CN106199131A - 一种直流电流中电弧的检测电路及微处理器 - Google Patents

一种直流电流中电弧的检测电路及微处理器 Download PDF

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Abstract

一种直流电流中电弧的检测电路及微处理器，用以解决现有的直流电流中电弧的检测电路检测结果准确性低的问题。电路包括：电流采样电路、第一电路、第二电路和微处理器；电流采样电路用于对直流电流进行电流采样，输出直流电流的电流采样信号，第一电路用于接收电流采样信号并进行处理，输出包括至少一个脉冲的时域信号，其中，至少一个脉冲用于指示电流采样信号在时域上的变化率；第二电路用于接收电流采样信号并进行放大和滤波处理后，输出电流采样信号的频域信号；微处理器用于接收时域信号和频域信号，并根据对时域信号和频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作；当电弧事件数量的计数结果满足预设条件时，确定直流电流中存在电弧。

Description

一种直流电流中电弧的检测电路及微处理器
技术领域
本发明涉及电气技术领域，尤其涉及一种直流电流中电弧的检测电路及微处理器。
背景技术
当电气***中的高压直流线路出现故障或者设备的接头处出现故障时，可能会导致电气***的直流电流中产生电弧。直流电流中存在电弧可能会导致电气***中的设备或者线路发生漏电现象或者引发火灾，导致电气***损坏，甚至危及人类生命财产安全。以光伏发电***为例，光伏发电***中光伏电池板在光照的作用下产生直流电流，由于太阳能电池板通常布置在民用住宅和商业建筑上，若光伏发电***发生故障导致直流电流中产生电弧，可能会引发电击或火灾，危及人类生命财产安全。
因此，如何准确地检测出直流电流中是否存在电弧显得尤为重要。
现有技术中，一种检测直流电流中电弧的检测电路检测直流电流中是否存在电弧的流程如下：将直流电流输入检测电路中的信号调理电路，对直流电流进行放大及滤波处理后，输入检测电路中的微处理器。微处理器对经过信号调理电路处理后的信号进行频域分析和时域分析，即分别从频域上和时域上判断直流电流中是否存在电弧特征，当从频域上和从时域上均确定直流电路中存在电弧特征时，即可确定直流电流中存在电弧。
电气***在运行过程中会受到环境因素的影响，而某些环境因素会对微处理器判断直流电流中是否存在电弧特征造成影响。比如，光伏发电***中，光照或温度的变化会导致光伏电池板的输出功率发生突变，进而导致光伏电池板输出的直流电流发生突变。
因此，采用现有技术所提供的电弧检测电路时，会将光照或温度变化等环境因素变化所引起的直流电流的突变判断为电弧特征，进而根据电弧特征判断直流电流中存在电弧，造成直流电流中电弧的检测电路在进行电弧检测时的检测结果的准确性降低。
综上，现有技术中的直流电流中电弧的检测电路存在检测结果准确性低的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种直流电流中电弧的检测电路及微处理器，用以解决现有的直流电流中电弧的检测电路存在的检测结果准确性低的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种直流电流中电弧的检测电路，包括：
电流采样电路，用于对直流电流进行电流采样，输出直流电流的电流采样信号；
第一电路，用于接收电流采样电路输出的电流采样信号，对电流采样信号进行处理后输出时域信号，时域信号包括至少一个脉冲，至少一个脉冲用于指示电流采样信号在时域上的变化率；
第二电路，用于接收电流采样电路输出的电流采样信号，对电流采样信号进行放大和滤波处理后输出电流采样信号的频域信号；
微处理器，用于接收第一电路输出的时域信号和第二电路输出的频域信号；根据对时域信号和频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作；当电弧事件数量的计数结果满足预设条件时，确定直流电流中存在电弧。
采用上述方案，电流采样电路对直流电流进行电流采样，输出直流电流的电流采样信号，第一电路接收电流采样信号并对电流采样信号进行处理后，输出包括至少一个脉冲的时域信号，其中，至少一个脉冲用于指示电流采样信号在时域上的变化率；第二电路接收电流采样信号并对电流采样信号进行放大和滤波处理后，输出电流采样信号的频域信号；微处理器接收第一电路输出的时域信号和第二电路输出的频域信号，并根据对时域信号和频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作；当电弧事件数量的计数结果满足预设条件时，确定直流电流中存在电弧。
由于时域信号中的至少一个脉冲反应了电流采样信号在时域上的变化率，因此，微处理器在分析时域信号时，需要考虑电流采样信号在时域上的变化率是否满足电弧的变化率范围，因而采用上述第一方面所提供的方案，不会在环境因素引起电流采样信号发生变化时误认为直流电流中存在电弧，从而提高了直流电流中电弧检测电路的检测结果的准确性。
在一种可能的实现方式中，微处理器还用于：在接收第一电路输出的时域信号和第二电路输出的频域信号之前，将电弧事件数量设置为初始值；
微处理器在根据对时域信号和频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作时，具体用于：
按照设定顺序对时域信号包括的至少一个脉冲中的一个脉冲进行分析；
若一个脉冲的宽度大于或等于第一阈值，且频域信号存在电弧特征，则将电弧事件数量加一；否则，将电弧事件数量减一。
采用上述方案，由微处理器对电弧事件数量进行计数操作，在一个脉冲的脉冲宽度大于或等于第一阈值，且频域信号存在电弧特征时，将电弧事件数量加一；否则，将电弧事件数量减一，因而可以根据电弧事件数量的值衡量直流电流中存在电弧的可能性，在直流电流中存在电弧的可能性增大时将电弧事件数量加一，在直流电流中存在电弧的可能性减小时将电弧事件数量减一，提供了一种衡量直流电流中存在电弧的可能性的方法，同时，将电弧事件数量减一的操作也避免了电弧事件数量累加过快，导致频繁确定直流电流中存在电弧，继而频繁触发设备关机动作。
在一种可能的实现方式中，微处理器还用于：
在接收第一电路输出的时域信号和第二电路输出的频域信号之前，将电弧事件数量设置为初始值；
微处理器在根据对时域信号和频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作时，具体用于：
若时域信号包括的至少一个脉冲中任一脉冲的宽度大于或等于第二阈值，且频域信号存在电弧特征，则将电弧事件数量加一；否则，将电弧事件数量减一；或者
若时域信号包括的至少一个脉冲中全部脉冲的宽度均大于或等于第二阈值，且频域信号存在电弧特征，则将电弧事件数量加一；否则，将电弧事件数量减一。
采用上述方案，由微处理器对电弧事件数量进行计数操作，在至少一个脉冲中任一脉冲的宽度大于或等于第二阈值或至少一个脉冲中全部脉冲的宽度均大于或等于第二阈值，且频域信号存在电弧特征时，将电弧事件数量加一；否则，将电弧事件数量减一，因而可以根据电弧事件数量的值衡量直流电流中存在电弧的可能性，在直流电流中存在电弧的可能性增大时将电弧事件数量加一，在直流电流中存在电弧的可能性减小时将电弧事件数量减一，提供了一种衡量直流电流中存在电弧的可能性的方法，同时，将电弧事件数量减一的操作也避免了电弧事件数量累加过快，导致频繁确定直流电流中存在电弧，继而频繁触发设备关机动作。
在一种可能的实现方式中，微处理器在当电弧事件数量的计数结果满足预设条件时，确定直流电流中存在电弧时，具体用于：当电弧事件数量的计数结果大于或等于第三阈值时，确定直流电流中存在电弧。
采用上述方案，在电弧事件数量的计数结果大于或等于第三阈值时，确定直流电流中存在电弧，提供了一种确定直流电流中存在电弧的方法。
在一种可能的实现方式中，微处理器还用于：
当电弧事件数量的计数结果小于初始值时，将电弧事件数量置为初始值。
采用上述方案，在电弧事件数量的计数结果小于初始值时，将电弧事件数量置为初始值，避免出现电弧事件数量小于初始值的情况。
在一种可能的实现方式中，第一电路包括：微分电路、放大电路、滞环比较电路、限幅电路和波形整形电路；其中，
微分电路，用于对输入的电流采样信号进行微分运算，输出具有电流采样信号的变化率的第一信号，将第一信号输入放大电路；
放大电路与微分电路耦合，用于将输入的第一信号的幅值放大设定倍数，输出第二信号，将第二信号输入滞环比较电路；
滞环比较电路与放大电路耦合，用于按照第一预设规则对第二信号进行处理，得到第三信号，将第三信号输入限幅电路；
其中，第一预设规则包括：当第二信号的幅值大于或等于第四阈值时输出正向脉冲信号，当第二信号的幅值小于第四阈值时输出负向脉冲信号；
限幅电路与滞环比较电路耦合，用于按照第二预设规则对第三信号进行处理，得到第四信号，将第四信号输入波形整形电路；
其中，第二预设规则包括：将负向脉冲信号的幅值设置为零；以及当正向脉冲信号的幅值大于或等于第五阈值时，将正向脉冲信号的幅值设置为第五阈值，当正向脉冲信号的幅值小于第五阈值时，保持正向脉冲信号的幅值不变；
波形整形电路与限幅电路耦合，输出包括至少一个脉冲的时域信号，至少一个脉冲中每个脉冲的宽度包括至少一个时间单位。
采用上述方案，提供了一种第一电路的实现形式。
第二方面，本发明实施例提供一种如上述第一方面所提供的微处理器，包括：
接收模块，用于接收第一电路输出的时域信号和第二电路输出的频域信号；
计数模块，用于根据对接收模块接收的时域信号和频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作；
确定模块，用于当计数模块对电弧事件数量进行计数操作得到的计数结果满足预设条件时，确定直流电流中存在电弧。
采用上述方案，接收模块接收第一电路输出的时域信号和第二电路输出的频域信号，计数模块根据对时域信号和频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作；当电弧事件数量的计数结果满足预设条件时，确定模块确定直流电流中存在电弧。因此，计数模块在分析时域信号时，需要考虑电流采样信号在时域上的变化率是否满足电弧的变化率范围，因而采用第二方面所提供的微处理器对直流电流中是否存在电弧进行检测时，不会在环境因素引起电流采样信号发生变化时误认为直流电流中存在电弧，从而提高了直流电流中电弧检测的准确性。
在一种可能的实现方式中，该微处理器还包括：
置位模块，用于在接收模块接收第一电路输出的时域信号和第二电路输出的频域信号之前，将电弧事件数量设置为初始值；
计数模块在根据对接收模块接收的时域信号和频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作时，具体用于：
按照设定顺序对时域信号包括的至少一个脉冲中的一个脉冲进行分析；若一个脉冲的宽度大于或等于第一阈值，且频域信号存在电弧特征，则将电弧事件数量加一；否则，将电弧事件数量减一。
采用上述方案，由计数模块对电弧事件数量进行计数操作，在一个脉冲的脉冲宽度大于或等于第一阈值，且频域信号存在电弧特征时，将电弧事件数量加一；否则，将电弧事件数量减一，因而计数模块可以根据电弧事件数量的值衡量直流电流中存在电弧的可能性，在直流电流中存在电弧的可能性增大时将电弧事件数量加一，在直流电流中存在电弧的可能性减小时将电弧事件数量减一，提供了一种衡量直流电流中存在电弧的可能性的方法，同时，将电弧事件数量减一的操作也避免了电弧事件数量累加过快，导致频繁确定直流电流中存在电弧，继而频繁触发设备关机动作。
在一种可能的实现方式中，该微处理器还包括：
置位模块，用于在接收模块接收第一电路输出的时域信号和第二电路输出的频域信号之前，将电弧事件数量设置为初始值；
计数模块在根据对接收模块接收的时域信号和频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作时，具体用于：
若时域信号包括的至少一个脉冲中任一脉冲的宽度大于或等于第二阈值，且频域信号存在电弧特征，则将电弧事件数量加一；否则，将电弧事件数量减一；或者
若时域信号包括的至少一个脉冲中全部脉冲的宽度均大于或等于第二阈值，且频域信号存在电弧特征，则将电弧事件数量加一；否则，将电弧事件数量减一。
采用上述方案，由计数模块对电弧事件数量进行计数操作，在至少一个脉冲中任一脉冲的宽度大于或等于第二阈值或至少一个脉冲中全部脉冲的宽度均大于或等于第二阈值，且频域信号存在电弧特征时，将电弧事件数量加一；否则，将电弧事件数量减一，因而可以根据电弧事件数量的值衡量直流电流中存在电弧的可能性，在直流电流中存在电弧的可能性增大时将电弧事件数量加一，在直流电流中存在电弧的可能性减小时将电弧事件数量减一，提供了一种衡量直流电流中存在电弧的可能性的方法，同时，将电弧事件数量减一的操作也避免了电弧事件数量累加过快，导致频繁确定直流电流中存在电弧，继而频繁触发设备关机动作。
在一种可能的实现方式中，确定模块在当计数模块对电弧事件数量进行计数操作得到的计数结果满足预设条件时，确定直流电流中存在电弧时，具体用于：
当计数模块对电弧事件数量进行计数操作得到的计数结果大于或等于第三阈值时，确定直流电流中存在电弧。
采用上述方案，确定模块在电弧事件数量的计数结果大于或等于第三阈值时，确定模块确定直流电流中存在电弧，为确定模块提供了一种确定直流电流中存在电弧的方法。
在一种可能的实现方式中，置位模块还用于：
当计数模块对电弧事件数量进行计数操作得到的计数结果小于初始值时，将电弧事件数量置为初始值。
采用上述方案，置位模块在电弧事件数量的计数结果小于初始值时，将电弧事件数量置为初始值，避免出现电弧事件数量小于初始值的情况。
附图说明
图1为现有技术提供的一种直流电流中电弧的检测电路应用于光伏发电***的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种直流电流中电弧的检测电路的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种第一电路的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种第一电路的结构示意图；
图5为采用本发明实施例提供的直流电流中电弧的检测电路进行电弧检测的光伏发电***的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的微处理器的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种直流电流中电弧的检测方法流程示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种直流电流中电弧的检测方法流程示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明实施例的上述目的、方案和优势，下文提供了详细描述。该详细描述通过使用框图、流程图等附图和/或示例，阐明了装置和/或方法的各种实施方式。在这些框图、流程图和/或示例中，包含一个或多个功能和/或操作。本领域技术人员将理解到：这些框图、流程图或示例内的各个功能和/或操作，能够通过各种各样的硬件、软件、固件单独或共同实施，或者通过硬件、软件和固件的任意组合实施。
现有技术中，直流电流中电弧的检测电路应用于光伏发电***时的结构示意图可如图1所示，直流电流中电弧的检测电弧检测光伏电池板产生的直流电流中是否存在电弧的方法可以为：直流电流Ipv经过采样后得到直流电流的电流采样信号，再经过信号调理电路进行放大、滤波后供微处理器分析，微处理器对经过信号调理电路处理后的信号进行频域分析和时域分析。由于当直流电流中存在电弧时，直流电流具有一些频域特征和时域特征，比如，在频域上表现为高频分量增加、频率下限增加等，在时域上表现为纹波增大、幅值突变等。因此对直流电流Ipv进行频域分析和时域分析可以判断出直流电流Ipv中是否存在电弧。若直流电流Ipv中存在电弧，则微处理器会发出告警指示及并网逆变器关机命令，此时并网逆变器和并网继电器均断开，并网逆变器与电网脱离后直流电流Ipv的回路断开，电弧熄灭。
光伏发电***中光伏电池板受环境影响大，光照或温度的变化会导致光伏电池板的输出功率发生突变，进而导致直流电流Ipv发生突变。因此，采用图1所示的检测电路检测直流电流中是否存在电弧时，可能会将光照或温度变化等环境因素变化所引起的直流电流Ipv突变判断为电弧特征，造成检测电路的检测结果的准确性降低。
本发明实施例提供一种直流电流中电弧的检测电路及微处理器，用以解决现有的直流电流中电弧的检测电路存在的检测结果准确性低的问题。在本发明实施例中，直流电流中电弧的检测电路包括：电流采样电路、第一电路、第二电路和微处理器；电流采样电路用于对直流电流进行电流采样，输出直流电流的电流采样信号，第一电路用于接收电流采样信号并对电流采样信号进行处理后，输出包括至少一个脉冲的时域信号，其中，至少一个脉冲用于指示电流采样信号在时域上的变化率；第二电路用于接收电流采样信号并对电流采样信号进行放大和滤波处理后，输出电流采样信号的频域信号；微处理器用于接收第一电路输出的时域信号和第二电路输出的频域信号，并根据对时域信号和频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作；当电弧事件数量的计数结果满足预设条件时，确定直流电流中存在电弧。
由于时域信号中的至少一个脉冲反应了电流采样信号在时域上的变化率，因此，微处理器在分析时域信号时，需要考虑电流采样信号在时域上的变化率是否满足电弧的变化率范围，因而采用本发明实施例所提供的技术方案，不会在环境因素引起电流采样信号发生变化时误认为直流电流中存在电弧，从而提高了直流电流中电弧的检测电路检测结果的准确性。
下面详细介绍本发明实施例提供的一种直流电流中电弧的检测电路及微处理器。需要说明的是，本发明实施例的展示顺序仅代表实施例的先后顺序，并不代表实施例所提供的技术方案的优劣。
实施例一
本发明实施例提供一种直流电流中电弧的检测电路，如图2所示，该直流电流中电弧的检测电路200包括电流采样电路201、第一电路202、第二电路203和微处理器204
电流采样电路201，用于对直流电流进行电流采样，输出直流电流的电流采样信号；
第一电路202，用于接收电流采样电路201输出的电流采样信号，对电流采样信号进行处理后输出时域信号，时域信号包括至少一个脉冲，至少一个脉冲用于指示电流采样信号在时域上的变化率；
第二电路203，用于接收电流采样电路201输出的电流采样信号，对电流采样信号进行放大和滤波处理后输出电流采样信号的频域信号；
微处理器204，用于接收第一电路202输出的时域信号和第二电路203输出的频域信号；根据对时域信号和频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作；当电弧事件数量的计数结果满足预设条件时，确定直流电流中存在电弧。
下面，对直流电流中电弧的检测电路200中的各部分电路的实现方式及功能做详细介绍。
1、电流采样电路201
电流采样电路201可通过电流互感器实现，电流采样电路201输出的电流采样信号为模拟信号。
2、第一电路202
第一电路202的具体实现方式及各个部分的功能将在实施例二中详细介绍，此处不再赘述。
3、第二电路203
第二电路203可以是信号调理电路。在信号调理电路中，滤波器可以选用高阶滤波器。高阶滤波器的选频特性较好，可以滤除电流采样信号中的噪声。
第二电路203输出的频域信号是用于对直流电流进行频域分析的信号，该频域信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。
当频域信号为数字信号时，需要在第二电路203中配置用于将模拟信号转换为数字信号的电路；当频域信号为模拟信号时，需要在第二电路203输出频域信号后，将频域信号这一模拟信号转换为数字信号。
4、微处理器204
微处理器204通过对电弧事件数量进行计数操作，可以更新电弧事件数量，从而获知直流电流中存在电弧的可能性，当电弧事件数量的计数结果满足预设条件时，确定直流电流中存在电弧。
其中，电弧事件数量用于指示直流电流中存在电弧的可能性，电弧事件数量越多，表示直流电流中存在电弧的可能性越大。
比如，当直流电流中存在电弧的可能性增加时，可以将电弧事件数量加一；当直流电流中存在电弧的可能性减小时，可以将电弧事件数量减一。
在微处理器204确定直流电流中存在电弧之后，可采取现有技术中相关措施使电弧熄灭，比如，对于光伏发电***，在微处理器204确定直流电流中存在电弧后，可以触发电弧告警，继而可以触发并网逆变器关机命令，此时并网逆变器和并网继电器均断开，直流电流中的电弧熄灭。
可选地，微处理器204还用于：在接收第一电路202输出的时域信号和第二电路203输出的频域信号之前，将电弧事件数量设置为初始值；微处理器204在根据对时域信号和频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作时，具体用于：按照设定顺序对时域信号包括的至少一个脉冲中的一个脉冲进行分析；若一个脉冲的宽度大于或等于第一阈值，且频域信号存在电弧特征，则将电弧事件数量加一；否则，将电弧事件数量减一。
其中，电弧事件数量设置的初始值可以为零。
需要说明的是，电弧事件数量设置的初始值也可以为其他数值，此处不再枚举。
其中，设定顺序可以是至少一个脉冲中每个脉冲出现的时间从早到晚排列的顺序，也可以是至少一个脉冲中每个脉冲出现的时间从晚到早排列的顺序，本发明实施例中对设定顺序不做限制。
其中，第一阈值可以通过实验数据等进行设置，例如该第一阈值可以设置为200微秒。
其中，判断频域信号是否存在电弧特征的方法可以是：对频域信号进行快速傅里叶变换后，判断频域信号的高频分量是否增加，或者判断频域信号的频率下限是否增大。判断频域信号是否存在电弧特征的方法可以采用现有技术，此处不再赘述。
其中，将电弧事件数量减一的目的是，直流电流中存在电弧时，电弧有可能会自己熄灭，当一个脉冲的宽度小于第一阈值和/或频域信号不存在电弧特征时，可能是直流电流中产生电弧之后，电弧自己熄灭了，此时，可以认为，前一次导致电弧事件数量加一的电弧已熄灭，因此，可以将电弧事件数量减一。
通过执行将电弧事件数量减一的操作，避免了电弧事件数量累加过快，导致频繁确定直流电流中存在电弧，继而频繁触发设备关机动作。
可选地，微处理器204还用于：在接收第一电路202输出的时域信号和第二电路203输出的频域信号之前，将电弧事件数量设置为初始值；
微处理器204在根据对时域信号和频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作时，具体用于：若时域信号包括的至少一个脉冲中任一脉冲的宽度大于或等于第二阈值，且频域信号存在电弧特征，则将电弧事件数量加一；否则，将电弧事件数量减一；或者若时域信号包括的至少一个脉冲中全部脉冲的宽度均大于或等于第二阈值，且频域信号存在电弧特征，则将电弧事件数量加一；否则，将电弧事件数量减一。
其中，电弧事件数量设置的初始值可以为零。
需要说明的是，电弧事件数量设置的初始值也可以为其他数值，此处不再枚举。
其中，第二阈值可以通过实验数据等进行设置，例如该第二阈值可以设置为200微秒。第二阈值可以与第一阈值的数值相同，也可以与第一阈值的数值不同。
其中，微处理器204判断频域信号是否存在电弧特征的方法可以是：对频域信号进行快速傅里叶变换后，判断频域信号的高频分量是否增加，或者判断频域信号的频率下限是否增大。判断频域信号是否存在电弧特征的方法可以采用现有技术，此处不再赘述。
其中，当时域信号包括的至少一个脉冲中不存在宽度大于或等于第二阈值的脉冲和/或频域信号不存在电弧特征时，微处理器将电弧事件数量减一的原因是：直流电流中存在电弧时，电弧有可能会自己熄灭，当时域信号包括的至少一个脉冲中不存在宽度大于或等于第二阈值的脉冲和/或频域信号不存在电弧特征时，可能是直流电流中产生电弧之后，电弧自己熄灭了，此时，可以认为，前一次导致电弧事件数量加一的电弧已熄灭，因此，可以将电弧事件数量减一，从而避免了电弧事件数量累加过快，导致频繁确定直流电流中存在电弧，继而频繁触发设备关机动作。
其中，当时域信号包括的至少一个脉冲中存在宽度小于第二阈值的脉冲和/或频域信号不存在电弧特征时，微处理器将电弧事件数量减一的原因是：直流电流中存在电弧时，电弧有可能会自己熄灭，当时域信号包括的至少一个脉冲中存在宽度小于第二阈值的脉冲和/或频域信号不存在电弧特征时，可能是直流电流中产生电弧之后，电弧自己熄灭了，此时，可以认为，前一次导致电弧事件数量加一的电弧已经熄灭，因此，微处理器可以将电弧事件数量减一，从而避免了电弧事件数量累加过快，导致频繁确定直流电流中存在电弧，继而频繁触发设备关机动作。
上述两种将电弧事件数量减一的方式中，都是将时域信号作为一个整体，根据对时域信号所包含的至少一个脉冲的宽度进行判断，从整体上得出时域信号是否存在电弧特征的结论，对时域信号进行一次判断后，仅对电弧事件数量进行一次加一或减一的操作。
上述两种方式仅在对时域信号进行判断时的判断条件不同，即一种是时域信号包括的至少一个脉冲中任一脉冲的宽度大于或等于第二阈值时认为时域信号存在电弧特征，另一种是时域信号包括的至少一个脉冲中全部脉冲的宽度大于或等于第二阈值时才认为时域信号存在电弧特征。
通过执行将电弧事件数量减一的操作，避免了电弧事件数量累加过快，导致频繁确定直流电流中存在电弧，继而频繁触发设备关机动作。
可选地，微处理器204在当电弧事件数量的计数结果满足预设条件时，确定直流电流中存在电弧时，具体用于：当电弧事件数量的计数结果大于或等于第三阈值时，确定直流电流中存在电弧。
其中，第三阈值可以通过实验数据等进行设置，例如该第三阈值可以设置为10。
微处理器204在电弧事件数量的计数结果大于或等于第三阈值时，确定直流电流中存在电弧的原因是：在确定设备的直流电流中存在电弧后，微处理器204会触发电弧告警，进而导致设备关机，而设备关机后，需要人为为设备开机，如果微处理器204频繁触发电弧告警，会导致设备频繁开关机。因而，在电弧事件数量的计数结果达到第三阈值时才确定直流电流中存在电弧，避免了电弧事件数量累加过快，导致频繁确定直流电流中存在电弧，继而频繁触发设备关机动作。
可选地，微处理器204还用于：当电弧事件数量的计数结果小于初始值时，将电弧事件数量设置为初始值。
由于微处理器204在对电弧事件数量进行计数时会执行对电弧事件数量减一的操作，因而可能会导致电弧事件数量出现小于初始值的情况。实际中，电弧事件数量小于初始值的情况是不存在的，因此当电弧事件数量的计数结果小于初始值时，将电弧事件数量置为初始值，可以避免电弧事件数量出现小于初始值的情况，导致直流电流中电弧的检测方法的准确性降低。
本发明实施例一所提供的直流电流中电弧的检测电路200可应用于电气***中，比如光伏发电***。
将本发明实施例一所提供的直流电流中电弧的检测电路200应用于光伏发电***时，该光伏发电***可如图3所示。
图3中，对直流电流的采样操作可通过实施一中的电流采样电路201实现，第一电路可为实施例一中的第一电路202，第二电路可为实施例一中的第二电路203，微处理器可为实施例一中的微处理器204。
图3中，直流电流经过采样后得到直流电流的电流采样信号，电流采样信号输入至第一电路后，第一电路输出包括至少一个脉冲的时域信号，至少一个脉冲用于指示电流采样信号在时域上的变化率；电流采样信号输入至第二电路后，第二电路输出电流采样信号的频域信号。微处理器根据对时域信号和频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作；当电弧事件数量的计数结果满足预设条件时，确定直流电流中存在电弧。
实施例一中，直流电流中电弧的检测电路包括：电流采样电路、第一电路、第二电路和微处理器；电流采样电路用于对直流电流进行电流采样，输出直流电流的电流采样信号，第一电路用于接收电流采样信号并对电流采样信号进行处理后，输出包括至少一个脉冲的时域信号，其中，至少一个脉冲用于指示电流采样信号在时域上的变化率；第二电路用于接收电流采样信号并对电流采样信号进行放大和滤波处理后，输出电流采样信号的频域信号；微处理器用于接收第一电路输出的时域信号和第二电路输出的频域信号，并根据对时域信号和频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作；当电弧事件数量的计数结果满足预设条件时，确定直流电流中存在电弧。
由于时域信号中的至少一个脉冲反应了电流采样信号在时域上的变化率，因此，微处理器在分析时域信号时，需要考虑电流采样信号在时域上的变化率是否满足电弧的变化率范围，因而采用本发明实施例一所提供的技术方案，不会在环境因素引起电流采样信号发生变化时误认为直流电流中存在电弧，从而提高了直流电流中电弧检测的准确性。
实施例二
本发明实施例还提供一种第一电路，本发明实施例所提供的第一电路可如图4所示，该第一电路400可应用于实施例一所提供的直流电流中电弧的检测电路200，即图4中的第一电路400为实施例一中的第一电路202的一种可能的实现方式。
如图4所示，第一电路400包括：微分电路401、放大电路402、滞环比较电路403、限幅电路404和波形整形电路405；其中，
微分电路401，用于对输入的电流采样信号进行微分运算，输出具有电流采样信号的变化率的第一信号，将第一信号输入放大电路；
放大电路402与微分电路401耦合，用于将输入的第一信号的幅值放大设定倍数，输出第二信号，将第二信号输入滞环比较电路403；
滞环比较电路403与放大电路402耦合，用于按照第一预设规则对第二信号进行处理，得到第三信号，将第三信号输入限幅电路404；
其中，第一预设规则包括：当第二信号的幅值大于或等于第四阈值时输出正向脉冲信号，当第二信号的幅值小于第四阈值时输出负向脉冲信号；
限幅电路404与滞环比较电路403耦合，用于按照第二预设规则对第三信号进行处理，得到第四信号，将第四信号输入波形整形电路405；
其中，第二预设规则包括：将负向脉冲信号的幅值设置为零；以及当正向脉冲信号的幅值大于或等于第五阈值时，将正向脉冲信号的幅值设置为第五阈值，当正向脉冲信号的幅值小于第五阈值时，保持正向脉冲信号的幅值不变；
波形整形电路405与限幅电路404耦合，输出包括至少一个脉冲的时域信号，至少一个脉冲中每个脉冲的宽度包括至少一个时间单位。
其中，至少一个时间单位由波形整形电路405中单稳态触发器外接的电阻和电容决定，例如，时间单位可以是1微秒。需要说明的是，时间单位也可以为其他数值，此处不再枚举。
可选地，微分电路401包含至少一个电阻、至少一个电容以及第一运算放大器。
可选地，放大电路402包含至少一个电阻、至少一个电容以及第二运算放大器。
可选地，滞环比较电路403包含至少一个电阻和第三运算放大器。
可选地，限幅电路404包含至少一个稳压二极管。
可选地，波形整形电路405包含至少一个电阻、至少一个电容以及单稳态触发器。
图5为图4所示的第一电路的一个示例，在图5中，由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2及运算放大器U1构成的图4中的微分电路401，由电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C3及运算放大器U2构成图4中的放大电路402，由电阻R7、电阻R8、电阻R9及比较器U3构成图4中的滞环比较电路403，由稳压二极管构成图4中的限幅电路404，由施密特触发器U4、电阻R10、电阻R11及电容C4构成图4中的波形整形电路405。
其中，在限幅电路404和波形整形电路405之间耦合有二极管D1，二极管D1的作用是防止输入到波形整形电路405中的施密特触发器U4的信号为负值。
直流电流的电流采样信号输出到微分电路的输入端R1，当直流电流发生变化，微分电路能够采样到直流电流的变化率，并输出到后级的放大电路，放大电路将微分电路采样到的变化率放大到一个合适的范围，比如放大到可以驱动后级滞环比较电路的范围，若直流电流的变化率超过滞环比较电路中设置的第四阈值，则滞环比较电路输出一个脉冲信号，这个脉冲信号经过限幅电路限幅后，将双极性脉冲转换为单极性脉冲，该单极性脉冲触发后级的波形整形电路，施密特触发器U4输出包含至少一个脉冲的时域信号，至少一个脉冲中每个脉冲的宽度包括至少一个时间单位。
其中，时间单位由波形整形电路中的电阻R11和电容C4计算得到，例如，时间单位可以是1微秒。需要说明的是，时间单位也可以为其他数值，此处不再枚举。
实施例三
本发明实施例还提供一种微处理器，即图6所示的微处理器600。微处理器600可应用于实施例一中，即作为实施例一中的微处理器204的一种可能的实现方式。如图6所示，微处理器600包括：
接收模块601，用于接收第一电路输出的时域信号和第二电路输出的频域信号；
计数模块602，用于根据对接收模块601接收的时域信号和频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作；
确定模块603，用于当计数模块602对电弧事件数量进行计数操作得到的计数结果满足预设条件时，确定直流电流中存在电弧。
可选地，微处理器600还包括：
置位模块，用于在接收模块601接收第一电路输出的时域信号和第二电路输出的频域信号之前，将电弧事件数量设置为初始值；
计数模块602在根据对接收模块601接收的时域信号和频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作时，具体用于：
按照设定顺序对时域信号包括的至少一个脉冲中的一个脉冲进行分析；若一个脉冲的宽度大于或等于第一阈值，且频域信号存在电弧特征，则将电弧事件数量加一；否则，将电弧事件数量减一。
可选地，微处理器600还包括：
置位模块，用于在接收模块601接收第一电路输出的时域信号和第二电路输出的频域信号之前，将电弧事件数量设置为初始值；计数模块602在根据对接收模块601接收的时域信号和频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作时，具体用于：
若时域信号包括的至少一个脉冲中任一脉冲的宽度大于或等于第二阈值，且频域信号存在电弧特征，则将电弧事件数量加一；否则，将电弧事件数量减一；或者
若时域信号包括的至少一个脉冲中全部脉冲的宽度均大于或等于第二阈值，且频域信号存在电弧特征，则将电弧事件数量加一；否则，将电弧事件数量减一。
其中，置位模块可以与实施例三的前一种可选实现方式中的置位模块相同。
可选地，确定模块603在当计数模块602对电弧事件数量进行计数操作得到的计数结果满足预设条件时，确定直流电流中存在电弧时，具体用于：
当计数模块602对电弧事件数量进行计数操作得到的计数结果大于或等于第三阈值时，确定直流电流中存在电弧。
可选地，置位模块还用于：
当计数模块602对电弧事件数量进行计数操作得到的计数结果小于初始值时，将电弧事件数量置为初始值。
实施例四
本发明实施例还提供一种直流电流中电弧的检测方法，该方法可应用于实施例一所提供的直流电流中电弧的检测电路200中，如图7所示，该方法包含如下步骤：
S701：将电弧事件数量设置为初始值；
其中，电弧事件数量用于指示直流电流中是否存在电弧，电弧事件可以表示直流电流中存在电弧的可能性，电弧事件数量越多，表示直流电流中存在电弧的可能性越大。
例如，电弧事件数量设置的初始值可以为零。
需要说明的是，电弧事件数量设置的初始值也可以为其他数值，此处不再枚举。
S702：获取直流电流的电流采样信号；
电流采样信号是模拟信号，该电流采样信号可以通过在直流电流所在的直流线路上设置实施例一中的电流采样电路201获得。
S703：将电流采样信号输入第一电路，输出包括至少一个脉冲的时域信号；
S703中，时域信号包括的至少一个脉冲用于指示电流采样信号在时域上的变化率，该时域信号用于判断直流电流在时域上是否存在电弧特征。
S704：按照设定顺序判断至少一个脉冲中一个脉冲是否存在电弧特征；若是，则执行S705，若否，则执行S708；
需要说明的是，设定顺序可以是至少一个脉冲中每个脉冲出现的时间从早到晚排列的顺序，也可以是至少一个脉冲中每个脉冲出现的时间从晚到早排列的顺序，本发明实施例中对设定顺序不做限制。
确定一个脉冲存在电弧特征的方法可以是：一个脉冲的宽度大于或等于第一阈值时，确定该一个脉冲存在电弧特征。
其中，第一阈值可以通过实验数据等进行设置，例如该第一阈值可以设置为200微秒。
S705：将电流采样信号输入第二电路，输出电流采样信号的频域信号；
S705中，第二电路可以是信号调理电路，信号调理电路对电流采样信号进行放大和滤波处理，输出电流采样信号的频域信号。
信号调理电路中，滤波器可以选用高阶滤波器。高阶滤波器的选频特性较好，可以滤除电流采样信号中的噪声。
第二电路可以是信号调理电路，信号调理电路对电流采样信号进行放大和滤波处理，输出电流采样信号的频域信号。
信号调理电路中，滤波器可以选用高阶滤波器。高阶滤波器的选频特性较好，可以滤除电流采样信号中的噪声。
S705中，频域信号是用于对直流电流进行频域分析的信号，该频域信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。
当频域信号为数字信号时，需要在第二电路中配置用于将模拟信号转换为数字信号的电路；当频域信号为模拟信号时，需要在微处理器中配置用于将模拟信号转换为数字信号的电路。
S706：判断频域信号是否存在电弧特征，若是，则执行S707，若否，则执行S708；
判断频域信号是否存在电弧特征的方法可以是：对频域信号进行快速傅里叶变换后，判断频域信号的高频分量是否增加，或者判断频域信号的频率下限是否增大。判断频域信号是否存在电弧特征的方法可以采用现有技术，此处不再赘述。
图7所示流程中以先判断至少一个脉冲中一个脉冲是否存在电弧特征，然后判断频域信号是否存在电弧特征为例，实际中，也可先判断频域信号是否存在电弧特征，然后判断至少一个脉冲中一个脉冲是否存在电弧特征，本发明实施例对判断顺序不做限制。
S707：将电弧事件数量加一；
将电弧事件数量加一表示直流电流中存在电弧的可能性增大。
S708：将电弧事件数量减一。
将电弧事件数量加一表示直流电流中存在电弧的可能性减小。
设置S708的目的是，直流电流中存在电弧时，电弧有可能会自己熄灭，当至少一个脉冲中一个脉冲不存在电弧和/或频域信号不存在电弧特征时，可能是直流电流中产生电弧之后，电弧自己熄灭了，此时，可以认为，前一次导致电弧事件数量加一的电弧已熄灭，因此，在S708中，将电弧事件数量减一，避免了电弧事件数量累加过快，导致频繁确定直流电流中存在电弧，继而频繁触发设备关机动作。
S709：判断电弧事件数量的计数结果是否大于或等于第三阈值；若是，则执行S710；若否，则执行S711；
其中，第三阈值可以通过实验数据等进行设置，例如该第三阈值可以设置为10。
S710：确定直流电流中存在电弧；
在确定直流电流中存在电弧后，可采取现有技术中相关措施使电弧熄灭，比如，对于光伏发电***，在确定直流电流中存在电弧后，可以触发电弧告警，继而可以触发并网逆变器关机命令，此时并网逆变器和并网继电器均断开，直流电流中的电弧熄灭。
S710中，当电弧事件数量大于或等于第一阈值时，确定直流电流中存在电弧的原因是：在确定设备的直流电流中存在电弧后会触发电弧告警，进而导致设备关机，而设备关机后，需要人为为设备开机，如果频繁触发电弧告警，会导致设备频繁开关机。因而，在S709中设置第三阈值，在电弧事件数量的计数结果大于或等于第三阈值时才确定直流电流中存在电弧，避免了电弧事件数量累加过快，导致频繁确定直流电流中存在电弧，继而频繁触发设备的关机动作。
S711：判断电弧事件数量是否小于初始值，若是，则执行S712；若否，则执行S713；
S712：将电弧事件数量设置为初始值；
由于S708中，在至少一个脉冲中一个脉冲不存在电弧特征和/或频域信号中不存在电弧特征时，将电弧事件数量减一，因而会导致电弧事件数量出现小于初始值的情况。实际中，电弧事件数量小于初始值的情况是不存在的，因此在S712中设置了将电弧事件数量设置为初始值的操作，避免电弧事件数量出现小于初始值的情况，导致直流电流中电弧的检测方法的准确性降低。
S713：判断至少一个脉冲中是否存在未被判断是否存在电弧特征的脉冲，若是，则返回S704，若否，则返回S702。
图7所示的直流电流中电弧的检测方法中，除S702、S703、S705外，其余步骤均可由实施一中的微处理器204实现。
在图7所示的直流电流中电弧的检测方法中，通过第一电路对直流电流的电流采样信号进行处理，输出包括至少一个脉冲的时域信号，其中，至少一个脉冲用于指示电流采样信号在时域上的变化率；并，通过第二电路对直流电流的电流采样信号进行处理，输出电流采样信号的频域信号；当至少一个脉冲中一个脉冲存在电弧特征且频域信号存在电弧特征时，将用于指示直流电流中是否存在电弧的电弧事件数量加一，当电弧事件数量的计数结果大于或等于第三阈值时，确定直流电流中存在电弧特征。
由于时域信号中的至少一个脉冲反应了电流采样信号在时域上的变化率，在分析时域信号时，可以在至少一个脉冲中一个脉冲的变化率满足电弧的变化率范围时确定该一个脉冲存在电弧特征，因而采用图7所示的直流电流中电弧的检测方法，不会将环境因素引起的电流采样信号的变化判断为电弧特征，从而提高了直流电流中电弧检测的准确性。
图8为本发明实施例提供的另一种直流电流中电弧的检测方法，
如图8所示，该方法包括如下流程：S801：将电弧事件数量设置为初始值；
其中，电弧事件数量用于指示直流电流中是否存在电弧，电弧事件可以表示直流电流中存在电弧的可能性，电弧事件数量越多，表示直流电流中存在电弧的可能性越大。
例如，电弧事件数量设置的初始值可以为零。
需要说明的是，电弧事件数量设置的初始值也可以为其他数值，此处不再枚举。
S802：获取直流电流的电流采样信号；
电流采样信号是模拟信号，该电流采样信号可以通过在直流电流所在的直流线路上设置电流互感器获得。
S803：将电流采样信号输入第一电路，输出包括至少一个脉冲的时域信号；
S803中，时域信号包括的至少一个脉冲用于指示电流采样信号在时域上的变化率，该时域信号用于判断直流电流在时域上是否存在电弧特征。
S804：判断时域信号是否存在电弧特征；若是，则执行S805，若否，则执行S808；
S805：将电流采样信号输入第二电路，输出电流采样信号的频域信号；
S805中，第二电路可以是信号调理电路，信号调理电路对电流采样信号进行放大和滤波处理，输出电流采样信号的频域信号。
信号调理电路中，滤波器可以选用高阶滤波器。高阶滤波器的选频特性较好，可以滤除电流采样信号中的噪声。
S805中，频域信号是用于对直流电流进行频域分析的信号，其可以是模拟信号，也可以是数字信号。
当频域信号为数字信号时，需要在第二电路中配置用于将模拟信号转换为数字信号的电路；当频域信号为模拟信号时，需要在微处理器中配置用于将模拟信号转换为数字信号的电路。
S806中，判断时域信号是否存在电弧特征的具体方式可以是：当至少一个脉冲中存在宽度大于或等于第二阈值的脉冲时，确定时域信号存在电弧特征；或者当至少一个脉冲中全部脉冲的宽度均大于或等于第二阈值时，确定该时域信号存在电弧特征。
其中，第二阈值可以通过实验数据进行设置，例如，第二阈值可以是200微秒。
S806：判断频域信号是否存在电弧特征，若是，则执行S807，若否，则执行S808；
判断频域信号是否存在电弧特征的方法可以是：对频域信号进行快速傅里叶变换后，判断频域信号的高频分量是否增加，或者判断频域信号的频率下限是否增大。判断频域信号是否存在电弧特征的方法可以采用现有技术，此处不再赘述。
需要说明的是，图8所示流程中以先判断时域信号是否存在电弧特征，然后判断频域信号是否存在电弧特征为例，实际中，也可先判断频域信号是否存在电弧特征，然后判断时域信号是否存在电弧特征，本发明实施例中对判断顺序不做限制。
S807：将电弧事件数量加一；
将电弧事件数量加一表示直流电流中存在电弧的可能性增大。
S808：将电弧事件数量减一。
将电弧事件数量减一表示直流电流中存在电弧的可能性减小。
设置S808的目的是，直流电流中存在电弧时，电弧有可能会自己熄灭，当时域信号不存在电弧和/或频域信号不存在电弧特征时，可能是直流电流中产生电弧之后，电弧自己熄灭了，此时，可以认为，前一次导致电弧事件数量加一的电弧已熄灭，因此，在S808中，设置了将电弧事件数量减一的操作，避免了电弧事件数量累加过快，导致频繁确定直流电流中存在电弧，继而频繁触发设备关机动作。
通过S808的操作，同样也避免了电弧事件数量累加过快，导致频繁确定直流电流中存在电弧，继而频繁触发S810中的设备关机动作。
S809：判断电弧事件数量的计数结果是否大于或等于第三阈值；若是，则执行S810；若否，则执行S811；
其中，第三阈值可以通过实验数据等进行设置，例如该第三阈值可以设置为10。
S810：确定直流电流中存在电弧；
在确定直流电流中存在电弧后，可以采取现有技术中相关措施使电弧熄灭，比如，对于光伏发电***，在确定直流电流中存在电弧后，可以触发电弧告警，继而可以触发并网逆变器关机命令，此时并网逆变器和并网继电器均断开，直流电流中的电弧熄灭。
S805中，当电弧事件数量的计数结果大于或等于第三阈值时，确定直流电流中存在电弧的原因是：在确定设备的直流电流中存在电弧后会触发电弧告警，进而导致设备关机，而设备关机后，需要人为为设备开机，如果频繁触发电弧告警，会导致设备频繁开关机。因而，在S805中设置第三阈值，在电弧事件数量的计数结果大于或等于第三阈值时才确定直流电流中存在电弧避免了电弧事件数量累加过快，导致频繁确定直流电流中存在电弧，继而频繁触发设备关机动作。
S811：判断电弧事件数量是否小于初始值，若是，则执行S812；若否，则返回执行S802；
S812：将电弧事件数量设置为初始值；
由于S808中，在时域信号不存在电弧特征和/或频域信号中不存在电弧特征时，将电弧事件数量减一，因而会导致电弧事件数量出现小于初始值的情况。实际中，电弧事件数量小于初始值的情况是不存在的，因此在S812中设置了将电弧事件数量设置为初始值的操作，避免电弧事件数量出现小于初始值的情况，导致直流电流中电弧的检测方法的准确性降低。
在S812中将电弧事件数量设置为初始值后，返回执行S802。
图8所示的直流电流中电弧的检测方法中，除S802、S803、S805外，其余步骤均可由实施一中的微处理器204实现。
图8所示直流电流中电弧的检测方法中，通过第一电路对直流电流的电流采样信号进行处理，输出包括至少一个脉冲的时域信号，其中，至少一个脉冲用于指示电流采样信号在时域上的变化率；并，通过第二电路对直流电流的电流采样信号进行处理，输出电流采样信号的频域信号；当时域信号存在电弧特征且频域信号存在电弧特征时，将用于指示直流电流中是否存在电弧的电弧事件数量加一，当电弧事件数量的计数结果大于或等于第三阈值时，确定直流电流中存在电弧特征。
由于时域信号反应了电流采样信号在时域上的变化率，在分析时域信号时，可以在时域信号的变化率满足电弧的变化率范围时确定该一个脉冲存在电弧特征，因而采用图8所示直流电流中电弧的检测方法，不会将环境因素引起的电流采样信号的变化判断为电弧特征，从而提高了直流电流中电弧检测的准确性。
图7所示直流电流中电弧的检测方法与图8所示直流电流中电弧的检测方法的区别在于：图7所示方法对于时域信号的电弧特征的判断是针对至少一个脉冲中一个脉冲判断的，可适用于电流采样信号的采样时间较长的场景，图8所示方法对于时域信号的电弧特征的判断是针对直流电流的电流采样信号判断的，可适用于电流采样信号的采样时间较短的场景。
在本发明实施例中，直流电流中电弧的检测电路包括：电流采样电路、第一电路、第二电路和微处理器；电流采样电路用于对直流电流进行电流采样，输出直流电流的电流采样信号，第一电路用于接收电流采样信号并对电流采样信号进行处理后，输出包括至少一个脉冲的时域信号，其中，至少一个脉冲用于指示电流采样信号在时域上的变化率；第二电路用于接收电流采样信号并对电流采样信号进行放大和滤波处理后，输出电流采样信号的频域信号；微处理器用于接收第一电路输出的时域信号和第二电路输出的频域信号，并根据对时域信号和频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作；当电弧事件数量的计数结果满足预设条件时，确定直流电流中存在电弧。
由于时域信号中的至少一个脉冲反应了电流采样信号在时域上的变化率，因此，微处理器在分析时域信号时，需要考虑电流采样信号在时域上的变化率是否满足电弧的变化率范围，因而采用本发明实施例所提供的技术方案，不会在环境因素引起电流采样信号发生变化时误认为直流电流中存在电弧，从而提高了直流电流中电弧的检测电路的检测结果的准确性。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种直流电流中电弧的检测电路，其特征在于，包括：
电流采样电路，用于对所述直流电流进行电流采样，输出所述直流电流的电流采样信号；
第一电路，用于接收所述电流采样电路输出的所述电流采样信号，对所述电流采样信号进行处理后输出时域信号，所述时域信号包括至少一个脉冲，所述至少一个脉冲用于指示所述电流采样信号在时域上的变化率；
第二电路，用于接收所述电流采样电路输出的所述电流采样信号，对所述电流采样信号进行放大和滤波处理后输出所述电流采样信号的频域信号；
微处理器，用于接收所述第一电路输出的所述时域信号和所述第二电路输出的所述频域信号；根据对所述时域信号和所述频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作；当所述电弧事件数量的计数结果满足预设条件时，确定所述直流电流中存在电弧。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述微处理器还用于：在接收所述第一电路输出的所述时域信号和所述第二电路输出的所述频域信号之前，将所述电弧事件数量设置为初始值；
所述微处理器在根据对所述时域信号和所述频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作时，具体用于：
按照设定顺序对所述时域信号包括的所述至少一个脉冲中的一个脉冲进行分析；
若所述一个脉冲的宽度大于或等于第一阈值，且所述频域信号存在电弧特征，则将所述电弧事件数量加一；否则，将所述电弧事件数量减一。
3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述微处理器还用于：
在接收所述第一电路输出的所述时域信号和所述第二电路输出的所述频域信号之前，将所述电弧事件数量设置为初始值；
所述微处理器在根据对所述时域信号和所述频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作时，具体用于：
若所述时域信号包括的所述至少一个脉冲中任一脉冲的宽度大于或等于第二阈值，且所述频域信号存在电弧特征，则将所述电弧事件数量加一；否则，将所述电弧事件数量减一；或者
若所述时域信号包括的所述至少一个脉冲中全部脉冲的宽度均大于或等于所述第二阈值，且所述频域信号存在电弧特征，则将所述电弧事件数量加一；否则，将所述电弧事件数量减一。
4.如权利要求2或3所述的电路，其特征在于，所述微处理器在当所述电弧事件数量的计数结果满足预设条件时，确定所述直流电流中存在电弧时，具体用于：当所述电弧事件数量的计数结果大于或等于第三阈值时，确定所述直流电流中存在电弧。
5.如权利要求1～4任一项所述的电路，其特征在于，所述微处理器还用于：
当所述电弧事件数量的计数结果小于所述初始值时，将所述电弧事件数量置为所述初始值。
6.如权利要求1～5任一项所述的电路，其特征在于，所述第一电路包括：微分电路、放大电路、滞环比较电路、限幅电路和波形整形电路；其中，
所述微分电路，用于对输入的电流采样信号进行微分运算，输出具有所述电流采样信号的变化率的第一信号，将所述第一信号输入所述放大电路；
所述放大电路与所述微分电路耦合，用于将输入的所述第一信号的幅值放大设定倍数，输出第二信号，将所述第二信号输入所述滞环比较电路；
所述滞环比较电路与所述放大电路耦合，用于按照第一预设规则对所述第二信号进行处理，得到第三信号，将所述第三信号输入所述限幅电路；
其中，所述第一预设规则包括：当所述第二信号的幅值大于或等于第四阈值时输出正向脉冲信号，当所述第二信号的幅值小于第四阈值时输出负向脉冲信号；
所述限幅电路与所述滞环比较电路耦合，用于按照第二预设规则对所述第三信号进行处理，得到第四信号，将所述第四信号输入所述波形整形电路；
其中，所述第二预设规则包括：将所述负向脉冲信号的幅值设置为零；以及当所述正向脉冲信号的幅值大于或等于第五阈值时，将所述正向脉冲信号的幅值设置为所述第五阈值，当所述正向脉冲信号的幅值小于所述第五阈值时，保持所述正向脉冲信号的幅值不变；
所述波形整形电路与所述限幅电路耦合，输出包括至少一个脉冲的时域信号，所述至少一个脉冲中每个脉冲的宽度包括至少一个时间单位。
7.一种如权利要求1～6任一项所述的微处理器，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收所述第一电路输出的所述时域信号和所述第二电路输出的所述频域信号；
计数模块，用于根据对所述接收模块接收的所述时域信号和所述频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作；
确定模块，用于当所述计数模块对所述电弧事件数量进行计数操作得到的计数结果满足预设条件时，确定所述直流电流中存在电弧。
8.如权利要求7所述的微处理器，其特征在于，还包括：
置位模块，用于在所述接收模块接收所述第一电路输出的时域信号和所述第二电路输出的频域信号之前，将所述电弧事件数量设置为初始值；
所述计数模块在根据对所述接收模块接收的所述时域信号和所述频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作时，具体用于：
按照设定顺序对所述时域信号包括的所述至少一个脉冲中的一个脉冲进行分析；若所述一个脉冲的宽度大于或等于第一阈值，且所述频域信号存在电弧特征，则将所述电弧事件数量加一；否则，将所述电弧事件数量减一。
9.如权利要求7所述的微处理器，其特征在于，还包括：
置位模块，用于在所述接收模块接收所述第一电路输出的所述时域信号和所述第二电路输出的所述频域信号之前，将所述电弧事件数量设置为初始值；
所述计数模块在根据对所述接收模块接收的所述时域信号和所述频域信号进行分析的结果对电弧事件数量进行计数操作时，具体用于：
若所述时域信号包括的所述至少一个脉冲中任一脉冲的宽度大于或等于第二阈值，且所述频域信号存在电弧特征，则将所述电弧事件数量加一；否则，将所述电弧事件数量减一；或者
若所述时域信号包括的所述至少一个脉冲中全部脉冲的宽度均大于或等于所述第二阈值，且所述频域信号存在电弧特征，则将所述电弧事件数量加一；否则，将所述电弧事件数量减一。
10.如权利要求8或9所述的微处理器，其特征在于，所述确定模块在当所述计数模块对所述电弧事件数量进行计数操作得到的计数结果满足预设条件时，确定所述直流电流中存在电弧时，具体用于：
当所述计数模块对所述电弧事件数量进行计数操作得到的计数结果大于或等于第三阈值时，确定所述直流电流中存在电弧。
11.如权利要求7～10任一项所述的微处理器，其特征在于，所述置位模块还用于：
当所述计数模块对所述电弧事件数量进行计数操作得到的计数结果小于所述初始值时，将所述电弧事件数量置为所述初始值。
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