一种直流电流中电弧的检测电路及微处理器制造技术

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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电气
，尤其涉及一种直流电流中电弧的检测电路及微处理器。
技术介绍
当电气系统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，可能会导致电气系统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系统中的设备或者线路发生漏电现象或者引发火灾，导致电气系统损坏，甚至危及人类生命财产安全。以光伏发电系统为例，光伏发电系统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，若光伏发电系统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。电气系统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，光伏发电系统中，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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩锦涛，张圣杰，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44