一种小信号直流漏流检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种小信号直流漏流检测方法及系统，涉及漏流检测技术领域，首先采集交直流混频信号并进行预处理；再从预处理后的数据中将交流混频干扰信号和直流漏电信号进行分离；最后对交流混频干扰信号进行交流滤波量化处理得到交流混频干扰标准信号，对直流漏电信号进行直流滤波量化处理得到直流漏流标准信号；本方案基于磁通门技术实现交直流混频信号采集，再利用数字滤波技术分别提取被测交直流信号，最后经DAC转换电路将提取的直流脉宽信号转换为模拟电压信号输出，实现mA级直流小信号漏流检测。信号漏流检测。信号漏流检测。

【技术实现步骤摘要】
一种小信号直流漏流检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及漏流检测
，具体涉及一种小信号直流漏流检测方法及系统。

技术介绍

[0002]目前市场上mA级直流漏电信号检测技术较多，一般信号带宽只能做到2kHz左右，当信号线上存在A级交流谐波干扰信号时，则导致直流漏电检测的精度大幅下降，最终会导致直流漏电检测系统误报。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：现场交流混频电流信号干扰导致直流漏电流信号检测不精准的问题，且信号宽带受限；本专利技术目的在于提供一种小信号直流漏流检测方法及系统，其基于磁通门技术实现交直流混频信号采集，再利用数字滤波技术分别提取被测交直流信号，最后经DAC转换电路将提取的直流脉宽信号转换为模拟电压信号输出，实现mA级直流小信号漏流检测。
[0004]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0005]本方案提供一种小信号直流漏流检测方法，包括：
[0006]步骤一：采集交直流混频信号并进行预处理；所述交直流混频信号为交流混频干扰电流信号和直流漏电电流信号；
[0007]步骤二：从预处理后的数据中将交流混频干扰信号和直流漏电信号进行分离；
[0008]步骤三：对交流混频干扰信号进行交流滤波量化处理得到交流混频干扰标准信号，对直流漏电信号进行直流滤波量化处理得到直流漏流标准信号。
[0009]本方案工作原理：现场交流混频电流信号干扰导致直流漏电流信号检测不精准的问题，且信号宽带受限；本专利技术目的在于提供一种小信号直流漏流检测方法及系统，基于磁通门技术实现交直流混频信号采集，再利用数字滤波技术分别提取被测交直流信号，最后经DAC转换电路将提取的直流脉宽信号转换为模拟电压信号输出，实现mA级直流小信号漏流检测。
[0010]本方案利用磁通门技术采集输出的交直流混频电压信号经CPU内部ADC机芯高速采样，采样后的原始数据，经过频谱泄漏补偿，然后进入IIR的椭圆滤波器进行数字滤波后，分别进入直流分路与交流分路进行处理得到直流漏流标准信号和交流混频干扰标准信号。
[0011]为了能够消除现场交流混频电流信号干扰，提高直流漏电流信号检测准确度，采集设备采用磁通门技术实现交直流混频信号采集，再利用数字滤波技术分别提取被测交直流信号，最后经DAC转换电路将提取的直流脉宽信号转换为模拟电压信号输出。检测人员根据直流漏流标准信号和交流混频干扰标准信号获得直流漏电即交流混频干扰大小。
[0012]传统的直流漏流检测方法无法实现较宽带宽(如25kHz)的检测，本方案提出一种新的技术构思：通过高速采样+交直流分离处理来实现25kHz以上带宽的检测，为小信号直流漏流检测方法奠定基础。
[0013]进一步优化方案为，交直流混频信号的采集基于磁通门技术实现。通过电磁感应技术感应到线路是否存在漏流，无需将检测装置施加到运行的电路中，为检测工作提供方便。
[0014]进一步优化方案为，所述预处理包括过程：
[0015]对交直流混频信号进行高速采样得到原始数据；
[0016]对原始数据进行频谱泄漏补偿，将补偿后的原始数据输入IIR的椭圆滤波器进行数字滤波。
[0017]进一步优化方案为，所述直流漏流标准信号和交流混频干扰标准信号均为0
‑
5V的模拟电压信号。
[0018]进一步优化方案为，系统采样高速CORTEX
‑
M7内核CPU，ADC采用CPU内部高速ADC。
[0019]进一步优化方案为，所述直流滤波量化处理包括过程：
[0020]T1，对直流信号依次进行Sinc4滤波器滤波、第1次RC低通滤波、第2次椭圆滤波器滤波和第2次RC低通滤波后获得直流信号L；Sinc4滤波器滤波可以在复杂的混频信号输入情况下，获得直流通道需要的信号；第1次RC低通滤波，以去除调制器输出的高频噪声。
[0021]T2，将直流信号L进行标幺化处理得到直流漏流标准信号。
[0022]进一步优化方案为，步骤T1中滤波遵循：
[0023]y[k]＝a
×
(y[k
‑
1]‑
x[k])+x[k][0024]a为滤波的系数，k为滤波位置点，x[k]为输入信号原始值，y[k]为滤波后的输出值，y[k
‑
1]为上一次滤波后的输出值。
[0025]进一步优化方案为，所交流滤波量化处理包括过程：
[0026]对交流混频干扰信号进行FFT基4计算处理分离出基波值和谐波值：FFT计算处理后得到
[0027][0028]其中，
[0029][0030]k表示谐波次数，N表示一周期信号的采样点数，表示信号直流分量，a
k
表示基4
‑
FFT复数实部计算公式，b
k
表示基4
‑
FFT复数虚部计算公式，u表示信号相位。
[0031]基于基波值和谐波值计算出交流信号幅值：
[0032]对交流混频干扰信号幅值进行标幺化处理得到交流混频干扰标准信号。
[0033]进一步优化方案为，交流混频干扰标准信号输出为：
[0034]PWM_I
AC
＝(I
AC_SAMPLE
‑
I
AC_CALIB_ZERO
)*10000/(I
AC_CALIB_FULL
‑
I
AC_CALIB_ZERO
)
[0035]其中：
[0036]PWM_I
AC
表示交流混频干扰电流输出值，分辨率万分之一；
[0037]I
AC_SAMPLE
表示交流混频干扰电流实时采样标幺化值；
[0038]I
AC_CALIB_FULL
表示交流混频干扰电流信号正向满值标定值；
[0039]I
AC_CALIB_ZERO
表示交流混频干扰电流信号零点标定值；
[0040]直流漏流标准信号输出为：
[0041]PWM_I
DC
＝(I
DC_SAMPLE
‑
I
DC_CALIB_ZERO
)*10000/(I
DC_CALIB_FULL
‑
I
DC_CALIB_ZERO
)
[0042]其中：
[0043]PWM_I
DC
直流漏电流输出值，分辨率万分之一；
[0044]I
DC_SAMPLE
直流漏电流实时采样标幺化值；
[0045]I
DC_CALIB_FULL
直流漏电流信号正向满值标定值；
[0046]I
DC_CALIB_ZERO
直流漏电流信号零点标定值。
[0047]本方案还提供一种小信号直流漏流检测系统，用于实现上述方案所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小信号直流漏流检测方法，其特征在于，包括：步骤一：采集交直流混频信号并进行预处理；所述交直流混频信号为交流混频干扰电流信号和直流漏电电流信号；步骤二：从预处理后的数据中将交流混频干扰信号和直流漏电信号进行分离；步骤三：对交流混频干扰信号进行交流滤波量化处理得到交流混频干扰标准信号，对直流漏电信号进行直流滤波量化处理得到直流漏流标准信号。2.根据权利要求1所述的一种小信号直流漏流检测方法，其特征在于，交直流混频信号的采集基于磁通门技术实现。3.根据权利要求1所述的一种小信号直流漏流检测方法，其特征在于，所述预处理包括过程：对交直流混频信号进行高速采样得到原始数据；对原始数据进行频谱泄漏补偿，将补偿后的原始数据输入IIR的椭圆滤波器进行数字滤波。4.根据权利要求1所述的一种小信号直流漏流检测方法，其特征在于，所述直流漏流标准信号和交流混频干扰信号输出均为0
‑
5V的模拟电压信号。5.根据权利要求3所述的一种小信号直流漏流检测方法，其特征在于，系统采样高速CORTEX
‑
M7内核CPU，ADC采用CPU内部高速ADC。6.根据权利要求3所述的一种小信号直流漏流检测方法，其特征在于，所述直流滤波量化处理包括过程：T1，对直流信号依次进行Sinc4滤波器滤波、第1次RC低通滤波、第2次椭圆滤波器滤波和第2次RC低通滤波后获得直流信号L；T2，将直流信号L进行标幺化处理得到直流漏流标准信号。7.根据权利要求6所述的一种小信号直流漏流检测方法，其特征在于，T1中滤波遵循：y[k]＝a
×
(y[k
‑
1]
‑
x[k])+x[k]a为滤波的系数，k为滤波位置点，x[k]为输入信号原始值，y[k]为滤波后的输出值，y[k
‑
1]为上一次滤波后的输出值。8.根据权利要求3所述的一种小信号直流漏流检测方法，其特征在于，所述交流滤波量化处理包括过程：对交流混频干扰信号进行FFT基4计算处理分离出基波值和谐波值：FFT计算处理后得到其中，k表示谐波次数，N表示一周期信号的采样点数，表示信号直流分量，a
k
表示基4
‑
FFT复数实部计算公式，b
k
表示基4
‑
FFT复数虚部计算公式，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓斌，唐小平，张锐，阳桂蓉，吴波，殷爽，唐浩然，
申请(专利权)人：绵阳市维博电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：