一種信號注入式的剩余電流檢測電路智能自檢方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于提高剩余電流保護(hù)器的可靠性技術(shù)領(lǐng)域，是一種信號注入式的剩余電流檢測電路智能自檢方法。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)消防部門的統(tǒng)計(jì)，在全國的火災(zāi)事故中，過剩電流、殘余電流造成的電氣火災(zāi)約占總數(shù)的1/3 ;其中，在電氣火災(zāi)事故中由于低壓線路單相接地故障，造成事故約占電氣火災(zāi)事故的1/2?？梢娋€路單相接地故障在目前生產(chǎn)、生活中存在著相當(dāng)?shù)膰?yán)重性與普遍性。
[0003]目前的解決方法是在低壓電網(wǎng)中安裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)器(residual currentoperated protective device,即RCD,以下簡稱剩余電流保護(hù)器),是防止人身觸電、電氣火災(zāi)及電氣設(shè)備損壞的一種有效的防護(hù)措施。世界各國和國際電工委員會(huì)通過制訂相應(yīng)的電氣安裝規(guī)程和用電規(guī)程在低壓電網(wǎng)中大力推廣使用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器。剩余電流傳感器屬于典型的電感性器件，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為繞于感性材料上的線圈，參見附圖1所示，剩余電流保護(hù)器包括線圈100、電閘101、控制按鈕102，電閘101與控制按鈕102電性連接，電閘101與線圈100電流互感，使用時(shí)，通過按下控制按鈕102，人為地切斷電路，造成線圈100上的磁場變化，用以檢測線路是否有剩余電流。剩余電流保護(hù)器是屬于經(jīng)典的電流變送器件，探測器通過采集感應(yīng)電流，經(jīng)過信號放大、AD采集幾個(gè)環(huán)節(jié)，線路故障時(shí)，與無剩余電流情況接近，較難通過直接分析數(shù)據(jù)采集結(jié)果得到結(jié)論。
[0004]因此此方案存在很大的局限性，具體地傳統(tǒng)漏電保護(hù)裝置缺點(diǎn)在于:1.剩余電流保護(hù)器的線圈容易損壞，如果線圈檢測不到剩余電流會(huì)判斷線路沒有漏電；但是線圈損壞時(shí)所檢測到的電流也為零，此時(shí)漏電保護(hù)裝置形同虛設(shè)，起不到應(yīng)有的保護(hù)動(dòng)作，而線圈是否損壞則難以判斷，需通過人工定點(diǎn)定期檢查。2.剩余電流保護(hù)器正常工作與否的檢查，是通過在漏電保護(hù)裝置增設(shè)一個(gè)控制按鈕，通過人為地切斷電路，造成線圈上的磁場變化，用以檢測線路是否有剩余電流，但是按下按鈕檢測時(shí)會(huì)造成線路跳閘，給人們正常地生產(chǎn)生活帶來極大地不便，所以這樣的檢測方式是死板和不適用的。
[0005]本申請人根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《剩余電流電氣火災(zāi)GB14287.2-20141》，針對需要提高剩余電流保護(hù)器的可靠性，設(shè)計(jì)并研制出剩余電流保護(hù)裝置，同時(shí)自帶檢測電流互感線圈是否損壞。確保漏電保護(hù)的可靠性，以及可監(jiān)控性；能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，杜絕安全隱患，防患于未然。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種信號注入式的剩余電流檢測電路智能自檢方法，用以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0007]本發(fā)明包括檢測剩余電流的電流互感器，還包括在電流互感器上增加一段繞組，繞組與設(shè)有MCU控制模塊的自檢電路連接。
[0008]所述自檢電路通過MCU控制模塊給繞組增加一個(gè)注入自檢電流到電流互感器，并反饋到檢測剩余電路的回路，用以對剩余電流檢測回路進(jìn)行檢測。
[0009]通過MCU控制模塊的程序設(shè)定一個(gè)時(shí)間值，以這一時(shí)間值為間隔，周期性地通過自檢電路注入一個(gè)自檢電流到增加的繞組，從而周期性的對剩余電流檢測通道進(jìn)行自檢，如出現(xiàn)自檢存在問題，馬上進(jìn)行報(bào)警。
[0010]所述檢測剩余電路的回路存在剩余電流但是未超過額定電流，為了區(qū)分自檢電流和線路上的剩余電流，通過MCU控制電路輸出一個(gè)設(shè)定頻率的自檢電流，采樣時(shí)通過離散傅立葉變換來獲取信號的頻域特征，從而提高自檢的可靠性。
[0011]一種基于信號注入式的剩余電流檢測電路智能自檢方法，包括如下步驟:
步驟1，MCU控制模塊通過檢測剩余電路采集到剩余電流，因?yàn)橐话憔€路剩余電流為零，為了驗(yàn)證檢測線路是否正常，MCU控制模塊周期地對自檢電路發(fā)出自檢命令。
[0012]步驟2，自檢電路接收到MCU控制模塊的輸出命令，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)自檢電流作用到在電流互感器增加的繞組上。
[0013]步驟3，電流互感器通過繞組反饋到檢測剩余電路，若通過剩余電流采集電路MCU控制模塊采集到自檢電流，表示剩余電流檢測電路完全正常，MCU控制模塊在自檢狀態(tài)下會(huì)對對剩余電流保護(hù)進(jìn)行閉鎖，出口跳閘電路不動(dòng)作，對線路不造成任何影響，不影響人們的正常生產(chǎn)生活。
[0014]步驟4，電流互感器通過繞組反饋到檢測剩余電路，若通過剩余電流采集電路MCU控制模塊采集不到自檢電流或者檢測到的電流完全沒有變化，則檢測線路存在故障，發(fā)出報(bào)警。
[0015]步驟5，電流互感器通過繞組反饋到檢測剩余電路，如果MCU檢測到的剩余電流不等于零，此時(shí)通過MCU周期性的發(fā)送一個(gè)特定頻率的自檢電流。然后通過增加的繞組到電流互感器到檢測剩余電路，到MCU。此時(shí)MCU通過離散傅立葉變換(DFT)來獲取信號的頻域特征，此時(shí)因?yàn)樽詸z電流的頻段為設(shè)定頻率不受檢測的工頻剩余電流以及它的諧波的影響，提高了自檢的可靠性。
[0016]電流互感器原理在于可以把數(shù)值較大的一次電流通過一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，用來進(jìn)行保護(hù)、測量等用途。
[0017]智能自檢原理在于:在互感線圈上再多加一個(gè)繞組并增加一個(gè)自檢電路，用來檢測電流互感線圈是否損壞，以及判定剩余電流檢測通道沒有存在開路和短路的情況。確保漏電保護(hù)的可靠性，以及可監(jiān)控性。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1.具有檢測電流互感線圈是否損壞的功能，即可檢測整體線路是否完好，又可檢測剩余電流保護(hù)器的線圈是否損壞，確保漏電保護(hù)的可靠性，以及可監(jiān)控性；能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，杜絕安全隱患，防患于未然；
2.檢測方法更加完善，針對采集的剩余電流等于零和不等于零的情況的處理。提高了自檢的可靠性；
3.無需跳閘斷電，確保了人們的正常用電，特別是保障了廣大農(nóng)村地區(qū)的生產(chǎn)生活用電。
[0019]4.更有效地防止人身觸電、電氣火災(zāi)及電氣設(shè)備損壞； 5.系統(tǒng)滿足信息系統(tǒng)安全等級保護(hù)及電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求。
【附圖說明】
[0020]附圖1為現(xiàn)有技術(shù)示意圖。
[0021]附圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]附圖3為剩余電流的傳感器檢測電路。
[0023]附圖4為MCU控制邏輯圖。
[0024]附圖5為剩余電流的自檢電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖2至5，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]本發(fā)明包括檢測剩余電路I的電流互感器11，還包括在電流互感器I上增加一段繞組3，繞組3與設(shè)有MCU控制模塊21的自檢電路2連接。
[0027]所述自檢電路2通過MCU控制模塊21給繞組3增加一個(gè)注入自檢電