一種故障電弧檢測電路的制作方法
【專利摘要】一種故障電弧檢測電路屬于電弧檢測領(lǐng)域，包括同向比例放大電路、加法器電路、低通濾波電路和AD采樣單元，過采樣電流大小的變化來判斷是否有故障電弧產(chǎn)生，擴大故障電弧的檢測范圍；所述的同向比例放大電路可將不易被AD采樣單元中的單片機檢測到故障電弧電流放大；由于電弧電流具有負半周，所以加入一個直流偏置，輸入到所述的加法器電路中，電弧電流變成了有適當(dāng)幅值的直流信號，滿足了AD采樣單元采樣的要求；故障電弧產(chǎn)生時會伴隨許多高頻分量，經(jīng)過所述的低通濾波電路得到基波信號，再將基波信號送入到所述的AD采樣單元，所述的AD采樣單元通過檢測基波大小改變與否來判斷是否有故障電弧產(chǎn)生。
【專利說明】—種故障電弧檢測電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電弧檢測領(lǐng)域，涉及一種檢測電路，具體指一種故障電弧檢測電路。

【背景技術(shù)】
[0002]故障電弧斷路器(Arc Fault Circuit Interrupters,簡稱AFCI)技術(shù)是一項最新的電路保護技術(shù)，主要作用是防止由故障電弧引起的火災(zāi)。發(fā)生電弧故障時，由于電流強度較小，低于目前電力系統(tǒng)特別是低壓配電領(lǐng)域廣泛安裝的過電流保護的設(shè)定值且一般的過電流保護裝置都會預(yù)留一定的延時，在配電線路終端安裝故障電弧斷路器(AFCI)是及時發(fā)現(xiàn)電弧并切斷電路，有效減小電弧造成損失的措施。
[0003]故障電弧的主要特征表現(xiàn)在電流、電壓、以及閃光、氣壓、溫度等方面，因此電弧檢測的基本原理就是通過特定的裝置或電路，檢測電弧發(fā)出的弧光、紅外熱能、電磁波，來識別電弧的存在。
[0004]目前得到廣泛應(yīng)用的電弧故障檢測主要是檢測弧光方式。利用閃光探測裝置檢測電弧故障所產(chǎn)生的特定弧光頻譜，同時對電弧電壓信號進行數(shù)據(jù)處理、判斷然后根據(jù)算法判斷發(fā)出脫扣信號，使發(fā)生電弧故障的斷路器分。這種電弧檢測方法主要在配電柜中使用。由于依靠弧光識別，故檢測范圍受到一定的限制，一般的不適用于終端配電線路中。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種故障電弧檢測電路，正常的市電電流是頻率為50HZ的正弦波，而故障電弧電流是一帶有“平肩區(qū)”且幅值有顯著減小的正弦波，本實用新型是通過采樣電流大小的變化來判斷是否有故障電弧產(chǎn)生，擴大故障電弧的檢測范圍。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，一種故障電弧檢測電路所采用的技術(shù)方案是:包括同向比例放大電路、加法器電路、低通濾波電路和AD采樣單元，通過采樣電流大小的變化來判斷是否有故障電弧產(chǎn)生，故障電弧電流的幅值較小不易被AD采樣單元中的單片機檢測到，通過所述的同向比例放大電路可將電弧電流放大；由于電弧電流具有負半周，所以加入一個直流偏置，輸入到所述的加法器電路中，電弧電流變成了有適當(dāng)幅值的直流信號，滿足了 AD采樣單元采樣的要求；故障電弧產(chǎn)生時會伴隨許多高頻分量，經(jīng)過所述的低通濾波電路得到基波信號，再將基波信號送入到所述的AD采樣單元，所述的AD采樣單元通過檢測基波大小改變與否來判斷是否有故障電弧產(chǎn)生。
[0007]在同向比例放大電路中，Pl是一被零線或者火線穿過電流互感器，Pl采樣到的電流信號經(jīng)過采樣電阻R3后形成了電壓信號，運算放大器U1A、電阻R4以及滑動變阻器U3構(gòu)成同向比例放大電路，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器U3的阻值可以改變放大器放大的倍數(shù)。
[0008]在加法器電路中，電阻Rl連接電阻R9和二極管Dl的一端為1.4V的直流偏置，其實現(xiàn)方式是通過Dl、D2兩個高頻二極管進行電壓鉗位，一個二極管有0.7V的壓降，兩個二極管就會有1.4V的鉗位電壓。電弧信號經(jīng)過放大后再和1.4V直流偏置一同輸入到由運算放大器U1B、電阻Rl、R2、R5和R6構(gòu)成的加法器電路中得到直流電流。
[0009]在低通濾波電路中，加法器電路得到的直流電流通過運算放大器U2，電容Cl、C2以及電阻R7、R8構(gòu)成的巴特沃斯低通濾波電路后得到基波信號，再將基波信號輸入到AD采樣單元中的單片機進行AD采樣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實施例的工作原理圖。

【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合實施例及其附圖對本實用新型再作描述。
[0012]參見圖1，一種故障電弧檢測電路，包括同向比例放大電路、加法器電路、低通濾波電路、AD采樣單元；同向比例放大電路將電弧信號進行放大后輸入到加法器電路進行處理，得到的直流電流輸入到低通濾波電路，低通濾波電路將其處理得到基波信號，將基波信號輸入到AD采樣單元進行AD采樣。
【權(quán)利要求】
1.一種故障電弧檢測電路,包括同向比例放大電路、加法器電路、低通濾波電路和AD采樣單元；其特征是:通過采樣電流大小的變化來判斷是否有故障電弧產(chǎn)生，擴大故障電弧的檢測范圍；故障電弧電流的幅值一般較小不易被AD采樣單元中的單片機檢測到，通過所述的同向比例放大電路可將電弧電流放大；由于電弧電流具有負半周，所以加入一個直流偏置，輸入到所述的加法器電路中，電弧電流變成了有適當(dāng)幅值的直流信號，滿足了 AD采樣單元采樣的要求；故障電弧產(chǎn)生時會伴隨許多高頻分量，經(jīng)過所述的低通濾波電路得到基波信號，再將基波信號送入到所述的AD采樣單元，所述的AD采樣單元通過檢測基波大小改變與否來判斷是否有故障電弧產(chǎn)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種故障電弧檢測電路，其特征為:在同向比例放大電路中，Pl是一被零線或者火線穿過電流互感器，Pl采樣到的電流信號經(jīng)過采樣電阻R3后形成了電壓信號，運算放大器U1A、電阻R4以及滑動變阻器U3構(gòu)成同向比例放大電路，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器U3的阻值可以改變放大器放大的倍數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種故障電弧檢測電路，其特征為:在加法器電路中，電阻Rl連接電阻R9和二極管Dl的一端為1.4V的直流偏置，其實現(xiàn)方式是通過Dl、D2兩個高頻二極管進行電壓鉗位，一個二極管有0.7V的壓降，兩個二極管就會有1.4V的鉗位電壓，電弧信號經(jīng)過放大后再和1.4V直流偏置一同輸入到由運算放大器U1B、電阻R1、R2、R5和R6構(gòu)成的加法器電路中得到直流電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種故障電弧檢測電路，其特征為:在低通濾波電路中，加法器電路得到的直流電流通過運算放大器U2，電容C1、C2以及電阻R7、R8構(gòu)成的巴特沃斯低通濾波電路后得到基波信號，再將基波信號輸入到AD采樣單元中的單片機進行AD采樣。
【文檔編號】G01R31/12GK203929981SQ201420318002
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月14日
【發(fā)明者】周格伊, 劉帥, 劉凱霞, 黃小紅 申請人:浙江合極電氣科技有限公司