串联故障电弧检测方法及其专用装置

摘要

本发明串联故障电弧检测方法及其专用装置，涉及电故障的探测装置，采用小波阈值去噪置零策略，并做归一化处理，用归一化处理后的信号在每个电源周期的幅值作为电弧的特征量，以此判断有无电弧现象出现，同时提供实施该方法的专用装置，包括串联故障电弧模拟试验单元和串联故障电弧检测及保护单元。本发明克服了现有技术由于计算量比较大，需要对大量数据进行训练，实时性差，不适合应用于在线检测和基于均方根随机性的均方根变化率判断故障电弧的发生可能存在漏检的诸多缺陷。

主权项

串联故障电弧检测方法，其特征是步骤如下：第一步，采集电流瞬时值在一个电源周期内以20kHz的采样频率采集400个电流瞬时值，作为下一个电源周期的参考数据；第二步，得到相邻电源周期的电流波形差信号以同样的采样频率采集相邻电源周期的同样个数的电流瞬时值，再与第一步中所得的上一电源周期的电流瞬时值数据对应点相减，得到相邻电源周期的电流波形差信号；第三步，进行小波阈值去噪置零和归一化处理对由第二步得到的相邻电源周期电流波形差信号进行如下的小波阈值去噪置零和归一化处理：（1）通过小波变换，计算相邻电源周期电流采集值差值I3的默认阈值THR；（2）对THR做u倍数的扩大，即THR1=u*THR，得到小波去噪的阈值THR1；（3）求I3的400个点的每个点的绝对值，判断是否大于阈值THR1：是，保留I3相应点和THR1的差，否，将I3相应的点置0，最后得到修改后的I3，记为I4；（4）计算用于求取I3的后一电源周期电流采集值I2的400个点的绝对值平均值AVERAGE，即先对I2求绝对值，然后求和，然后除以400，得到AVERAGE；（5）获得归一化处理的基底BASE=AVERAGE+h，h为根据经验获得的经验修正值；（6）对I4进行归一化处理，得到I5，即I5=I4/BASE，（7）将I5赋给I3，即I3=I5，完成归一化处理；第四步，判断有无电弧现象计算由第三步得到的归一化处理后的波形差信号在每个电源周期的幅值，与电弧特征阈值Y比较，若大于Y，则判断有电弧现象，此周期即为电弧周期；反之，判断无电弧现象，此周期即为无电弧周期，其中电弧特征阈值Y取0.3；第五步，判定故障类型,微处理器向报警指示装置发出相应的报警指令以及向开关装置发送相应的电路动作指令连续对G1个电源周期进行检测，检测结果中出现电弧周期的次数为M,若M>G2，则判定出现了故障电弧，由微处理器向报警指示装置发出故障电弧报警指令，并向开关装置发送跳闸指令，切断电路；若G3<M<G2，则判定有疑似故障电弧,由微处理器向报警指示装置发出疑似故障电弧报警指令；若M<G3，则判定为正常，由微处理器向报警指示装置发送正常指令，上述G1、G2、G3为预设值，G1为故障电弧一个诊断周期内的电源周期数，G2为故障电弧判定标准阈值，G3为疑似故障电弧判定标准阈值，其中G1取25，G2取8，G3取5。