一种电弧火灾检测方法与流程

1.本发明涉及电气电弧火灾防护技术领域，尤其涉及一种电弧火灾检测方法。


背景技术：

2.随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，各种电气设备被广泛应用于人民的生活中，在设备使用中当电气线路绝缘老化，破损，接插件虚接，线路虚接，短路都会发生故障电弧，(弧光放电)即使在额定电流范围内也会有电弧发生，发生电弧的同时会产生热，(大于3000度)足以点燃附近的可燃物。
3.故障电弧的特点是温度很高，电流很小，持续时间短，一旦出现击穿点则会频繁出现放电电弧，会产生大量的热，点燃周围的易燃易爆品，照成电气火灾甚至爆炸，而传统的熔断器和电子断路器不能够满足电弧故障的检测，这是因为目前断路器被设计成检测额定过载电流的作用，低水平电弧电流小，甚至小于额定电流，目前断路器不能有反应；而高水平电弧的电流虽然大，但是其持续时间太短，传统断路器不能及时作出保护动作，电弧已熄灭。同时由于传统断路器无法分清正常电弧与故障电弧，经常产生误操作，因此对故障电弧的进行检测，从而对故障电弧引起的电气损坏甚至火灾及时的预防是很有必要的。在发生严重的故障电弧前可以及时动作断路器，显得尤为迫切。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种电弧火灾检测方法，旨在区别故障电弧和正常电弧，避免断路器误操作，提高线路的稳定性和安全性。
5.本发明提供了一种电弧火灾检测方法，其包括：
6.对待检测线路进行监测，获取监测信息；
7.将所述监测信息发送至检测模块进行检测，获取所述监测信息中对应的电弧信息；
8.根据预设规则对所述电弧信息进行分类，识别出所述电弧信息中对应的正常电弧和危险电弧；
9.输出与所述正常电弧或所述危险电弧相对应的控制信号，所述待检测线路上的断路器根据所述控制信号进行动作。
10.作为优选，进一步地，所述对待检测线路进行监测，获取监测信息包括：
11.通过电流互感器与电压互感器对所述待检测线路进行监测，获取对应所述待检测线路的电流信号和电压信号。
12.作为优选，进一步地，所述检测模块包括容纳有预设运算程序的微处理单元。
13.作为优选，进一步地，所述根据预设规则对所述电弧信息进行分类，识别出所述电弧信息中对应的正常电弧和危险电弧包括：
14.将电弧发生时的电流幅值和电流的波形斜率特性与当前电压值进行比例运算，寻找符合预定判断规则的波形模式，表示为所述危险电弧。
15.作为优选，进一步地，所述预定判断规则包括：
16.获取当前周期内电流波形的幅值，判断所述当前周期内电流波形的幅值与正常参考周期内电流波形的幅值之间的幅值差距值是否大于预设门限值；
17.若所述当前周期内电流波形的幅值与正常参考周期内电流波形的幅值之间的幅值差距值大于预设门限值，则认定为所述当前周期内产生了故障电弧。
18.作为优选，进一步地，在输出与所述危险电弧相对应的控制信号之前还包括对输出的所述控制信号进行延时判断，根据所述幅值差距值与所述预设门限值的差距等级来选择所述控制信号的延时等级。
19.作为优选，进一步地，所述断路器采用电磁式脱扣器或电磁感应式脱扣器。
20.作为优选，进一步地，所述互感器选用冷轧钢片或是高导磁的坡莫合金制作。
21.本发明实施例通过对待检测线路进行监测，将监测信息进行运算后识别正常电弧和危险电弧，并根据区别后的电弧种类驱动断路器进行动作，从而避免了断路器的误操作，保证了线路的稳定性和安全性，让断路器的保护功能日趋完整，保护工作范围更大。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
23.图1是本发明实施例提供的一种电弧火灾检测方法的示意性流程图；
24.图2是本发明实施例提供的一种电弧火灾检测方法中同一设备在同一电路中正常电弧情况与危险电弧情况下的电流波形示意图；
25.图3是本发明实施例提供的一种电弧火灾检测方法中正常电流与正常电弧电流的电流波形对比示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
28.还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
29.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
30.请参阅图1，是本发明实施例提供的一种电弧火灾检测方法的示意性流程图，该电弧火灾检测方法包括步骤s101
‑
s104：
31.步骤s101：对待检测线路进行监测，获取监测信息。
32.具体地，通过电流互感器与电压互感器对所述待检测线路进行监测，获取对应所述待检测线路的电流信号和电压信号。
33.步骤s102：将所述监测信息发送至检测模块进行检测，获取所述监测信息中对应的电弧信息。
34.步骤s103：根据预设规则对所述电弧信息进行分类，识别出所述电弧信息中对应的正常电弧和危险电弧。
35.具体地，将电弧发生时的电流幅值和电流的波形斜率特性与当前电压值进行比例运算，寻找随机的，不可预测但持续的波形模式，表示为所述危险电弧。如图2所示，为同一设备在同一电路中正常电弧情况与危险电弧情况下的电流波形。
36.步骤s104：输出与所述正常电弧或所述危险电弧相对应的控制信号，所述待检测线路上的断路器根据所述控制信号进行动作。
37.具体地，通过对待检测线路进行监测，将监测信息进行运算后识别正常电弧和危险电弧，并根据区别后的电弧种类驱动断路器进行动作，从而避免了断路器的误操作，保证了线路的稳定性和安全性，让断路器的保护功能日趋完整，保护工作范围更大
38.在一实施例中，所述预定判断规则包括：获取当前周期内电流波形的幅值，判断所述当前周期内电流波形的幅值与正常参考周期内电流波形的幅值之间的幅值差距值是否大于预设门限值；若所述当前周期内电流波形的幅值与正常参考周期内电流波形的幅值之间的幅值差距值大于预设门限值，则认定为所述当前周期内产生了故障电弧。
39.在一实施例中，在输出与所述危险电弧相对应的控制信号之前还包括对输出的所述控制信号进行延时判断，根据所述幅值差距值与所述预设门限值的差距等级来选择所述控制信号的延时等级。
40.参见图2和图3，具体地，对负载电流和电压的a/d采样，首先对正半周期电流峰值以及负半周期电流峰值采样，针对某一个整周期，将其正半周期的采样结果和负半周期的采样结果绝对值相加，求取平均值，然后将此周期的平均值与前一周期的平均值相比较。如果差距大于1个门限值，就判断为产生了故障电弧，门限值的数值大小可根据具体需要进行设定，在此不进行具体说明。特别地，产生电弧的判断包括不是只根据某一个周期的差距作出判断,而是将若干周期的差距累加,根据累计周期值与前一周期值的差距大小来判断瞬时动作或延时动作。可例如当前一周期值大于累计周期值n 1门限值，计算电路将通过输出电路瞬时输出。当前一周期值大于累计周期值1门限值但不超过n 1门限值，此时已被认定为故障电弧，但因为未达到判断为瞬时输出控制信号的标准，则可以在此区间进一步进行分级，通过延时或短延时，或多个级别的延时长短来输出控制信号。
41.电弧火灾检测方法内部判断流程如下：
42.1、电流电压采集。
43.2、生成，存储电路波形。
44.3、电流波形运算。
45.4、延时判断。
46.5、输出控制信号。
47.在一实施例中，所述检测模块包括容纳有预设运算程序的微处理单元。
48.具体地，预先将运算程序输入在微处理单元内，通过输入信号数据进行运算，再输出运算结果，通过运算结果下达进一步指令。
49.在一实施例中，所述断路器采用电磁式脱扣器或电磁感应式脱扣器。
50.具体地，断路器可采用电磁式脱扣器或电磁感应式脱扣器，当输出电路输出信号指令为导通时，将使电磁式脱扣器或电磁感应式脱扣器的衔铁吸合。或使用导电因电流极性不同，减弱永久磁铁的磁通，让脱扣器上的磁铁释放，最终使牵引杆运动，断路器跳闸。
51.在一实施例中，所述互感器选用冷轧钢片或是高导磁的坡莫合金制作。
52.特别地，为保障在主电路发生短路导致的电压降低时，各环节仍能正常工作，电路中采用了大容量的滤波电容，例如容量为0.5f～1.5f。
53.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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。

技术特征：
1.一种电弧火灾检测方法，其特征在于：包括:对待检测线路进行监测，获取监测信息；将所述监测信息发送至检测模块进行检测，获取所述监测信息中对应的电弧信息；根据预设规则对所述电弧信息进行分类，识别出所述电弧信息中对应的正常电弧和危险电弧；输出与所述正常电弧或所述危险电弧相对应的控制信号，所述待检测线路上的断路器根据所述控制信号进行动作。2.根据权利要求1所述的电弧火灾检测方法，其特征在于，所述对待检测线路进行监测，获取监测信息包括：通过电流互感器与电压互感器对所述待检测线路进行监测，获取对应所述待检测线路的电流信号和电压信号。3.根据权利要求2所述的电弧火灾检测方法，其特征在于，所述检测模块包括容纳有预设运算程序的微处理单元。4.根据权利要求2所述的电弧火灾检测方法，其特征在于，所述根据预设规则对所述电弧信息进行分类，识别出所述电弧信息中对应的正常电弧和危险电弧包括：将电弧发生时的电流幅值和电流的波形斜率特性与当前电压值进行比例运算，寻找符合预定判断规则的波形模式，表示为所述危险电弧。5.根据权利要求4所述的电弧火灾检测方法，其特征在于，所述预定判断规则包括：获取当前周期内电流波形的幅值，判断所述当前周期内电流波形的幅值与正常参考周期内电流波形的幅值之间的幅值差距值是否大于预设门限值；若所述当前周期内电流波形的幅值与正常参考周期内电流波形的幅值之间的幅值差距值大于预设门限值，则认定为所述当前周期内产生了故障电弧。6.根据权利要求4所述的电弧火灾检测方法，其特征在于，在输出与所述危险电弧相对应的控制信号之前还包括对输出的所述控制信号进行延时判断，根据所述幅值差距值与所述预设门限值的差距等级来选择所述控制信号的延时等级。7.根据权利要求1所述的电弧火灾检测方法，其特征在于，所述断路器采用电磁式脱扣器或电磁感应式脱扣器。8.根据权利要求1所述的电弧火灾检测方法，其特征在于，所述互感器选用冷轧钢片或是高导磁的坡莫合金制作。
技术总结
本发明公开了一种电弧火灾检测方法，其包括对待检测线路进行监测，将监测信息进行运算后识别正常电弧和危险电弧，并根据区别后的电弧种类驱动断路器进行动作，从而避免了断路器的误操作，保证了线路的稳定性和安全性，让断路器的保护功能日趋完整，保护工作范围更大。保护工作范围更大。保护工作范围更大。


技术研发人员：马福祯 方洁敏 朱桂齐
受保护的技术使用者：合肥依科普工业设备有限公司
技术研发日：2021.03.01
技术公布日：2021/6/29