本申请涉及电气安全技术，特别涉及用于确定剩余电流的阻性分量的方法以及利用该方法的用于监测电气故障的方法和装置。按照本申请一些实施例的用于确定剩余电流中的阻性分量的方法包含下列步骤：获取第一时间序列和第二时间序列，其中，第一时间序列包含交流线路的多个电压值，第二时间序列包含交流线路的多个剩余电流值；在第一时间序列内选择一对或多对电压值，其中，成对的电压值具有相同的幅值和相反符号的变化率；以及将剩余电流的阻性分量确定为时间上对应于成对的电压值的剩余电流值的平均值。值的平均值。值的平均值。
【技术实现步骤摘要】
用于监测电气故障的方法和装置
[0001]本申请涉及电气安全技术，特别涉及用于确定剩余电流的阻性分量的方法以及利用该方法的用于监测电气故障的方法和装置。
技术介绍
[0002]在交流线路中，诸如电线屏蔽层破坏、电线绝缘性能老化和负载对地短路等情形将导致剩余电流的产生，因此剩余电流的大小代表了漏电的严重程度。当线路中的剩余电流过大时，线路温度将不断地升高从而烧毁线路，由此引发电气火灾事故。
[0003]为了消除安全隐患，可以使用剩余电流火灾探测器来对线路或电气设备中的剩余电流进行实时监测，并且当监测到的剩余电流超出设定范围时发出故障报警，提示用户及时对故障进行排除以消除安全隐患。
[0004]对于火灾预警应用来说，预报的准确率是一个重要的性能指标，因此提供低漏检率和低误报率的电气故障监测方案是迫切需要的。
技术实现思路
[0005]按照本申请的一个方面，提供一种用于确定剩余电流中的阻性分量的方法，包含下列步骤：
[0006]获取第一时间序列和第二时间序列，其中，第一时间序列包含交流线路的多个电压值，第二时间序列包含交流线路的多个剩余电流值；
[0007]在第一时间序列内选择一对或多对电压值，其中，成对的电压值具有相同的幅值和相反符号的变化率；以及
[0008]将剩余电流的阻性分量确定为时间上对应于成对的电压值的剩余电流值的平均值。
[0009]可选地，在上述方法中，所述电压值和剩余电流值为采样值或插值。
[0010]可选地，在方法中，所述交流线路为下列项中的一种：三相交流线路、两相交流线路和单相交流线路。
[0011]除了上述的一个或多个特征以外，在上述方法中，所述采样值为经过滤波处理的测量值。
[0012]除了上述的一个或多个特征以外，成对的电压值在时间上的间隔不大于电压的半个周期。
[0013]按照本申请的另一个方面，提供一种用于监测电气故障的方法，包含下列步骤：
[0014]A、获取第一时间序列和第二时间序列，其中，第一时间序列包含交流线路的多个电压值，第二时间序列包含交流线路的多个剩余电流值；
[0015]B、在第一时间序列内选择一对或多对电压值，其中，成对的电压值具有相同的幅值和相反符号的变化率；
[0016]C、将剩余电流的阻性分量确定为时间上对应于成对的电压值的剩余电流值的平
均值；以及
[0017]D、基于所确定的剩余电流的阻性分量确定交流线路发生电气故障的可能性。
[0018]可选地，在上述方法中，所述电气故障包括与电气火灾相关的接地故障。
[0019]可选地，在上述方法中，步骤D包括：
[0020]D1、由剩余电流的阻性分量确定阻性分量的均方根值；
[0021]D2、基于阻性分量的均方根值的大小判断发生接地故障的可能性。
[0022]按照本申请的另一个方面，提供一种用于监测电气故障的装置，包含：
[0023]电压测量单元，配置为测量交流线路的电压；
[0024]电流测量单元，配置为测量交流线路的剩余电流；
[0025]与电压测量单元和电流测量单元耦合的控制单元，配置为执行下列操作：
[0026]接收第一时间序列和第二时间序列，其中，第一时间序列包含交流线路的多个电压值，第二时间序列包含交流线路的多个剩余电流值；
[0027]在第一时间序列内选择一对或多对电压值，其中，成对的电压值具有相同的幅值和相反符号的变化率；
[0028]将剩余电流的阻性分量确定为时间上对应于成对的电压值的剩余电流值的平均值；以及
[0029]基于所确定的剩余电流的阻性分量确定交流线路发生电气故障的可能性。
附图说明
[0030]本申请的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示。附图包括：
[0031]图1为在单相交流线路中测量剩余电流的原理示意图。
[0032]图2为关于剩余电流的等效电路模型的示意图。
[0033]图3为交流线路中的电压和泄漏电流的示例性波形图。
[0034]图4为按照本申请一些实施例的用于确定剩余电流中的阻性分量的方法的流程图。
[0035]图5为按照本申请另外一些实施例的用于监测电气故障的方法的流程图。
[0036]图6为按照本申请另外一些实施例的用于监测电气故障的装置的示意框图。
[0037]图7为按照本申请另外一些实施例的电气故障监测控制逻辑的示意图。
具体实施方式
[0038]下面参照其中图示了本申请示意性实施例的附图更为全面地说明本申请。但本申请可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的上述各实施例旨在使本文的披露全面完整，以将本申请的保护范围更为全面地传达给本领域技术人员。
[0039]在本说明书中，诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本申请的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。
[0040]除非特别说明，诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小
等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。
[0041]在本说明书中，“耦合”应当理解为包括在两个单元之间直接传送电能量或电信号的情形，或者经过一个或多个第三单元间接传送电能量或电信号的情形。
[0042]在本说明书中，“剩余电流”是指交流电线路中各相(含中性线)电流矢量和不为零的电流。当不存在漏电的情况时，剩余电流为零。
[0043]在本说明书中，将电压采样值或电压测量值以及基于采样值得到的插值统称为电压值，并将剩余电流采样值或剩余电流测量值以及基于采样值得到的插值统称为剩余电流值。
[0044]图1为在单相交流线路中测量剩余电流的原理示意图。图1中的110表示负载设备，120表示电流互感器线圈，I
L
和I
N
分别表示流经相线L的电流和流经中性线N的电流，I
d
表示相线在a点的对地剩余电流。根据基尔霍夫定律，流入任一封闭面S的电流有效值向量之和等于零，因此上述电流之间存在下列关系：
[0045]I
L
＝I
N
+I
d
ꢀꢀꢀ
(1)
[0046]在无漏电的情况下，相线电流与中性线电流大小相等方向相反，因此剩余电流为零，相应地，设置于图中S处的电流互感器线圈120内的感应电流为零。另一方面，如果例如由于线路绝缘劣化或其它原因导致相线在a点产生对地电流，则电流互感器线圈120中将感应出与剩余电流I
d
大小成正比的电流，其数值反映了交流线路及电气设备中电流的泄露情况。
[0047]然而在实际应用中，基于上述测量原理的电气故障预警具有较高的误报率。例如有时本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于确定剩余电流中的阻性分量的方法，其特征在于，包含下列步骤：获取第一时间序列和第二时间序列，其中，第一时间序列包含交流线路的多个电压值，第二时间序列包含交流线路的多个剩余电流值；在第一时间序列内选择一对或多对电压值，其中，成对的电压值具有相同的幅值和相反符号的变化率；以及将剩余电流的阻性分量确定为时间上对应于成对的电压值的剩余电流值的平均值。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述电压值和剩余电流值为采样值或插值。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述交流线路为下列项中的一种：三相交流线路、两相交流线路和单相交流线路。4.如权利要求2所述的方法，其中，所述采样值为经过滤波处理的测量值。5.如权利要求1或2所述的方法，其中，成对的电压值在时间上的间隔不大于电压的半个周期。6.一种用于监测电气故障的方法，其特征在于，包含下列步骤：A、获取第一时间序列和第二时间序列，其中，第一时间序列包含交流线路的多个电压值，第二时间序列包含交流线路的多个剩余电流值；B、在第一时间序列内选择一对或多对电压值，其中，成对的电压值具有相同的幅值和相反符号的变化率；C、将剩余电流的阻性分量确定为时间上对应于成对的电压值的剩余电流值的平均值；以及D、基于所确定的剩余电流的阻性分量确定交流线路发生电气故障的可能性。7.如权利要求6所述的方法，其中，所述电气故障包括与电气火灾相关的接地故障。8.如权利要求6所述的方法，其中，步骤D包括：D1、由剩余电流的阻性分量确定阻性分量的均方根值；D2、基于阻性分量的均方根值的大小判断发生接地故障的可能性。9.如权利要求6
‑
8中任意一项所述的方法，其中，所述电压值和剩余电流值为采样值或插值。10.如权利要求6
‑
8中任意一项所述的方法，其中，所述交流线路为下列项中的一种：三相交流线路、两相交流线路和单相交流...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷宏亮，尹春雷，刘吉斯，
申请(专利权)人：海湾安全技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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