串聯(lián)故障電弧檢測(cè)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力檢測(cè)技術(shù)，具體涉及一種串聯(lián)故障電弧檢測(cè)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電弧是指電通過絕緣介質(zhì)產(chǎn)生的發(fā)光放電現(xiàn)象。電弧的特點(diǎn)是溫度很高，電流很小，持續(xù)時(shí)間短，一旦出現(xiàn)擊穿點(diǎn)則會(huì)頻繁出現(xiàn)。電弧放電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的熱，能引燃周圍的易燃易爆品，造成火災(zāi)甚至爆炸。由于交流電廣泛應(yīng)用于各類電氣設(shè)備，因此，交流電弧對(duì)于電器安全具有較大威脅。
[0003]在電器中，需要通過故障電弧檢測(cè)來防止電器電源線接觸不良、線路老化打火等電源故障，避免因發(fā)生線路打火引起的電氣火災(zāi)。
[0004]串聯(lián)故障電弧是指在同一電線上發(fā)生的電弧放電故障，其可以通過監(jiān)控電源電流來進(jìn)行檢測(cè)?，F(xiàn)有的串聯(lián)故障電弧檢測(cè)技術(shù)通常都是對(duì)電源線路的電流進(jìn)行檢測(cè)來實(shí)現(xiàn)。串聯(lián)故障電弧產(chǎn)生的高頻分量幅值較低，在供電線路距離較遠(yuǎn)或者電磁干擾嚴(yán)重的環(huán)境中(如回路中有高頻開關(guān)電源)容易受到干擾。無噪聲抑制的檢測(cè)電路在此類情況下容易誤判干擾噪聲為故障電弧信號(hào)，從而導(dǎo)致誤動(dòng)作。
[0005]為了避開干擾信號(hào)引起的誤動(dòng)作，現(xiàn)行電路通常將檢測(cè)閥值定的很高，這樣就導(dǎo)致了在負(fù)載電流較小時(shí)(如:負(fù)載處于待機(jī)狀態(tài))，其發(fā)生串聯(lián)故障電弧無法檢測(cè)到或者只在劇烈拉弧時(shí)才能檢測(cè)到。無法準(zhǔn)確判斷小電流負(fù)載串聯(lián)電弧故障。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種串聯(lián)故障電弧檢測(cè)電路，以提尚串聯(lián)故障電弧檢測(cè)的準(zhǔn)確性，減少保護(hù)裝置的誤動(dòng)作及拒動(dòng)作情況，進(jìn)而提高故障電弧保護(hù)裝置的可靠性，實(shí)現(xiàn)其在遠(yuǎn)距離或電磁干擾嚴(yán)重的環(huán)境中穩(wěn)定工作。
[0007 ]所述串聯(lián)故障電弧檢測(cè)電路包括:
[0008]電流采樣電路，設(shè)置于被檢測(cè)線路的火線上，用于輸出表征火線電流高頻分量的電流檢測(cè)信號(hào)；
[0009]噪聲抑制放大電路，用于對(duì)所述電流檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行去噪和放大獲得交流高頻信號(hào)；
[0010]整流電路，用于將交流高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流高頻信號(hào)；
[0011]比較電路，用于比較所述直流高頻信號(hào)的幅值與預(yù)定電壓閾值，輸出故障電弧提示信號(hào)；以及
[0012]控制電路，用于根據(jù)所述故障電弧提示信號(hào)輸出保護(hù)信號(hào)。
[0013]優(yōu)選地，所述控制電路在預(yù)定數(shù)量周期內(nèi)檢測(cè)到故障電弧提示信號(hào)的數(shù)量滿足預(yù)定條件時(shí)輸出所述保護(hù)信號(hào)。
[0014]優(yōu)選地，所述電流采樣電路包括:
[0015]電流互感器，設(shè)置于被檢測(cè)線路的火線上；
[0016]第一電阻，連接在電流互感器的二次側(cè)；以及
[0017]高通濾波電路，連接在電流互感器的二次側(cè)，用于輸出表征火線電流高頻分量的電流檢測(cè)信號(hào)。
[0018]優(yōu)選地，所述高通濾波電路包括第二電阻、第三電阻、第一電容、第二電容和第三電容；
[0019]其中，第一電容、第二電容和第三電容順序串聯(lián)在電流互感器的二次側(cè)的第一端和高通濾波電路的輸出端之間；第二電阻連接在第一電容和第二電容的公共端和電流互感器的二次側(cè)的第二端之間，第三電阻連接在第二電容和第三電容的公共端和電流互感器的二次側(cè)的第二端之間。
[0020]優(yōu)選地，所述電流采樣電路還包括:
[0021]第一二極管，連接在上拉電壓端和所述電流互感器的二次側(cè)的第一端之間。
[0022]優(yōu)選地，所述噪聲抑制放大電路包括:
[0023]差分共源電路，與電流采樣電路連接，用于輸出低噪聲的共模電流檢測(cè)信號(hào)；
[0024]信號(hào)放大電路，與差分共源電路連接，用于放大共模電流檢測(cè)信號(hào)。
[0025]優(yōu)選地，所述差分共源電路包括第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管、第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管、第四至第九電阻、第四至第六電容以及可調(diào)電阻；
[0026]其中，第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極與電流采樣電路連接，漏極與第三晶體管的發(fā)射極連接，源極與第五晶體管的集電極連接;第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極與參考電壓端連接，漏極與第四晶體管的發(fā)射極連接，源極與第五晶體管的集電極連接;第三晶體管和第四晶體管的基極與可調(diào)電阻的可調(diào)電壓端連接；
[0027]第六電阻和第四電容串聯(lián)連接在上拉電壓端和接地端之間；第四電阻連接在第三晶體管的集電極與第六電阻和第四電容的公共端之間，第五電阻連接在第六電阻和第四電容的公共端和第四晶體管的集電極之間；
[0028]可調(diào)電阻連接在上拉電壓端和接地端之間，第五電容連接在可調(diào)電阻的可調(diào)電壓端和接地端之間；
[0029]第六電容和第八電阻并聯(lián)連接在第五晶體管的基極和下拉電壓端之間；第七電阻連接在第五晶體管的基極和接地端之間；第九電阻連接在第五晶體管的發(fā)射極和下拉電壓端之間；
[0030]第三晶體管和第四晶體管的集電極與信號(hào)放大電路連接，輸出共模電流檢測(cè)信號(hào)。
[0031 ]優(yōu)選地，第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0032]優(yōu)選地，所述信號(hào)放大電路包括第一運(yùn)算放大器、第七至第十電容、第十電阻；
[0033]其中，第十電阻連接在第一運(yùn)算放大器的輸出端和電流采樣電路的輸出端之間；第七電容和第八電容并聯(lián)連接在上拉電壓端和接地端之間；第九電容和第十電容并聯(lián)連接在下拉電壓端和接地端之間；第一運(yùn)算放大器的輸入端與差分共源電路的輸出端連接，輸入共模電流檢測(cè)信號(hào)。
[0034]優(yōu)選地，所述整流電路包括第二運(yùn)算放大器、第三運(yùn)算放大器、第二至第五二極管、第i 至第十五電阻；
[0035]其中，第十一電阻連接在噪聲抑制放大電路的輸出端和第二運(yùn)算放大器的反相輸入端之間，第十二電阻連接在第二運(yùn)算放大器的反相輸入端和整流電路的輸出端之間，第十三電阻連接在第二運(yùn)算放大器的同相輸入端和接地端之間，第二二極管連接在第二運(yùn)算放大器的反相輸入端和輸出端之間，第三二極管連接在第二運(yùn)算放大器的輸出端和整流電路的輸出端之間；
[0036]第十四電阻連接在噪聲抑制放大電路輸出端和第三運(yùn)算放大器的同相輸入端之間，第十五電阻連接在第三運(yùn)算放大器的反相輸入端和整流電路的輸出端之間，第四二極管連接在第三運(yùn)算放大器的反相輸入端和輸出端之間，第五二極管連接在第三運(yùn)算放大器的輸出端和整流電路的輸出端之間。
[0037]優(yōu)選地，所述比較電路包括第十六至第十九電阻、第十一電容、第六二極管和比較器；
[0038]其中，第十一電容連接在整流電路的輸出端和接地端之間，第十六電阻連接在整流電路的輸出端和比較器的同相輸入端之間，第十七電阻和第六二極管串聯(lián)連接在上拉電壓端和接地端之間，比較器的反相輸入端與第十七電阻和第六二極管的公共端連接，第十八電阻連接在比較器的輸出端和上拉電壓端之間，第十九電阻連接在比較器的輸出端和比較電路的輸出端之間。
[0039]通過增加噪聲抑制放大電路，可以有效抑制線路引入的噪聲，同時(shí)可以兼顧電路的增益，提高串聯(lián)故障電弧檢測(cè)的準(zhǔn)確性，減少保護(hù)裝置的誤動(dòng)作及拒動(dòng)作情況，進(jìn)而提高故障電弧保護(hù)裝置的可靠性，實(shí)現(xiàn)其在遠(yuǎn)距離或電磁干擾嚴(yán)重的環(huán)境中穩(wěn)定工作。
【附圖說明】
[0040]通過以下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中:
[0041]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的串聯(lián)故障電弧檢測(cè)電路的示意圖；
[0042]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的串聯(lián)故障電弧檢測(cè)電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]以下基于實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行描述，但是本實(shí)用新型并不僅僅限于這些實(shí)施例。在下文對(duì)本實(shí)用新型的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本實(shí)用新型。為了避免混淆本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)，公知的方法、過程、流程、元件和電路并沒有詳細(xì)敘述。
[0044]此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。
[0045]同時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解，在以下的描述中，“電路”是指由至少一個(gè)元件或子電路通過電氣連接或電磁連接構(gòu)成的導(dǎo)電回路。當(dāng)稱元件或電路“連接到”另一元件或稱元件/電路“連接在”兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間時(shí)，它可以是直接耦接或連接到另一元件或者可以存在中間元件，元件之間的連接可以是物理上的、邏輯上的、或者其結(jié)合。相反，當(dāng)稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時(shí)，意味著兩者不存在中間元件。
[0046]除非上下文明確要求，否則整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中的“包括”、“包含”等類似詞語應(yīng)當(dāng)解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義;也就是說，是“包括但不限于”的含義。
[0047]在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。此外，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0048]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的串聯(lián)故障電弧檢測(cè)電路的示意圖。