[发明专利]一种用于低压配电网的并联电弧检测方法

说明书

一种用于低压配电网的并联电弧检测方法，属于电气工程测量技术领域。其特征在于：包括如下步骤：步骤a，在低压配电线路中设置监测节点；步骤b，监测节点持续采集线路的电信号；步骤c，计算滤波后电压信号的有效值；步骤d，监测节点判断采集到的电压值是否大于设定阈值，如果大于设定阈值，表示线路中未发生并联电弧故障；当线路末端电压小于设定阈值时，表示线路中发生并联电弧故障。在本用于低压配电网的并联电弧检测方法中，使用线路之间发生并联电弧时的电弧电压特征量，与基于电流阈值方式和电流特征量的方法相比，电弧电压特征量不受负荷类型、负荷电流大小影响，故障特征体现更为明显直接。

技术领域

一种用于低压配电网的并联电弧检测方法，属于电气工程测量技术领域。

背景技术

并联电弧是低压配电网中发生在相线与相线间或者相线与零线之间的电弧故障，由于并联电弧发生在两条线路之间，因此并联电弧发生时具有类似金属性短路的特征，大多数并联电弧故障发生时通常伴有线路电流的明显增大。在低压配电网中，当电路被开断时，若被开断的电流超过0.25A~1A，且电路开断后加在触头上的电压超过12~20V，则在触头间隙中会产生一团温度极高、发出强光和能够导电的气体，这就是电弧。电弧是一种气体放电现象，2～10A的电弧电流就能产生2000～4000℃的局部高温，0.5A的电弧电流就足以引起电气火灾。并联电弧发生时，其电弧能量足以在很短的时间内引起易燃物和绝缘材料起火。因此，与串联电弧相比，并联电弧的危害更加严重，更易引发火灾，并联电弧发生时，必须尽快切断电源以防止火灾的发生。

并联故障电弧检测方法分为利用电弧发生时的声、光、磁这些物理特征量的方法和利用线路电压电流这些电气特征量的方法两大类。利用电弧发生时物理特征量的方法受传感器安装位置的影响，实用性程度很低。目前市场上的AFCI（故障电弧断路器）或AFD（故障电弧探测器）主要使用基于检测线路电压电流的方法。

目前，市面上的AFCI和AFD对并联电弧的保护主要采用两种方法：第一种方法是采用设置电流保护阈值的方式。即当线路电流超过电流保护阈值时，即认为发生了并联电弧故障。这种方法的优点是只需要计算线路故障电流的大小即可实现并联电弧的检测保护，对于AFCI或AFD来说，其硬件设计简单。该方法的缺点是当发生在相-相、相-零之间的过渡电阻较大时，会出现并联电弧的故障电流小于电流保护阈值的情况，此时容易因AFCI或AFD检测不到并联故障电弧的存在而引发火灾事故。因此这种方式电流保护阈值是最显著缺陷。

第二种方法是通过提取并联电弧发生时故障电流的特征量进行并联电弧识别，当识别出发生并联电弧时则断开电源进行保护。并联电弧发生时，流经电弧的电流通常远大于后端流经负荷的电流。可认为此时故障电弧电路主要包括并联故障电弧和线路阻抗，即故障电流受负荷类型影响很小。因此，通过检测线路电流中的电弧特征也可实现并联电弧的检测。实际应用中，通常通过检测电流中的零休区、电流上升率、高次谐波含量等电弧特征实现方法并联电弧故障的检测从而实现保护。这种方法的不足之处是需要比较复杂的检测算法，因此对AFCI或AFD的硬件要求较高，对应的AFCI或AFD的成本也较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种使用线路之间发生并联电弧时的电弧电压特征量，与基于电流阈值方式和电流特征量的方法相比，电弧电压特征量不受负荷类型、负荷电流大小影响，故障特征体现更为明显直接的用于低压配电网的并联电弧检测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该用于低压配电网的并联电弧检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤a，在低压配电线路主干线和各个分支线路的进线端和出线端分别设置监测节点；

步骤b，线路中的监测节点持续采集线路的电信号；

步骤c，计算滤波后电压信号的有效值；

步骤e，监测节点判断线路电信号的有效值是否大于设定阈值，如果大于设定阈值，执行步骤f，如果小于设定阈值，执行步骤g；