CN203981767U - 故障电弧采样与检测装置 - Google Patents
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Abstract
故障电弧采样与检测装置主要包括采样模块、高频脉冲识别模块和主控模块；故障电弧电流是较小且随机的，采样模块把采样到的电弧信号进行放大并整流为直流信号，然后输入到主控模块的AD采样口；故障电弧发生时，常会伴随着许多随机的高频脉冲信号，为了让主控模块可以识别这些高频脉冲信号，高频脉冲识别模块对随机的高频脉冲信号进行必要的处理，经过处理后的脉冲信号再接入到主控模块的外部中断口，通过外部中断的发生与否来判别高频脉冲信号是否产生，从而进一步确定是否有故障电弧产生。
Description
技术领域
本实用新型属于电弧检测领域，涉及一种电弧故障检测装置，尤其指一种故障电弧采样与检测装置。
背景技术
一般住宅内电气线路和设备在长时间过负荷运行或不良电气连接等情况下，电线的绝缘层会出现老化或破损，造成绝缘效果降低，可能发生故障电弧。用电线路发生故障电弧时，负荷电流一般会很小，但燃烧的电弧温度却可达几千度，可引燃周围的物质，从而引起电气火灾。故障电弧已经成为电气火灾的重要诱因之一。
在低压配电网络中，安装低压断路器是有效控制电气火灾的有效方式之一，传统的低压断路器可以实现选择性保护，具有一定的电流分断能力，同时还具有一定的智能化控制模式，可为线路有效地提供过载、短路、欠压、过压等不正常状态的保护。由于发生电弧故障时线路故障电流比正常工作电流稍小，低于目前低压配电领域广泛安装的传统断路器设定的电流保护值，故电弧故障很难被传统断路器检测到，因此研究一种新的故障电弧检测装置势在必行。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种简单有效的故障电弧采样与检测装置，使故障电弧电流可以被单片机识别与检测。
为达到上述目的，故障电弧采样与检测装置主要包括采样模块、高频脉冲识别模块和主控模块；故障电弧电流是较小且随机的，所述的采样模块把采样到的电弧信号进行放大并整流为直流信号，然后输入到所述的主控模块的AD采样口；故障电弧发生时，常会伴随着许多随机的高频脉冲信号，为了让所述的主控模块可以识别这些高频脉冲信号，所述的高频脉冲识别模块对随机的高频脉冲信号进行必要的处理，经过处理后的脉冲信号再接入到所述的主控模块的外部中断口，通过外部中断的发生与否来判别高频脉冲信号是否产生，从而进一步确定是否有故障电弧产生。
由于电弧电流在负半周，所以在所述的采样模块中运用了两个高频二极管进行电压钳位，电弧电流会出现了1.4V左右的直流偏置，满足主控模块AD采样的要求。
所述的高频脉冲识别模块运用了两个滤波电容，一个可以把发生故障电弧时的低频成分过滤掉，另一个可以把高频脉冲信号耦合过来，随机的高频脉冲信号会出现有些幅值过高、有些脉冲在负半周，不能直接输给所述的主控模块，故针对高频脉冲加入一个所述的主控模块端口保护电路，把幅值过高的脉冲拉低，把负半周的脉冲抬高到低电位。
附图说明
图1是本实施例的系统结构框图。
图2是本实施例的原理图。
具体实施方式
下面结合本实施例及其附图对本实用新型再作描述。
图1是本实施例的系统结构框图，主要包括采样模块、高频脉冲识别模块和主控模块，采样模块采样电弧信号，把采样到的信号进行放大并整流后输入给主控模块进行相应的处理；高频脉冲处理模块将信号进行处理后输入到主控模块判断是否有故障电弧发生。
图2是本实施例的原理图。P1是一个被零线或者火线穿过的电流互感器。发生故障电弧后，电流互感器采样到的电流信号经过采样电阻R1后形成了电压信号。IN端为1.4V的直流偏置，其实现方式是通过二极管D1、D2两个高频二极管进行电压钳位，一个二极管有0.7V的压降，两个二极管就会有1.4V的钳位电压，RA0端是单片机的AD采样端口，电阻R2为了防止过高的电流冲击单片机引脚造成其损坏；电容C1可以把发生故障电弧时的高频脉冲信号耦合过来，电容C2可以把低频信号过滤掉，二极管D3、D4和电阻R1构成保护电路保护单片机不被损坏；当脉冲幅值高于3.3V时，D4导通，脉冲会被拉低到3.3V；当脉冲幅值为负时，D3导通，幅值会被抬高到零电位。
Claims (3)
1.故障电弧采样与检测装置属于电弧检测领域，主要包括采样模块、高频脉冲识别模块和主控模块；其特征在于：故障电弧电流是较小且随机的，采样模块把采样到的电弧信号进行放大并整流为直流信号，然后输入到主控模块的AD采样口；故障电弧发生时，常会伴随着许多随机的高频脉冲信号，为了让主控模块可以识别这些高频脉冲信号，高频脉冲识别模块对随机的高频脉冲信号进行必要的处理，经过处理后的脉冲信号再接入到主控模块的外部中断口，通过外部中断的发生与否来判别高频脉冲信号是否产生，从而进一步确定是否有故障电弧产生。
2.根据权利要求1所述的故障电弧采样与检测装置，其特征是：由于电弧电流在负半周，在所述的采样模块中运用了两个高频二极管进行电压钳位，电弧电流会出现了1.4V左右的直流偏置，满足主控模块AD采样的要求。
3.根据权利要求1所述的故障电弧采样与检测装置，其特征是：所述的高频脉冲识别模块运用了两个滤波电容，一个可以把发生故障电弧时的低频成分过滤掉，另一个可以把高频脉冲信号耦合过来，随机的高频脉冲信号会出现有些幅值过高、有些脉冲在负半周，不能直接输给所述的主控模块，故针对高频脉冲加入一个所述的主控模块端口保护电路，把幅值过高的脉冲拉低，把负半周的脉冲抬高到低电位。
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