归一化后的脉冲扰动检测信号。
7.一种电源接地故障检测装置，其特征在于，应用于直流浮地供电系统中直流电源的接地故障检测，其中，所述直流电源的电源信号中按照预设间隔依次添加有若干脉冲扰动信号，且所述装置包括：
信号获取单元，用于获取直流电源的浮地供电回路中的脉冲扰动检测信号，并判断所述脉冲扰动检测信号中是否包含有所述脉冲扰动信号；
信号预处理单元，用于在所述信号获取单元判断出所述脉冲扰动检测信号中包含有所述脉冲扰动信号时，对所述脉冲扰动检测信号进行质量增强处理，以提高所述脉冲扰动检测信号的信噪比，得到处理后的脉冲扰动检测信号；
信号提取单元，用于对处理后的脉冲扰动检测信号进行有效信号提取，得到有效脉冲信号；
故障检测单元，用于基于所述有效脉冲信号，并利用双积分检测算法，对所述直流电源进行接地故障检测处理，以在接地故障检测处理后，得到所述直流电源的接地故障检测结果；
对所述脉冲扰动检测信号进行质量增强处理，以提高所述脉冲扰动检测信号的信噪比，得到处理后的脉冲扰动检测信号，包括：
对所述脉冲扰动检测信号中的各个幅值进行平方运算处理，得到预处理脉冲信号；
对所述预处理脉冲信号进行死区处理，得到所述处理后的脉冲扰动检测信号。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如权利要求1～6任意一项所述的电源接地故障检测方法。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如权利要求1～6任意一项所述的电源接地故障检测方法。
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