CN111289852A - 电弧检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电弧检测装置及方法。该电弧检测装置，应用于具有直流电源的直流配电***，包括控制器、电流传感器及频谱分析仪。该电弧检测装置工作时，控制器控制直流电源输出纹波电流；电流传感器获取电流检测信号并传递至频谱分析仪；频谱分析仪可以从电流检测信号中提取出纹波信号并传递至控制器。当直流配电***中出现电弧故障时，电弧故障会引起纹波信号的变化，以此控制器即可通过监测纹波信号的变化与否得到直流配电***电弧故障与否。该电弧检测装置，通过电学结构检测直流配电***的电弧，受环境影响较小，检测结果更加准确。
Description
技术领域
本发明涉及电气工程技术领域，特别是涉及一种电弧检测装置及方法。
背景技术
直流配电***产生的电弧不易熄灭，容易引发火灾、***等安全事故，具有重大的安全隐患。
传统技术中，一般通过声、光等非电气量检测直流配电***中是否有电弧产生。
发明人在实现传统技术的过程中发现：通过声、光等技术检测电弧受环境影响较大，检测结果不够准确。
发明内容
基于此，有必要针对传统技术中直流配电***的电弧检测受环境影响较大的问题，提供一种电弧检测装置及方法。
一种电弧检测装置，应用于具有直流电源的直流配电***，所述电弧检测装置包括：
控制器，用于与所述直流电源连接，以控制所述直流电源输出纹波电流；
电流传感器，设于所述直流电源的直流母线，以检测所述直流电源输出电流的大小，并生成电流检测信号；
频谱分析仪，与所述电流传感器连接，以获取所述电流检测信号，并从所述电流检测信号中提取所述纹波电流的纹波信号；所述频谱分析仪还与所述控制器连接，以使所述控制器获取所述纹波信号，并根据所述纹波信号判断所述直流配电***是否发生电弧故障。
在其中一个实施例中，所述直流电源具有开关变换器；
所述控制器与所述开关变换器连接，以通过控制开关变换器使所述直流电源输出纹波电流。
在其中一个实施例中，所述的电弧检测装置，还包括：
通信器，与所述控制器连接，以当所述控制器判断所述直流配电***发生电弧故障时，向所述通信器输出故障信息。
上述电弧检测装置，应用于具有直流电源的直流配电***，包括控制器、电流传感器及频谱分析仪。该电弧检测装置工作时，控制器控制直流电源输出纹波电流；电流传感器获取电流检测信号并传递至频谱分析仪；频谱分析仪可以从电流检测信号中提取出纹波信号并传递至控制器。当直流配电***中出现电弧故障时，电弧故障会引起纹波信号的变化，以此控制器即可通过监测纹波信号的变化与否得到直流配电***电弧故障与否。该电弧检测装置，通过电学结构检测直流配电***的电弧，受环境影响较小，检测结果更加准确。
一种电弧检测方法，基于上述任意一个实施例所述的电弧检测装置，所述电弧检测方法包括：
控制所述直流电源输出纹波电流；
对所述直流电源输出电流的大小进行检测，并生成电流检测信号；
根据所述电流检测信号提取所述纹波电流的纹波信号；
根据所述纹波信号，判断所述直流配电***是否发生电弧故障。
在其中一个实施例中，所述控制所述直流电源输出纹波电流，包括：
对所述直流电源的开关变换器进行周期性扰动，以使所述开关变换器的工作频率周期性变化，所述直流电源输出纹波电流。
在其中一个实施例中，所述根据所述电流检测信号提取所述纹波电流的纹波信号，包括：
根据电流的幅值变化量提取所述纹波电流的纹波信号。
在其中一个实施例中，所述根据所述纹波信号，判断所述直流配电***是否发生电弧故障，包括：
获取所述纹波信号，并将所述纹波信号的幅值与第一预设值对比；
若所述纹波信号的幅值小于所述第一预设值，则所述直流配电***发生电弧故障。
在其中一个实施例中，所述根据所述纹波信号，判断所述直流配电***是否发生电弧故障之后，还包括：
若所述直流配电***发生电弧故障，则控制所述开关变换器停止工作，并输出故障信息。
在其中一个实施例中，所述控制所述直流电源U1输出纹波电流之前，还包括：
预设所述直流电源U1的编号；
所述输出故障信息，包括：
获取所述直流电源U1的编号，输出包括所述直流电源U1的编号的故障信息。
在其中一个实施例中，所述对所述直流电源输出电流的大小进行检测，并生成电流检测信号，包括：
通过霍尔电流传感器对所述直流电源输出电流的大小进行检测，并生成电流检测信号。
上述电弧检测方法，应用于具有直流电源的直流配电***，包括控制直流电源输出纹波电流；检测电流大小生成电流检测信号；从电流检测信号中提取出纹波信号。当直流配电***中出现电弧故障时，电弧故障会引起纹波信号的变化，以此即可通过监测纹波信号的变化与否得到直流配电***电弧故障与否。该电弧检测方法，通过电学结构检测直流配电***的电弧，受环境影响较小，检测结果更加准确。
附图说明
图1为本申请一个实施例中电弧检测装置与直流配电***的连接示意图；
图2为本申请另一个实施例中电弧检测装置与直流配电***的连接示意图；
图3为本申请又一个实施例中电弧检测装置与直流配电***的连接示意图；
图4为本申请又一个实施例中电弧检测装置与直流配电***的连接示意图；
图5为本申请一个实施例中电弧检测方法的流程示意图；
图6为本申请一个实施例中电弧检测方法的步骤S400的具体流程示意图；
图7为本申请一个另一个实施例中电弧检测方法的流程示意图；
图8为本申请一个又一个实施例中电弧检测方法的流程示意图。
其中，各附图标号所代表的含义分别为：
10、电弧检测装置；
110、控制器；
120、电流传感器；
130、频谱分析仪；
140、通信器；
310、开关变换器；
20、电弧故障位置。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
直流配电***中产生的电弧无过零点，较交流配电***中产生的电弧更不容易熄灭，因此，容易引发火灾、***等安全事故，具有重大的安全隐患。直流电弧按照发生位置可分为串联电弧和并联电弧两种。由于电弧可以看做是一个非线性电阻，因此，当直流配电***中发生串联电弧时，***回路阻抗增大，此时，传统的过流保护电路无法起到保护作用。
基于上述问题，本申请提供一种电弧检测装置及基于该电弧检测装置的电弧检测方法，以通过电测量实现直流配电***中的电弧检测。在本申请中，两个电子器件之间的连接均指电连接，这里的电连接是指通过导线或无线电性相连，以使两个电子器件之间可以进行电信号的传输。
本申请的电弧检测装置10应用于具有直流电源U1的直流配电***。其中，在图1至图4所示的实施例中，U1表示直流电源，电容C1为直流电源U1的等效电容。N1表示直流配电***的负载，电容C2表示负载N1的等效电容。电阻R1和电感L1表示直流配电***的直流母线的线路阻抗。同时，我们将直流配电***的电路中产生电弧的情况称为电弧故障。如图1所示，该电弧检测装置10可以包括控制器110、电流传感器120及频谱分析仪130。
具体的，控制器110可以与直流配电***中的直流电源U1连接，从而在直流配电***工作时，控制直流电源U1输出纹波电流。其中，纹波电流是指由于直流稳压电源的电压波动而造成的电流波形。纹波电流的波形一般为频率高于工频的类似正弦波的谐波，或是是宽度很窄的脉冲波，这些是本领域的公知常识，不再赘述。在本实施例中，控制器110与直流配电***中的直流电源U1连接，从而干扰直流电源U1的输出，使直流电源U1输出纹波电流。
电流传感器120设于直流电源U1的直流母线，以检测直流电源U1输出电流的大小，并生成电流检测信号。换句话说，电流传感器120用于与直流配电***的负载N1串联，从而检测直流电源U1输出电流的大小。为便于描述，我们将电流传感器120检测出的直流电源U1输出电流的值称为电流检测信号。这里的电流传感器120可以是高频霍尔电流传感器。一种采用半导体材料制成的磁电转换器件，其基于磁平衡式霍尔原理和霍尔效应，可以测量毫安级微小电流。由此，本实施例中可以使用霍尔电流传感器以准确检测直流电源U1输出电流的大小。
频谱分析仪130与电流传感器120连接，以获取电流检测信号，并从电流检测信号中提取纹波电流的纹波信号。一般来说，即使不受控制器110的作用，直流电源U1所输出的直流电也会有电压波动，即在不受本申请的电弧检测装置10的作用时，直流电源U1输出的直流电里也具有纹波信号。在本申请的各实施例中，为便于区分，我们仅将由控制器110作用而产生的电压波动称为纹波信号；将非由控制器110作用而产生的电压波动称为噪声信号。在本实施例中，频谱分析仪130可以获取电流检测信号，并从该检测信号中提取由控制器110作用而产生的纹波电流的纹波信号。频谱分析仪130还与控制器110连接，以当频谱分析仪130提取出纹波信号后，将该纹波信号传递至控制器110。此时，控制器110可以根据纹波信号判断直流配电***是否发生电弧故障。
更具体的，本申请的电弧检测装置10工作时，控制器110控制直流电源U1输出纹波电流；同时电流传感器120获取电流检测信号并传递至频谱分析仪130。此时，频谱分析仪130可以从电流检测信号中提取出由控制器110作用而产生的纹波电流的纹波信号，并将该纹波信号传递至控制器110。由上述描述已知，电路中的电弧可以看做是一个非线性电阻，其可以引起线路阻抗的变化。因此，当直流配电***中出现电弧故障时，电弧故障会引起纹波信号的变化，具体为电弧会使纹波信号的幅值降低。以此，控制器110即可通过监测纹波信号的变化与否得到直流配电***电弧故障与否。同时，频谱分析仪130可以对非由控制器110作用引起的噪声信号进行排除，从而准确提取纹波信号。该电弧检测装置10，通过电学结构检测直流配电***的电弧，受环境影响较小，检测结果更加准确。
进一步的，控制器110可以控制直流电源U1产生的纹波电流为周期性变化电流。以此，当频谱分析仪130在进行纹波电信号的提取时，仅需通过提取周期变化的电信号即可提取出纹波信号，从而提升了频谱分析仪130提升纹波信号的准确性。
进一步的，本申请的电弧检测装置10，其控制器110可以综合分析在控制器110作用下纹波信号的幅值变化特征，从而提升检测的准确性。
进一步的，本申请的电弧检测装置10，其控制器110判断得出直流配电***电弧故障时，还可以控制直流电源U1停止输出直流电，从而保护直流配电***。
在一个实施例中，本申请的电弧检测装置10，其所应用的直流配电***可以具有多个直流电源U1。不同的直流电源U1可以分别具有不同的编号，如直流电源U1-01、直流电源U1-02和直流电源U1-03等。此时，每一直流电源U1都可以设有一个电弧检测装置10以进行电弧检测，且该电弧检测装置10的控制器110内可以预设有该直流电源U1的编号。以此，当控制器110判断得出直流配电***电弧故障时，可以输出包括直流电源U1的编号的故障信息。例如，控制器110可以输出直流电源U1-02电弧故障。该电弧检测装置10，可以输出包括直流电源U1的编号的故障信息，从而便于工作人员针对电弧故障快速检修。
在一个实施例中，如图2所示，直流电源U1具有开关变换器310。控制器110与开关变换器310连接，以通过控制开关变换器310使直流电源U1输出纹波电流。
具体的，开关变换器310是指采用半导体功率器件作为开关，从而将一种电源形式转换为另一种电源形式的电路。这里的电源形式可以是直流电或交流电。例如，可以通过开关变换器310将直流电转换为交流电，也可以通过开关变换器310将交流电转换为直流电。在图2所示的实施例中，通过开关变换器310将直流电转换为直流电。在不受本申请的电弧检测装置10的作用下时，直流电源U1中的开关变换器310一般以一个固定开关频率工作。这是本领域的惯用技术手段，不再赘述。
在本实施例中，控制器110可以与直流电源U1中的开关变换器310连接，从而通过调整开关变换器310的工作频率，使开关变换器310的工作频率在一定范围内周期往复变化，机壳使直流电源U1输出纹波电流。例如，在不受本申请的电弧检测装置10的作用下时，直流电源U1中的开关变换器310可以以10KHz的固定开关频率工作。而在本申请中，控制器110与开关变换器310连接，从而使开关变换器310的开关频率可以在9.9KHz到10.1KHz之间周期往复变化。以此，即可使直流电源U1输出纹波电流。
上述电弧检测装置10，其控制器110控制开关变换器310在一定范围内周期往复变化，从而使直流电源U1输出纹波电流。以此，当频谱分析仪130在进行纹波电信号的提取时，仅需通过提取周期变化的电信号即可提取出纹波信号，从而提升了频谱分析仪130提升纹波信号的准确性。
在一个实施例中，如图3所示，本申请的电弧检测装置10还可以包括通信器140。
具体的，通信器140与控制器110连接，可以用于通信信号的传输。例如，当控制器110判断直流配电***发生电弧故障时，可以向通信器140输出故障信息，此时，即可利用通信器140将故障信息传递至上位机。这里的通信器140可以是无线信号发射器，也可以是有线信号接口，如RS485接口等，在此不做限定。
需要理解的是，本申请的电弧检测装置10，其发明原理在于通过电弧检测装置10的作用，使直流电源U1输出纹波电流，并通过监测纹波电流的幅值判断直流配电***中是否有电弧生成。本领域技术人员在不付出创造性劳动的前提下，在本申请的基础上所做出的合理改进也应理解为在本申请的保护范围之内。例如，图4即示出了本申请的电弧检测装置10的一种替换方案。在图4所示的实施例中，频谱分析仪130可以通过通信器140与电流传感器120连接，以此，若电流传感器120输出的电流检测信号不能被频谱分析仪130直接接收时，可以通过通信器140对电流检测信号进行转换，再传递至控制器110。同样的，若控制器110所发出的控制信号不能直接控制开关变换器310时，也可以通过通信器140对控制信号进行转换，再传递至开关变换器310，不再赘述。
上述电弧检测装置10独立于直流配电***，易于在已有***中安装。同时，该电弧检测装置10仅需要简单的通信即可与直流配电***兼容，兼容性强。
本申请还提供一种电弧检测方法，基于上述任意一个实施例的电弧检测装置10。如图5所示，本申请的电弧检测方法可以包括如下步骤：
S100，控制直流电源输出纹波电流。
即电弧检测装置10的控制器110控制直流电源U1输出纹波电流。一般的，为提升本申请的电弧检测方法的检测准确度，这里的纹波电流可以呈周期性往复变化。
S200，对直流电源输出电流的大小进行检测，并生成电流检测信号。
即电弧检测装置10的电流传感器120对直流电源U1输出的电流的大小进行检测。为便于描述，我们将由电流传感器120检测到的直流电源U1输出电流的大小称为电流检测信号。
S300，根据电流检测信号提取纹波电流的纹波信号。
即频谱分析仪130获取电流传感器120检测的电流检测信号，并从该电流检测信号中提取纹波电流的纹波信号。一般来说，频谱分析仪130可以对电流检测信号进行分析，从中提取周期性往复变化的电流信号，即为纹波电流的纹波信号。
S400，根据纹波信号，判断直流配电***是否发生电弧故障。
频谱分析仪130提取出纹波信号后，将纹波信号传递至控制器110。控制器110内可以设有预设的判断程序，从而根据该判断程序和纹波信号判断直流配电***是否发生电弧故障。
该电弧检测方法，基于上述电流检测装置，并应用于具有直流电源U1的直流配电***。该电弧检测方法包括控制直流电源U1输出纹波电流；检测电流大小生成电流检测信号；从电流检测信号中提取出纹波信号。当直流配电***中出现电弧故障时，电弧故障会引起纹波信号的变化，以此即可通过监测纹波信号的变化与否得到直流配电***电弧故障与否。该电弧检测方法，通过电学结构检测直流配电***的电弧，受环境影响较小，检测结果更加准确。
进一步的，上述电弧检测装置10中的电流传感器120可以是霍尔电流传感器。基于此，本申请的电弧检测方法，其步骤S200可以包括：
通过霍尔电流传感器对直流电源U1输出电流的大小进行检测，并生成电流检测信号。
在一个实施例中，本申请的电弧检测方法，其步骤S100具体可以包括：
对直流电源U1的开关变换器310进行周期性扰动，以使开关变换器310的工作频率周期性变化，直流电源U1输出纹波电流。
开关变换器310的工作频率即指开关变换器310的开关频率。一般来说，直流电源U1内具有用于转换电源形式的开关变换器310。直流电源U1工作时，其内的开关变换器310会以一个固定的开关频率进行工作。在本实施例中，控制器110可以通过改变开关变换器310的开关频率，使开关变换器310的开关频率在一定范围内周期性变化，即可使直流电源U1输出纹波电流。例如，若不受控制器110作用时，直流电源U1中的开关变换器310以10KHz的固定开关频率工作，则控制器110可以控制开关变换器310的工作频率在9.9KHz到10.1KHz之间周期往复变化。
在一个实施例中，本申请的电弧检测方法，其步骤S300可以包括：
根据电流的幅值变化量提取纹波电流的纹波信号。
由上述描述已知，在本申请电弧检测方法中，由控制器110控制开关变换器310，从而使直流电源U1输出的纹波电流呈周期性变化。而一般来说，非由控制器110控制产生的噪声信号则是无规则变化的。由此，频谱分析仪130可以通过电流的幅值变化量提取纹波电流的纹波信号，从而避免直流配电***中其它噪声信号的干扰。
在一个实施例中，如图6所示，本申请的电弧检测方法，其步骤S400可以包括：
S410，获取纹波信号，并将纹波信号的幅值与第一预设值对比。
具体的，由上述描述已知，直流配电***的电路中产生的电弧可以看做是一个非线性电阻。当电路中产生电弧故障时，电弧故障会引起线路阻抗的变化，使线路阻抗升高。此时，直流母线中的电流大小会降低，即纹波信号的幅值会降低。
基于此，获取纹波信号后，可以将纹波信号的幅值与第一预设值进行对比。
S420，若纹波信号的幅值小于第一预设值，则直流配电***发生电弧故障。
在一个实施例中，如图7所示，本申请的电弧检测方法，其步骤S400之后，还可以包括：
S500，若直流配电***发生电弧故障，则控制开关变换器310停止工作，并输出故障信息。
即控制器110根据纹波信号判断出该直流配电***产生电弧，即发生电弧故障后，则控制开关变换器310停止工作。此时，当开关变换器310停止工作，直流电源U1也停止输出直流电。以此，即可实现对直流配电***的保护。控制器110在控制开关变换器310停止工作，直流电源U1停止输出直流电的同时，还可以通过通信器140向上位机输出故障信息，以便于工作人员及时维护。
需要注意的是，本实施例的发明思路在于当控制器110判断直流配电***发生电弧故障后，控制直流电源U1停止输出直流电。因此，使用其它技术手段，例如控制直流母线上的开关断开，以达到使直流电源U1停止输出直流电目的的技术方案也应理解为在本实施例的保护范围之内。
进一步的，如图8所示，本申请的电弧检测方法，其步骤S100之前，还可以包括：
S001，预设直流电源的编号。
具体的，本申请的电弧检测方法，其所应用的直流配电***可以具有多个直流电源U1。不同的直流电源U1可以分别具有不同的编号，如直流电源U1-01、直流电源U1-02和直流电源U1-03等。此时，每一直流电源U1都可以设有一个电弧检测装置10以进行电弧检测，且该电弧检测装置10的控制器110内可以预设有该直流电源U1的编号。
直流电源U1的编号可以是预设于用于其的电弧检测装置10的控制器110内，也可以是电弧检测装置10与直流电源U1连接后，由控制器110获取得到。在此不做限制。
此时，上述步骤S500可以包括：S510，若直流配电***发生电弧故障，则则控制开关变换器停止工作；以及，S520，输出故障信息。
其中，步骤S520具体可以是：
获取直流电源U1的编号，输出包括直流电源U1的编号的故障信息。
由步骤S001已知，直流配电***中的多个直流电源U1分别具有不同的编号，且与每一个直流电源U1连接的控制器110内均预设有该直流电源U1的编号。以此，当控制器110判断得出直流配电***电弧故障时，可以输出包括直流电源U1的编号的故障信息。例如，控制器110可以输出直流电源U1-02电弧故障。该电弧检测装置10，可以输出包括直流电源U1的编号的故障信息，从而便于工作人员针对电弧故障快速检修。
上述电弧检测方法，基于上述电弧检测装置10，使其各部分按步骤相互协调工作，最终仅需对直流电源U1输出的纹波电流的幅值大小进行观测即可实现电弧检测，无需复杂算法，节省了成本。
在一个实施例中，本申请还提供一种直流配电***，该直流配电***可以包括如上述任意一个实施例中的电弧检测装置10。
具体的，该直流配电***可以包括直流电源U1和与直流电源U1连接的直流母线。其中，直流电源U1用于输出直流电。直流母线可以连接于直流电源U1和直流负载N1之间，从而向直流负载N1供给电能。
电弧检测装置10则可以包括控制器110、电流传感器120和频谱分析仪130。其中，控制器110用于与直流电源U1连接，从而控制直流电源U1输出纹波电流。电流传感器120设于直流电源U1的直流母线，从而检测直流电源U1输出电流的大小，并生成电流检测信号。频谱分析仪130与电流传感器120连接，从而获取电流检测信号，并从电流检测信号中提取纹波电流的纹波信号。频谱分析仪130还与控制器110连接，以使控制器110获取纹波信号，并根据纹波信号判断直流配电***是否发生电弧故障。
上述直流配电***，包括如上述实施例中的电弧检测装置10，可以在配电过程中实时进行电弧检测。同时，该电弧检测装置10，通过电学结构检测直流配电***的电弧，受环境影响较小，检测结果更加准确。
进一步的，该直流配电***中，直流电源U1具有开关变换器310。其中，控制器110与开关变换器310连接，以通过控制开关变换器310使直流电源U1输出纹波电流。
进一步的，该直流配电***中，电弧检测装置10还包括：通信器140。其中，通信器140与控制器110连接，以当控制器110判断直流配电***发生电弧故障时，向通信器140输出故障信息。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电弧检测装置，应用于具有直流电源U1的直流配电***，其特征在于，所述电弧检测装置(10)包括：
控制器(110)，用于与所述直流电源U1连接，以控制所述直流电源U1输出纹波电流；
电流传感器(120)，设于所述直流电源U1的直流母线，以检测所述直流电源U1输出电流的大小，并生成电流检测信号；
频谱分析仪(130)，与所述电流传感器(120)连接，以获取所述电流检测信号，并从所述电流检测信号中提取所述纹波电流的纹波信号；所述频谱分析仪(130)还与所述控制器(110)连接，以使所述控制器(110)获取所述纹波信号，并根据所述纹波信号判断所述直流配电***是否发生电弧故障。
2.根据权利要求1所述的电弧检测装置，其特征在于，所述直流电源U1具有开关变换器(310)；
所述控制器(110)与所述开关变换器(310)连接，以通过控制开关变换器(310)使所述直流电源U1输出纹波电流。
3.根据权利要求1所述的电弧检测装置，其特征在于，还包括：
通信器(140)，与所述控制器(110)连接，以当所述控制器(110)判断所述直流配电***发生电弧故障时，向所述通信器(140)输出故障信息。
4.一种电弧检测方法，基于如权利要求1至3任意一项所述的电弧检测装置(10)，其特征在于，包括：
控制所述直流电源U1输出纹波电流；
对所述直流电源U1输出电流的大小进行检测，并生成电流检测信号；
根据所述电流检测信号提取所述纹波电流的纹波信号；
根据所述纹波信号，判断所述直流配电***是否发生电弧故障。
5.根据权利要求4所述的电弧检测方法，其特征在于，所述控制所述直流电源U1输出纹波电流，包括：
对所述直流电源U1的开关变换器(310)进行周期性扰动，以使所述开关变换器(310)的工作频率周期性变化，所述直流电源U1输出纹波电流。
6.根据权利要求4所述的电弧检测方法，其特征在于，所述根据所述电流检测信号提取所述纹波电流的纹波信号，包括：
根据电流的幅值变化量提取所述纹波电流的纹波信号。
7.根据权利要求4所述的电弧检测方法，其特征在于，所述根据所述纹波信号，判断所述直流配电***是否发生电弧故障，包括：
获取所述纹波信号，并将所述纹波信号的幅值与第一预设值对比；
若所述纹波信号的幅值小于所述第一预设值，则所述直流配电***发生电弧故障。
8.根据权利要求4或7所述的电弧检测方法，其特征在于，所述根据所述纹波信号，判断所述直流配电***是否发生电弧故障之后，还包括：
若所述直流配电***发生电弧故障，则控制所述开关变换器(310)停止工作，并输出故障信息。
9.根据权利要求8所述的电弧检测方法，其特征在于，所述控制所述直流电源U1输出纹波电流之前，还包括：
预设所述直流电源U1的编号；
所述输出故障信息，包括：
获取所述直流电源U1的编号，输出包括所述直流电源U1的编号的故障信息。
10.根据权利要求4所述的电弧检测方法，其特征在于，所述对所述直流电源输出电流的大小进行检测，并生成电流检测信号，包括：
通过霍尔电流传感器对所述直流电源U1输出电流的大小进行检测，并生成电流检测信号。
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Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102253293A (zh) * | 2011-05-30 | 2011-11-23 | 南京航空航天大学 | 一种直流电弧故障检测方法及装置 |
| EP2403088A2 (en) * | 2010-06-08 | 2012-01-04 | Hamilton Sundstrand Corporation | SSPC for parallel arc fault detection in DC power system |
| CN104181412A (zh) * | 2013-05-24 | 2014-12-03 | Det国际控股有限公司 | 电弧检测 |
| JP2015145847A (ja) * | 2014-02-04 | 2015-08-13 | 三菱電機株式会社 | 直流アーク検出装置及び方法 |
| CN105223427A (zh) * | 2014-06-17 | 2016-01-06 | 西门子公司 | 故障电弧的检测方法和检测装置 |
| US20160020729A1 (en) * | 2014-07-21 | 2016-01-21 | Sungrow Power Supply Co., Ltd. | Method, device, and system for detecting direct-current arc fault of photovoltaic system |
| CN106199131A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-12-07 | 华为技术有限公司 | 一种直流电流中电弧的检测电路及微处理器 |
| WO2017036112A1 (zh) * | 2015-08-31 | 2017-03-09 | 上海正泰电源***有限公司 | 一种直流故障电弧检测方法 |
| CN206321731U (zh) * | 2017-01-09 | 2017-07-11 | 浙江正泰仪器仪表有限责任公司 | 一种故障电弧检测装置 |
| CN107219447A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-09-29 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 一种基于阻抗特征的直流电弧检测方法及*** |
| CN107561424A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-01-09 | 河北工业大学 | 基于滑动dft的串联直流电弧故障识别方法 |
| CN109239558A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-01-18 | 重庆大学 | 一种直流故障电弧检测及保护装置 |
| CN110417351A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-11-05 | 上海理工大学 | 光伏***直流侧电弧故障检测***及检测方法 |
| CN110441662A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-12 | 中国矿业大学(北京) | 直流供电***及其电弧故障的检测方法和装置 |
-
2020
- 2020-02-24 CN CN202010112767.9A patent/CN111289852B/zh active Active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2403088A2 (en) * | 2010-06-08 | 2012-01-04 | Hamilton Sundstrand Corporation | SSPC for parallel arc fault detection in DC power system |
| CN102253293A (zh) * | 2011-05-30 | 2011-11-23 | 南京航空航天大学 | 一种直流电弧故障检测方法及装置 |
| CN104181412A (zh) * | 2013-05-24 | 2014-12-03 | Det国际控股有限公司 | 电弧检测 |
| JP2015145847A (ja) * | 2014-02-04 | 2015-08-13 | 三菱電機株式会社 | 直流アーク検出装置及び方法 |
| CN105223427A (zh) * | 2014-06-17 | 2016-01-06 | 西门子公司 | 故障电弧的检测方法和检测装置 |
| US20160020729A1 (en) * | 2014-07-21 | 2016-01-21 | Sungrow Power Supply Co., Ltd. | Method, device, and system for detecting direct-current arc fault of photovoltaic system |
| WO2017036112A1 (zh) * | 2015-08-31 | 2017-03-09 | 上海正泰电源***有限公司 | 一种直流故障电弧检测方法 |
| CN106199131A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-12-07 | 华为技术有限公司 | 一种直流电流中电弧的检测电路及微处理器 |
| CN206321731U (zh) * | 2017-01-09 | 2017-07-11 | 浙江正泰仪器仪表有限责任公司 | 一种故障电弧检测装置 |
| CN107219447A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-09-29 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 一种基于阻抗特征的直流电弧检测方法及*** |
| CN107561424A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-01-09 | 河北工业大学 | 基于滑动dft的串联直流电弧故障识别方法 |
| CN109239558A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-01-18 | 重庆大学 | 一种直流故障电弧检测及保护装置 |
| CN110417351A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-11-05 | 上海理工大学 | 光伏***直流侧电弧故障检测***及检测方法 |
| CN110441662A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-12 | 中国矿业大学(北京) | 直流供电***及其电弧故障的检测方法和装置 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| T.J. SCHOEPF;: "Mitigation and analysis of arc faults in automotive DC networks", 《 IEEE TRANSACTIONS ON COMPONENTS AND PACKAGING TECHNOLOGIES》 * |
| YANG HUPING: "Analysis on fault voltage and secondary arc current of single phase refusing-shut of the 500kV extra high voltage transmission line", 《2009 2ND INTERNATIONAL CONFERENCE ON POWER ELECTRONICS AND INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEM (PEITS)》 * |
| 刘源: "直流电源***中直流电弧特性及其检测方法研究", 《高压电器》 * |
| 弓一飞: "基于直流***的故障电弧检测技术的研究", 《电力科技》 * |
| 林方圆: "光伏***直流故障电弧识别方法研究", 《电工电能新技术》 * |
| 韦强强: "低压交流电弧故障诊断方法及应用", 《中国优秀硕士学位论文全文库》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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