專利名稱：一種用于漏電保護器的抗干擾方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種抗干擾技術，具體涉及一種用于漏電保護器的抗干擾方法。
背景技術：
剩余電流(下稱漏電)動作保護器在我國經(jīng)過20多年的發(fā)展和推廣應用，已形成一個在品種和規(guī)格上具有相當規(guī)模的產(chǎn)品系列。在低壓電網(wǎng)的安全保護中發(fā)揮了重要的作用。然而，一個完善的配備有分級漏電保護功能的低壓供、配電網(wǎng)在選用漏電動作保護器時，除了對其安全保護的穩(wěn)定可靠性指標有強制認證的嚴格要求外，還對“智能”功能提出了更多、更高的要求。目前，國內(nèi)的漏電保護器產(chǎn)品雖然品種繁多，規(guī)格齊全。但在動作時間特性上均為一般型(無時延)的產(chǎn)品。它們通常只適合作為終端保護的用途。而帶延時功能的“延時型”產(chǎn)品，特別是帶過流保護的“延時型”漏電保護器在國內(nèi)基本上還是空白。
在低壓供、配電系統(tǒng)中為了要構成一個合理完善的分級漏電保護網(wǎng)，在選用漏電保護器的動作特性時除了要在額定漏電動作電流的大小上進行區(qū)分外，還必須在額定分斷時間(動作的間隔時間或叫延時)上進行區(qū)分。這樣才能有效的避免各級漏電保護器發(fā)生同時動作或越級動作的誤動作現(xiàn)象，從而保證整個系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性，并確保運行的可靠性和供電的連續(xù)性。
目前，正值我國對電力網(wǎng)進行大規(guī)模改造的時候。但是生產(chǎn)漏電保護器的廠家上百家，類型繁多，結(jié)構不同，性能各異。往往由于三級保護器使用了多家產(chǎn)品，動作電流值、分斷時間難以上下匹配，誤動現(xiàn)象時常發(fā)生。如在漏電末級保護器上模擬試驗時，末級保護器未分斷跳閘，中級保護器卻先動作跳閘，甚至引起總保護動作；同樣對中級保護器作模擬試驗時，引起總保護器動作的現(xiàn)象常常發(fā)生，擴大了停電范圍，影響了安全可靠地供電，也給管理帶來很大麻煩。同時現(xiàn)有許多產(chǎn)品在抗雷電沖擊方面性能不佳，經(jīng)常導致誤動作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術的不足，提出一種用于漏電保護器的抗干擾方法。
本發(fā)明包括以下步驟1、將輸入的漏電脈沖信號的脈沖寬度與設定的脈沖寬度相比較，如果輸入的脈沖信號的脈沖小于設定的脈沖寬度，則輸出信號為低電平；如果大于，則輸入的漏電脈沖信號的寬度減去設定的脈沖寬度后作為輸出，然后進入步驟2。
2、經(jīng)過步驟1處理的漏電脈沖信號，如果第一個脈沖信號下降沿后的10毫秒內(nèi)有另一個同類信號輸入，那么就說明這個信號是連續(xù)的，則輸出信號為高電平，進入到步驟3；如果第一個脈沖信號消失后的10毫秒內(nèi)沒有另一個同類信號輸入，那么就說明這個信號不連續(xù)，則輸出信號為低電平。
3、對步驟2輸出的高電平進行計時，當輸出的高電平持續(xù)的時間達到預先設定的閾值時，輸出一個高電平信號，控制外圍元件將整個供電電路切斷。閾值的設定是根據(jù)需要在國家標準允許的范圍內(nèi)自行設定。
通過步驟1，如果輸入脈沖信號的寬度小于設定的脈沖寬度，則輸出信號為低電平，這樣就可以有效地防止電網(wǎng)里的沖擊信號的干擾。由于電網(wǎng)的電流頻率為50Hz，輸入漏電脈沖信號是對電網(wǎng)電流的波峰和波谷的幅值進行比較得到的，因此，在正常情況下，兩個相鄰的漏電輸入脈沖之間相距的時間不會超過10毫秒。因此，對于經(jīng)過步驟1處理的脈沖信號，如果第一個脈沖信號消失后的10毫秒內(nèi)有另一個同類信號輸入，那么就說明這個信號是連續(xù)的，進入到步驟3。經(jīng)過步驟3的計時，輸出的高電平持續(xù)的時間達到預先設定的閾值時，表明漏電電流已經(jīng)持續(xù)了一段時間，可以確定電路中漏電流已有危害人身安全和損壞儀器的可能性了，那么就必須送出斷閘信號，控制外圍元件將整個供電電路切斷，以達到保護人身安全和保護儀器的目的。
本發(fā)明方法通過串聯(lián)的脈寬檢測模塊、連續(xù)性檢測模塊和延時模塊來實現(xiàn)。
脈寬檢測模塊的功能是對輸入的漏電脈沖信號進行處理，將每一個送入的脈沖信號的寬度減去一個預定的值，如果輸入脈沖信號的寬度不夠?qū)挼脑?，那么這個脈沖信號在減掉預定值后就會消失，這樣就可以有效地防止電網(wǎng)里的沖擊信號的干擾。
連續(xù)性檢測模塊放置在脈寬檢測模塊之后，它負責對通過脈寬檢測模塊的脈沖信號進行處理，由于電網(wǎng)的電流頻率為50Hz，輸入漏電脈沖信號是對電網(wǎng)電流的波峰(波谷)幅值進行比較得到的，因此，在正常情況下，兩個相鄰的漏電輸入脈沖之間相距的時間不會超過20毫秒(只對波峰或波谷比較)和10毫秒(對波峰和波谷都進行比較)，所以漏電信號連續(xù)性的含義是第一個脈沖信號消失后的20毫秒(波峰或波谷比較)或10毫秒(波峰波谷均比較)內(nèi)有另一個同類信號輸入，否則就是不連續(xù)的。如果出現(xiàn)了不連續(xù)的情況，就認為是干擾信號，不予理會。
延時模塊在連續(xù)性檢測模塊之后，它對通過脈寬檢測模塊和連續(xù)性檢測模塊的信號進行計時，當計時達到所預先設定的閾值時，即漏電電流已經(jīng)持續(xù)了一段時間(在國家標準允許的范圍內(nèi))，可以確定電路中漏電流已有危害人身安全和損壞儀器的可能性了，那么就必須送出斷閘信號，控制外圍元件將整個供電電路切斷，以達到保護人身安全和保護儀器的目的。采用延時模塊的另一個重要的作用是利于不同的保護級別之間的相互匹配，通過在總保護級、中級保護器、末級保護器設置不同的延時，可以有效的避免各級漏電保護器發(fā)生同時動作或越級動作的誤動作現(xiàn)象，從而保證整個系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性，并確保運行的可靠性和供電的連續(xù)性。
本發(fā)明通過連續(xù)的三重檢測，可以使抗干擾效果達到最佳。該方法既能夠有效地對干擾信號(如雷電沖擊等)進行濾除，又可以實現(xiàn)延時功能，大大提高了漏電保護器的精度，減少了誤動現(xiàn)象的發(fā)生，保證了整個電網(wǎng)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性。


圖1.總體框圖；圖2.本發(fā)明一實施例的漏電信號的傳輸路徑；圖3.為圖2中漏電信號傳輸路徑上的節(jié)點波形；圖4.該實施例脈寬檢測模塊的測試結(jié)果；圖5.該實施例連續(xù)性檢測模塊的測試結(jié)果；圖6.該實施例計時模塊的測試結(jié)果。
具體實施例方式
以某個保護級別的處理為例，來看這種抗干擾的方法是如何運行的圖2和圖3中的信號a是從漏電感應器上輸入的漏電信號。如果信號a在兩條虛線的中間，表示這時候的漏電信號在許可的安全范圍之內(nèi)。如果信號a超出了虛線的范圍，表示漏電信號的幅度過大，這時候芯片需要密切關注漏電信號持續(xù)的時間。只要信號a的幅度超出了設定的范圍，比較器就應該輸出對應的正脈沖b和c。信號b和c合成后構成了信號d。信號d中每一個正脈沖都減掉一定的寬度后轉(zhuǎn)變成信號e。如果信號d中的脈沖寬度不夠?qū)?，那么在信號e中這個脈沖就會消失。因為由雷擊等造成的脈沖寬度為幾十個微秒，遠小于設定的脈寬檢測窗口，從而保證進來的不是干擾信號。如果信號e中滿足10毫秒內(nèi)有兩個正脈沖，那么信號f就輸出高電平，否則為低電平。如果信號f保持高電平的時間達到了一定的值，那么信號g輸出高電平，直到信號f變成低電平。
這種硬件抗干擾電路為了減小干擾對芯片正常功能產(chǎn)生的影響，在監(jiān)測波形時首先應該判斷這個輸入脈沖的寬度是不是達到了一定的要求，如果脈沖太窄，說明這是一個干擾產(chǎn)生的信號，將被舍棄。只有脈沖寬度達到了一定要求的脈沖才能夠被傳輸給下一級電路。這是因為外界的干擾信號(比如雷擊脈沖)往往是暫時性的，只能夠產(chǎn)生一個窄的脈沖干擾信號(典型值為幾十個微秒)，這樣經(jīng)過脈沖寬度的判斷后絕大部分的干擾信號都將被濾除掉。另外只有監(jiān)測到的信號e是連續(xù)的，輸出的信號f才能夠持續(xù)保持高電平。信號e的連續(xù)性是指在前一個信號消失后的10毫秒內(nèi)有兩個正脈沖出現(xiàn)，對應于信號a就是指輸入的波形必須是完整的50赫茲的正弦波，其中波峰和波谷的幅度都超出預先設定的對應電平，中間不應該有缺失的波形。如果發(fā)現(xiàn)信號e在10毫秒內(nèi)沒有出現(xiàn)兩個正脈沖，那么就認為這時候漏電信號回到了許可的安全范圍內(nèi)，信號f將被重新設置成低電平，這將導致停止對不正常漏電信號持續(xù)時間的計時。
圖4是脈寬檢測模塊的測試結(jié)果，為了比較輸入、輸出脈沖的寬度，我們將輸入、輸出放在同一位置，其中脈沖寬度大的為輸入信號，脈沖寬度小的為輸出信號。由圖4可以看出，輸出波的每一個脈沖的寬度比輸入波的相應脈沖寬度小1毫秒左右。
連續(xù)性檢測模塊能將不連續(xù)的干擾信號濾除，從而提高芯片的抗干擾能力。其測試結(jié)果如圖5所示。當輸入波出現(xiàn)脈沖時，連續(xù)性檢測電路輸出由低電平變成高電平，當輸入波兩個脈沖之間間距大于10毫秒時，認為脈沖是不連續(xù)的，在距離脈沖的下降沿10毫秒左右后，輸出由高變?yōu)榈汀?br> 為比較延時模塊輸出相對于輸入的延時時間，我們把輸入、輸出信號放在同一位置，從圖6可知，當輸入信號由低電平變成高電平時，輸出信號在輸入信號變高電平63毫秒后變成高電平(設定值為60毫秒)。
權利要求
1.一種用于漏電保護器的抗干擾方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)將輸入的漏電脈沖信號的脈沖寬度與設定的脈沖寬度相比較，如果輸入的脈沖信號的脈沖小于設定的脈沖寬度，則輸出信號為低電平；如果大于，則輸入的漏電脈沖信號的寬度減去設定的脈沖寬度后作為輸出，然后進入步驟(2)；(2)經(jīng)過步驟(1)處理的漏電脈沖信號，如果第一個脈沖信號下降沿后的10毫秒內(nèi)有另一個同類信號輸入，那么就說明這個信號是連續(xù)的，則輸出信號為高電平，進入到步驟(3)；如果第一個脈沖信號消失后的10毫秒內(nèi)沒有另一個同類信號輸入，那么就說明這個信號不連續(xù)，則輸出信號為低電平；(3)對步驟(2)輸出的高電平進行計時，當輸出的高電平持續(xù)的時間達到預先設定的閾值時，輸出一個高電平信號，控制外圍元件將整個供電電路切斷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于漏電保護器的抗干擾方法?，F(xiàn)有方法容易出現(xiàn)誤動作。本發(fā)明方法通過連續(xù)的脈寬檢測、連續(xù)性檢測和延時三重檢測，可以使抗干擾效果達到最佳。該方法既能夠有效地對干擾信號(如雷電沖擊等)進行濾除，又可以實現(xiàn)延時功能，大大提高了漏電保護器的精度，減少了誤動現(xiàn)象的發(fā)生，保證了整個電網(wǎng)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性。
文檔編號H02H3/14GK1901310SQ20061005232
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月6日 優(yōu)先權日2006年7月6日
發(fā)明者韓雁, 郭行干, 潘海峰, 付文 申請人:浙江大學