【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电路故障模拟，更具体的说是涉及一种基于mcu的弧光接地故障模拟系统。
技术介绍
1、弧光接地是电力系统中常见的一种故障现象，其特点是故障点与地面之间形成导电通道，产生弧光放电。弧光接地故障故障会引起整个电力系统的过电压，从而导致电力系统的安全运行受到严重影响，甚至可能引发火灾和人身伤亡事故。因此，对弧光接地故障进行模拟和分析对弧光接地故障的预防和消除具有重要意义。大多数弧光模拟装置只能通过使电极间产生固定的电压差，即pwm形式的电压差，使空气被击穿而产生电弧，而现在中的弧光接地大多发生在交流系统中，电极两端的电压是正弦波形式变化的，显然这样的模拟效果并不能真实反映电弧的规律，同时，通过调节电阻和电容的值并并不能精准控制电弧发生的相角和持续时间。
2、因此，如何模拟不同相角下的弧光接地故障以及故障时间是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于mcu的弧光接地故障模拟系统，通过微型控制器对输入电压的处理和比较，根据比较结果精确控制弧光发生的相位，同时保持电极两端的电压以正弦形式变化，达到准确模拟交流线路弧光接地故障。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于mcu的弧光接地故障模拟系统，包括电压采集单元、相角输入单元、mcu控制器和电弧产生单元。
4、所述电压采集单元用于获取实时电压。所述相角输入单元用于识别控制指令并相应产生携带相角信息的电平信号。所述mc
5、优选的，所述电压采集单元包括降压模块和信号调制模块，所述降压模块将输入电压按比例缩小后经所述信号调制模块进行增益放大并转换成二进制信号，输出至所述mcu控制器。
6、优选的，所述电压采集单元由cs5463芯片和外部电路组成；所述外部电路中，降压变压器将输入电压进行缩小后，由电阻r1和电容c1构成的并联电路进行滤波，然后由电阻r4、r5和电容c2构成的串联电路消尖产生正弦电压输入至所述cs5463芯片；所述cs5463芯片内置有可编程增益放大器和△-∑调制器，所述可编程增益放大器对所述正弦电压进行增益并经所述△-∑调制器的调制后，将调制产生的二进制信号，经spi串口通信传输到微型控制器mcu中。
7、优选的，所述相角输入单元由多个按键开关，各个按键开关连接在所述mcu控制器的不同引脚，当所述按键开关闭合时，在相应的引脚产生高电平，获取相应输入量。
8、优选的，所述相角输入单元还包括消抖电路，所述消抖电路由多个电容组成，各个电容分别与各个按键开关，两两并联。
9、优选的，所述mcu控制器获取所述实时电压的周期和幅值，并根据输入的所述相角信息计算电压值，得到导通电压，当所述实时电压达到所述导通电压时，发出指令至所述电弧产生单元。
10、优选的，所述mcu控制器内置有数模转换模块，用于当输入至所述mcu控制的所述实时电压为数字信号时进行数模转换。
11、优选的，所述mcu控制器内置有计数器，当所述实时电压达到所述导通电压时，对所述实时电压进行零点检测，通过所述计数其对过零点次数进行检测，当满足预设次数时，发出指令至所述电弧产生单元，使所述电弧产生单元断开。
12、优选的，所述电弧产生单元包括开关元件、升压变压器和电极；所述开关元件为n沟道mosfet，所述mcu控制器输出的高电平指令使所述mosfet的g极产生电流，所述升压变压器的一次侧电路导通；所述升压变压器将一次侧电压升高后，使二次侧电路中的所述电极产生正弦变化的电压差，从而产生电弧。
13、优选的，还包括显示单元，所述显示单元与所述mcu控制器连接，用于显示所述实时电压和输入的所述控制指令。
14、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种基于mcu的弧光接地故障模拟系统，通过微型控制器对输入电压的处理和比较，根据比较结果精确控制弧光发生的相位，同时保持电极两端的电压以正弦形式变化，达到准确模拟交流线路弧光接地故障。同时，在所述电弧产生单元电路导通后，通过过零点检测，根据预设的次数断开电路，实现对导通时间的控制。
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1.一种基于MCU的弧光接地故障模拟系统，其特征在于，包括电压采集单元、相角输入单元、MCU控制器和电弧产生单元；
2.根据权利要求1所述的一种基于MCU的弧光接地故障模拟系统，其特征在于，所述电压采集单元包括降压模块和信号调制模块，所述降压模块将输入电压按比例缩小后经所述信号调制模块进行增益放大并转换成二进制信号，输出至所述MCU控制器。
3.根据权利要求1所述的一种基于MCU的弧光接地故障模拟系统，其特征在于，所述电压采集单元由CS5463芯片和外部电路组成；
4.根据权利要求1所述的一种基于MCU的弧光接地故障模拟系统，其特征在于，所述相角输入单元由多个按键开关，各个按键开关连接在所述MCU控制器的不同引脚，当所述按键开关闭合时，在相应的引脚产生高电平，使所述MCU控制器获取相应输入量。
5.根据权利要求4所述的一种基于MCU的弧光接地故障模拟系统，其特征在于，所述相角输入单元还包括消抖电路，所述消抖电路由多个电容组成，各个电容分别与各个按键开关，两两并联。
6.根据权利要求4所述的一种基于MCU的弧光接地故障模拟
7.根据权利要求6所述的一种基于MCU的弧光接地模拟故障装置，其特征在于，所述MCU控制器内置有数模转换模块，用于当输入至所述MCU控制的所述实时电压为数字信号时进行数模转换。
8.根据权利要求6所述的一种基于MCU的弧光接地模拟故障装置，其特征在于，所述MCU控制器内置有计数器，当所述实时电压达到所述导通电压时，对所述实时电压进行零点检测，通过所述计数其对过零点次数进行检测，当满足预设次数时，发出指令至所述电弧产生单元，使所述电弧产生单元断开。
9.根据权利要求1所述的一种基于MCU的弧光接地故障模拟系统，其特征在于，所述电弧产生单元包括开关元件、升压变压器和电极；
10.根据权利要求1所述的一种基于MCU的弧光接地故障模拟系统，其特征在于，还包括显示单元，所述显示单元与所述MCU控制器连接，用于显示所述实时电压和输入的所述控制指令。
...【技术特征摘要】
1.一种基于mcu的弧光接地故障模拟系统，其特征在于，包括电压采集单元、相角输入单元、mcu控制器和电弧产生单元；
2.根据权利要求1所述的一种基于mcu的弧光接地故障模拟系统，其特征在于，所述电压采集单元包括降压模块和信号调制模块，所述降压模块将输入电压按比例缩小后经所述信号调制模块进行增益放大并转换成二进制信号，输出至所述mcu控制器。
3.根据权利要求1所述的一种基于mcu的弧光接地故障模拟系统，其特征在于，所述电压采集单元由cs5463芯片和外部电路组成；
4.根据权利要求1所述的一种基于mcu的弧光接地故障模拟系统，其特征在于，所述相角输入单元由多个按键开关，各个按键开关连接在所述mcu控制器的不同引脚，当所述按键开关闭合时，在相应的引脚产生高电平，使所述mcu控制器获取相应输入量。
5.根据权利要求4所述的一种基于mcu的弧光接地故障模拟系统，其特征在于，所述相角输入单元还包括消抖电路，所述消抖电路由多个电容组成，各个电容分别与各个按键开关，两两并联。
6.根据权利要求4所述的一种基于mcu的弧光接...
【专利技术属性】
技术研发人员：原金鹏，李子彬，林万德，李剑武，王理丽，吴辉，任继云，刘伟军，王子乐，孙静文，马永福，景晓娟，陈尧，陈巍巍，包正红，王生杰，李龙，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司海西供电公司，
类型：发明
国别省市：
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