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(kuò)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(jī)檢測到故障電弧電流放大；由于電弧電流具有負(fù)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(hù)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(qiáng)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(hù)的設(shè)定值且一般的過電流保護(hù)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(jìn)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(kuò)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(jī)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(fù)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(yùn)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(jìn)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(yùn)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(yùn)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(jī)進(jìn)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(jìn)行放大后輸入到加法器電路進(jìn)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(jìn)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(kuò)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(jī)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(fù)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(yùn)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(jìn)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(yùn)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(yùn)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(jī)進(jìn)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