CN116593815A - 基于SoC的串联交流电弧故障检测方法、定位方法及装置 - Google Patents

基于SoC的串联交流电弧故障检测方法、定位方法及装置 Download PDF

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CN116593815A
CN116593815A CN202310236015.7A CN202310236015A CN116593815A CN 116593815 A CN116593815 A CN 116593815A CN 202310236015 A CN202310236015 A CN 202310236015A CN 116593815 A CN116593815 A CN 116593815A
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苏钰洤
张培勇
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Zhejiang University ZJU
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Abstract

本发明公开了一种基于SoC的串联交流电弧故障检测方法、定位方法及装置。首先通过电弧故障检测SoC芯片获取低压配电***中的电压信号和电流信号，再分别将小波分解后的电压信号和电流信号与设定阈值进行比较，根据电流域比较结果判定电弧故障是否发生，同时根据电压域比较结果对故障分支进行判别。当判定电弧故障发生，确定故障分支之后，通过SoC芯片采集并记录配电线路源端和负载端的电压信号和电流信号，并分别做FFT变换，然后代入建立的串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程中，逐次逼近地快速确定故障区间，最后根据设定的搜寻故障点精确度确定故障点。本发明具有成本低、集成度高的特点，可用于实现复杂低压配电***自动化。

Description

基于SoC的串联交流电弧故障检测方法、定位方法及装置
技术领域
本申请涉及终端技术领域，尤其涉及一种基于SoC的串联交流电弧故障检测方法、定位方法及装置。
背景技术
传统的断路器不能及时有效地甄别出串联故障电弧，而电力***中的电弧故障如果不及时地检测、定位和隔离，可能会对设备造成重大损坏，甚至导致电气火灾和人员危险。目前关于电弧故障检测的研究众多，大多研究围绕电弧故障检测算法展开，利用现有的电弧故障信号前端采集电路和板级的处理器完成计算和数据处理工作，整个电弧故障检测***成本高，便携性差。此外，传统的基于超声波、电磁波辐射等物理现象进行故障定位的方法局限于固定的电气装置中，不适用于低压配电***；而行波法存在传输失真的问题，且对设备要求较高，增加了电弧故障定位***的成本。
发明内容
鉴于此，本申请实施例提供一种基于SoC的串联交流电弧故障检测方法、定位方法及装置，可以对低压配电***中的串联交流电弧故障进行实时检测以及故障分支的判断，并及时定位故障点位置，具有成本低、集成度高的特点，可用于实现复杂低压配电***自动化。
根据本申请实施例的第一方面，提供一种基于SoC的串联交流电弧故障检测方法，包括：
通过电弧故障检测SoC芯片获取低压配电***中不同支路的电压信号和电流信号；
对所述不同支路的电压信号和电流信号分别进行小波分解，得到小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量；
将所述电压信号高频分量和电流信号高频分量分别与各自设定阈值进行比较；
根据在电流域的比较结果来判定电弧故障是否发生，同时，结合在电压域的比较结果对故障分支进行判断。
进一步地，所述对所述不同支路电压信号和电流信号分别进行小波分解，得到小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量，包括：
将所述不同支路电压信号和电流信号分别做离散小波变换；
将第一层分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量作为所述小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量。
进一步地，根据在电流域的比较结果来判定电弧故障是否发生，同时，结合在电压域的比较结果对故障分支进行判断包括：
当所述电流信号高频分量的峰值超过设定阈值时，则判定电弧故障发生；
当所述电压信号高频分量的峰值也超过设定阈值时，则判定电弧故障发生在该支路以外的地方；
当只有所述电流信号高频分量超过设定阈值时，则判定电弧故障发生在该支路。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种串联交流电弧故障定位方法，包括：
执行第一方面所述的基于SoC的串联交流电弧故障检测方法；
当完成基于SoC的串联交流电弧故障检测方法之后，通过所述电弧故障检测SoC芯片采集并记录配电线路中源端和负载端的电压信号和电流信号，其中，所述源端为配电线路中第一故障距离，所述负载端为配电线路中第二故障距离；
对所述源端和负载端的电压信号和电流信号分别做FFT变换，得到源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号；
将所述第一故障距离、第二故障距离以及源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程中，得到故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值；其中，所述故障电流第一基频分量差值为第一故障距离代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程所得，所述故障电流第二基频分量差值为第二故障距离代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程所得；
根据故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值，逐次逼近地确定故障区间；
在确定的故障区间内，根据设定的搜寻故障点精确度确定电弧故障点位置。
进一步地，所述根据故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值，逐次逼近地确定故障区间，包括：
当故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值的乘积小于零时，则判定实际电弧故障点位于第一故障距离和第二故障距离之间；
取假设电弧故障点为所述第一故障距离和第二故障距离的一半，并与源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号一起代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程，得到故障点基频分量差值；
若故障点基频分量差值和第二基频分量差值的乘积小于零时，则实际电弧故障点位于假设电弧故障点和第二故障距离之间，之后将假设故障点的值赋给第一故障距离，并重新计算第一基频分量差值；若故障点基频分量差值和第一基频分量差值的乘积小于零时，则实际电弧故障点位于第一故障距离和假设电弧故障点之间，之后将假设电弧故障点的值赋给第二故障距离，并重新计算第二基频分量差值；
当第一基频分量差值和第二基频分量差值的乘积一直保持小于零，继续迭代取假设电弧故障点为所述第一故障距离和第二故障距离的一半。
进一步地，所述在确定的故障区间内，根据设定的搜寻故障点精确度确定电弧故障点位置，包括：
当逐次逼近地确定故障区间过程中，第一故障距离和第二故障距离的差值小于所设定的搜寻故障点精确度时，得到实际电弧故障点为此时第一故障距离和第二故障距离的一半。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种基于SoC的串联交流电弧故障检测装置，包括：
信号获取单元，用于通过电弧故障检测SoC芯片获取低压配电***中不同支路的电压信号和电流信号；
信号分解单元，用于对所述不同支路的电压信号和电流信号分别进行小波分解，得到小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量；
比较单元，用于将所述电压信号高频分量和电流信号高频分量分别与各自设定阈值进行比较；
故障判定单元，用于根据在电流域的比较结果来判定电弧故障是否发生，同时，结合在电压域的比较结果对故障分支进行判断。
根据本申请实施例的第四方面，提供一种串联交流电弧故障定位装置，包括：
电弧故障检测单元，用于执行第一方面所述的基于SoC的串联交流电弧故障检测方法；
信号采集单元，用于当完成基于SoC的串联交流电弧故障检测方法之后，通过所述电弧故障检测SoC芯片采集并记录配电线路中源端和负载端的电压信号和电流信号，其中，所述源端为配电线路中第一故障距离，所述负载端为配电线路中第二故障距离；
信号变换单元，用于对所述源端和负载端的电压信号和电流信号分别做FFT变换，得到源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号；
差值计算单元，用于将所述第一故障距离、第二故障距离以及源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程中，得到故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值；其中，所述故障电流第一基频分量差值为第一故障距离代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程所得，所述故障电流第二基频分量差值为第二故障距离代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程所得；
逐次逼近单元，用于根据故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值，逐次逼近地确定故障区间；
确定故障点单元，用于在确定的故障区间内，根据设定的搜寻故障点精确度确定电弧故障点位置。
根据本申请实施例的第五方面，提供一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面或第二方面所述的方法。
根据本申请实施例的第六方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如第一方面或第二方面所述方法的步骤。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
由上述实施例可知，本申请由于将故障信号获取、故障信号判定等单元集成于同一个SoC芯片中，提高了电弧故障检测***的集成度和便携性；同时，得益于提出的电压域和电流域双通道电弧故障检测方法，本发明在实现电弧故障检测的基础上还可以判定故障分支。
由于基于串联交流电弧故障配电线路等效模型来实现定位，不需要昂贵的设备并且不局限于固定设备的定位场景，具有低成本的优势；同时，采用逐次逼近故障定位方法可以快速确定故障点。
本申请在实现多支路复杂低压配电***串联交流电弧故障检测与定位的同时，***成本低、集成度高，适合复杂低压配电***自动化的场合。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是本发明实施例公开的一种基于SoC的串联交流电弧故障检测方法的流程图；
图2是本发明实施例公开的一种基于SoC的串联交流电弧故障检测电路的示意图；
图3是本发明实施例公开的一种串联交流电弧故障定位方法的流程图；
图4是本发明实施例公开的一种串联交流电弧故障配电线路等效模型图；
图5是本发明实施例公开的一种基于SoC的串联交流电弧故障检测装置示意图；
图6是本发明实施例公开的一种基于SoC的串联交流电弧故障定位装置示意图；
图7是本发明实施例公开的一种多支路复杂低压配电***中串联电弧故障检测与定位应用场景示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
图1是根据一示例性实施例示出的一种基于SoC的串联交流电弧故障检测方法的流程图，如图1所示，该方法可以包括以下步骤：
S101、通过电弧故障检测SoC芯片获取低压配电***中不同支路的电压信号和电流信号。
本发明实施例提供的方法中，利用基于电弧故障检测SoC芯片的采集电压信号和电流信号的装置获取低压配电***中不同支路的电压信号和电流信号。
S102、对所述不同支路的电压信号和电流信号分别进行小波分解，得到小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量。
本发明实施例提供的方法中，在获取到低压配电***中不同支路的电压信号和电流信号之后，将不同支路电压信号和电流信号分别做离散小波变换进行多层分解，然后将第一层分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量作为小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量。
S103、将电压信号高频分量和电流信号高频分量分别与各自设定阈值进行比较。
S104、根据在电流域的比较结果来判定电弧故障是否发生，同时，结合在电压域的比较结果对故障分支进行判断。
具体地，本发明实施例提供的方法中，当小波分解后的电流信号高频分量的峰值超过设定阈值时，则判定电弧故障发生；
当电压信号高频分量的峰值也超过设定阈值时，则判定电弧故障发生在该支路以外的地方；
当只有电流信号高频分量的峰值超过设定阈值时，则判定电弧故障发生在该支路。
本发明的另一实施例中，提供一种基于SoC的串联交流电弧故障检测电路230，如图2所示，可以包括：
片外电弧故障信号处理电路210和电弧故障检测SoC芯片220。片外电弧故障信号处理电路210接至低压配电***中的火线和零线，用来产生故障电压信号V和故障电流信号ΔV；电弧故障检测SoC芯片220与片外电弧故障信号处理电路210相连，用来获取和处理故障电压信号V和故障电流信号ΔV。
片外电弧故障信号处理电路210包括电压信号处理电路211和电流信号处理电路212。在电流信号处理电路212部分，电流传感器用于感应主回路中的电流并根据匝数比按照比例缩小电流，共模电压产生电路用于提供电路所需的共模电压，第一电阻R1和第二电阻R2分别串联在共模电压点左右两端，最终将电流信号转换为差分电压信号ΔV；在电压信号处理电路211部分，第三电阻R3和第四电阻R4串联在火线与零线之间，得到按比例缩放的电压信号V。
电弧故障检测SoC芯片220包括电压电流双通道前端采集电路221和电弧故障检测算法222。在电压电流双通道前端采集电路221部分，包括电流信号采集电路通道以及电压信号采集电路通道。每一个通道的模拟电路部分都由PGA和SARADC构成。其中PGA用于对微小信号进行放大滤波，然后SARADC将经过放大滤波后的信号进行采样，并转换为数字信号。SARADC控制器对SARADC的采样模式、选通通道、采样率等进行控制，并对采样数据进行传输和处理。在电弧故障检测算法222部分，包括小波变换模块和故障分析模块。SAR ADC输出的数字信号经过小波变换模块进行小波分解，得到小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量，故障分析模块将电压信号高频分量和电流信号高频分量分别与各自设定阈值进行比较。当小波分解后的电流信号高频分量的峰值超过设定阈值时，则判定电弧故障发生；当串联故障电弧发生在负载外侧时，电压信号高频分量的峰值和电流信号高频分量的峰值均超过设定阈值；当串联电弧故障发生在负载内侧时，则仅有电流信号高频分量的峰值超过设定阈值。由此，根据电压域和电流域中的异常情况，可以实现电弧故障分支的判别，即发生电弧故障的分支仅有电流域产生故障报警信号。
在所述电弧故障检测方法的基础上，本发明实施例还提供了一种串联交流电弧故障定位方法，参见图3，具体包括：
S101—S104，用于电弧故障检测与电弧故障分支的判定。通过获取低压配电***中不同支路的电压信号和电流信号，分别进行小波分解，得到小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量。将电压信号高频分量和电流信号高频分量分别与各自设定阈值进行比较，当小波分解后的电流信号高频分量的峰值超过设定阈值时，则判定电弧故障发生；当电压信号高频分量的峰值也超过设定阈值时，则判定电弧故障发生在该支路以外的地方；当只有电流信号高频分量的峰值超过设定阈值时，则判定电弧故障发生在该支路。
需要说明的是，完成电弧故障检测之后，电弧故障定位方法基于串联交流电弧故障配电线路等效模型来实现。
可选的，本发明另一实施例中，如图4所示为一种串联交流电弧故障配电线路等效模型图。
其中配电线路采用T型等效模型。单位长度配电线路阻抗为Zs，Zs＝r+jωl，其中r为单位长度配电线路电阻值，l单位长度配电线路电感值。单位长度配电线路导纳为Zp，Zp＝g+jωc，其中g为单位长度配电线路电导值，c为单位长度配电线路电容值。假设电源端到负载端的配电线路总长度为d米，故障位置发生在距离源端x米处，串联电弧故障发生时等效串联阻抗为Zarc。V1，I1分别表示源端电压和电流值，V2，I2分别表示负载端的电压和电流值，I1a和I2a分别表示流进故障点和流出故障点的电流值。根据基尔霍夫电压和电流定律，建立串联电弧故障位置与电流和电压信号的定位方程为：
I1a＝-ZpxV1+(1+ZsZpx2)I1
I2a＝Zp(d-x)V2+(1+ZsZp(d-x)2)I2
S105、当完成基于SoC的串联交流电弧故障检测方法之后，电弧故障检测SoC芯片采集并记录配电线路中源端和负载端的电压信号和电流信号；其中，所述源端为配电线路中第一故障距离，所述负载端为配电线路中第二故障距离。
本发明实施例提供的方法中，利用如图2所示的基于SoC的电弧故障检测电路，采集配电线路中源端的电压信号V1和电流信号I1以及负载端的电压信号V2和电流信号I2；其中，所述源端为配电线路中第一故障距离，所述负载端为配电线路中第二故障距离。
S106、对源端电压信号V1和电流信号I1以及负载端电压信号V2和电流信号I2分别做FFT变换，得到源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号。
S107、将第一故障距离、第二故障距离以及源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程中，得到故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值；其中，所述故障电流第一基频分量差值为第一故障距离代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程所得，所述故障电流第二基频分量差值为第二故障距离代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程所得。
需要说明的是，在本实施例的方法中，基频即工频50Hz，基频分量差值为流进故障点电流值I1a与流出故障点电流值I2a之差。
S108、根据故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值，逐次逼近地确定故障区间。
可选的，本发明实施例提供的方法具体包括：
当故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值的乘积小于零时，则判定实际电弧故障点位于第一故障距离和第二故障距离之间；
取假设电弧故障点为第一故障距离和第二故障距离的一半，并与源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号一起代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程，得到故障点基频分量差值；
若故障点基频分量差值和第二基频分量差值的乘积小于零时，则实际电弧故障点位于假设电弧故障点和第二故障距离之间，之后将假设故障点的值赋给第一故障距离，并重新计算第一基频分量差值；若故障点基频分量差值和第一基频分量差值的乘积小于零时，则实际电弧故障点位于第一故障距离和假设电弧故障点之间，之后将假设电弧故障点的值赋给第二故障距离，并重新计算第二基频分量差值；
当第一基频分量差值和第二基频分量差值的乘积一直保持小于零，继续迭代取假设电弧故障点为所述第一故障距离和第二故障距离的一半。
S109、在确定的故障区间内，根据设定的搜寻故障点精确度确定电弧故障点位置。
本发明实施例提供的方法中，当逐次逼近地确定故障区间过程中，第一故障距离和第二故障距离的差值小于所设定的搜寻故障点精确度时，结束确定故障区间的迭代过程，得到实际电弧故障点为此时第一故障距离和第二故障距离的一半。
与前述的基于SoC的串联交流电弧故障检测方法的实施例相对应，本申请还提供了基于SoC的串联交流电弧故障检测装置的实施例。
参考图5，本发明实施例还提供一种基于SoC的串联交流电弧故障检测装置，包括：
信号获取单元，用于通过电弧故障检测SoC芯片获取低压配电***中不同支路的电压信号和电流信号；
信号分解单元，用于对所述不同支路的电压信号和电流信号分别进行小波分解，得到小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量；
比较单元，用于将所述电压信号高频分量和电流信号高频分量分别与各自设定阈值进行比较；
故障判定单元，用于根据在电流域的比较结果来判定电弧故障是否发生，同时，结合在电压域的比较结果对故障分支进行判断。
与前述的串联交流电弧故障定位方法的实施例相对应，本申请还提供了串联交流电弧故障定位装置的实施例。
参考图6，本发明实施例还提供一种串联交流电弧故障定位装置，包括：
电弧故障检测单元，用于执行上述的基于SoC的串联交流电弧故障检测方法；
信号采集单元，用于当完成基于SoC的串联交流电弧故障检测方法之后，通过所述电弧故障检测SoC芯片采集并记录配电线路中源端和负载端的电压信号和电流信号，其中，所述源端为配电线路中第一故障距离，所述负载端为配电线路中第二故障距离；
信号变换单元，用于对所述源端和负载端的电压信号和电流信号分别做FFT变换，得到源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号；
差值计算单元，用于将所述第一故障距离、第二故障距离以及源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程中，得到故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值；其中，所述故障电流第一基频分量差值为第一故障距离代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程所得，所述故障电流第二基频分量差值为第二故障距离代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程所得；
逐次逼近单元，用于根据故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值，逐次逼近地确定故障区间；
确定故障点单元，用于在确定的故障区间内，根据设定的搜寻故障点精确度确定电弧故障点位置。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
相应的，本申请还提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述的基于SoC的串联交流电弧故障检测方法或串联交流电弧故障定位方法。
相应的，本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如上述的基于SoC的串联交流电弧故障检测方法或串联交流电弧故障定位方法。
如图7所示为本发明实施例提供的一种多支路复杂低压配电***中基于SoC的串联交流电弧故障检测与定位应用场景示意图。图中F1—F4为可能发生电弧故障的故障点。在电表和家用负载中均安装如图2所示的基于SoC的串联交流电弧故障检测结构230，其中位于电表箱中的SoC芯片一直处于工作状态从而实现电弧故障的实时监测，而位于负载中的SoC等待唤醒。
首先根据图1所示的电弧故障检测方法实施例内容，位于电表箱中的SoC芯片对四个通道的电流信号I和电压信号U采集和处理，如果在四个支路的电压和电流信号都检测到异常情况，那么电弧故障发生在这四条支路以外的地方；如果只有支路3的电流信号中存在异常，那么可以判定电弧故障发生在支路3中，并发出警告信号；然后在发出警告信号的同时，唤醒位于负载3中的SoC芯片，负载3中的SoC芯片用于对负载3这一负载侧的电压信号和电流信号进行采样，电表箱中的SoC芯片用于采集支路3的源端电压和电流信号，然后将采集到的源端以及负载端的电压信号和电流信号同时在上位机中记录下来，再根据图3中S105及以后的具体执行过程，快速判定电弧故障点在支路3中的位置。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的内容后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种基于SoC的串联交流电弧故障检测方法，其特征在于，包括：
通过电弧故障检测SoC芯片获取低压配电***中不同支路的电压信号和电流信号；
对所述不同支路的电压信号和电流信号分别进行小波分解，得到小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量；
将所述电压信号高频分量和电流信号高频分量分别与各自设定阈值进行比较；
根据在电流域的比较结果来判定电弧故障是否发生，同时，结合在电压域的比较结果对故障分支进行判断。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述不同支路电压信号和电流信号分别进行小波分解，得到小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量，包括：
将所述不同支路电压信号和电流信号分别做离散小波变换；
将第一层分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量作为所述小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据在电流域的比较结果来判定电弧故障是否发生，同时，结合在电压域的比较结果对故障分支进行判断包括：
当所述电流信号高频分量的峰值超过设定阈值时，则判定电弧故障发生；
当所述电压信号高频分量的峰值也超过设定阈值时，则判定电弧故障发生在该支路以外的地方；
当只有所述电流信号高频分量超过设定阈值时，则判定电弧故障发生在该支路。
4.一种串联交流电弧故障定位方法，其特征在于，包括：
执行权利要求1所述的基于SoC的串联交流电弧故障检测方法；
当完成基于SoC的串联交流电弧故障检测方法之后，通过所述电弧故障检测SoC芯片采集并记录配电线路中源端和负载端的电压信号和电流信号，其中，所述源端为配电线路中第一故障距离，所述负载端为配电线路中第二故障距离；
对所述源端和负载端的电压信号和电流信号分别做FFT变换，得到源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号；
将所述第一故障距离、第二故障距离以及源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程中，得到故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值；其中，所述故障电流第一基频分量差值为第一故障距离代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程所得，所述故障电流第二基频分量差值为第二故障距离代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程所得；
根据故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值，逐次逼近地确定故障区间；
在确定的故障区间内，根据设定的搜寻故障点精确度确定电弧故障点位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值，逐次逼近地确定故障区间，包括：
当故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值的乘积小于零时，则判定实际电弧故障点位于第一故障距离和第二故障距离之间；
取假设电弧故障点为所述第一故障距离和第二故障距离的一半，并与源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号一起代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程，得到故障点基频分量差值；
若故障点基频分量差值和第二基频分量差值的乘积小于零时，则实际电弧故障点位于假设电弧故障点和第二故障距离之间，之后将假设故障点的值赋给第一故障距离，并重新计算第一基频分量差值；若故障点基频分量差值和第一基频分量差值的乘积小于零时，则实际电弧故障点位于第一故障距离和假设电弧故障点之间，之后将假设电弧故障点的值赋给第二故障距离，并重新计算第二基频分量差值；
当第一基频分量差值和第二基频分量差值的乘积一直保持小于零，继续迭代取假设电弧故障点为所述第一故障距离和第二故障距离的一半。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在确定的故障区间内，根据设定的搜寻故障点精确度确定电弧故障点位置，包括：
当逐次逼近地确定故障区间过程中，第一故障距离和第二故障距离的差值小于所设定的搜寻故障点精确度时，得到实际电弧故障点为此时第一故障距离和第二故障距离的一半。
7.一种基于SoC的串联交流电弧故障检测装置，其特征在于，包括：
信号获取单元，用于通过电弧故障检测SoC芯片获取低压配电***中不同支路的电压信号和电流信号；
信号分解单元，用于对所述不同支路的电压信号和电流信号分别进行小波分解，得到小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量；
比较单元，用于将所述电压信号高频分量和电流信号高频分量分别与各自设定阈值进行比较；
故障判定单元，用于根据在电流域的比较结果来判定电弧故障是否发生，同时，结合在电压域的比较结果对故障分支进行判断。
8.一种串联交流电弧故障定位装置，其特征在于，包括：
电弧故障检测单元，用于执行权利要求1所述的基于SoC的串联交流电弧故障检测方法；
信号采集单元，用于当完成基于SoC的串联交流电弧故障检测方法之后，通过所述电弧故障检测SoC芯片采集并记录配电线路中源端和负载端的电压信号和电流信号，其中，所述源端为配电线路中第一故障距离，所述负载端为配电线路中第二故障距离；
信号变换单元，用于对所述源端和负载端的电压信号和电流信号分别做FFT变换，得到源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号；
差值计算单元，用于将所述第一故障距离、第二故障距离以及源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程中，得到故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值；其中，所述故障电流第一基频分量差值为第一故障距离代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程所得，所述故障电流第二基频分量差值为第二故障距离代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程所得；
逐次逼近单元，用于根据故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值，逐次逼近地确定故障区间；
确定故障点单元，用于在确定的故障区间内，根据设定的搜寻故障点精确度确定电弧故障点位置。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述方法的步骤。
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