一种触电保护的方法技术

本发明专利技术公开了一种触电保护方法，该方法通过区分动物触电电流和剩余电流来实现触电保护，其区分特征为触电电流的波形在触电起始的３～４个半波时间内，为逐级放大的非线性波形，且该波形振幅按照一定的级差增大。该方法能够将判断动物触电的准确率从现有的６０％提高到８０％以上，能大大提高触电保护装置的精度和实用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别涉及一种通过区分动物触电电流和剩余电流来实现触电保护的方法。
技术介绍
根据GB13955-2005和DL493-2001的规程，剩余电流保护装置是农网中必须采取 的安全技术措施之一。 但是，目前国内外的剩余电流保护装置均是以剩余电流的大小为保护装置动作的 依据。即，只要电路中存在(或突然出现)的剩余电流量达到保护装置的动作预定值时，它 就动作；反之，就不动作。其结果是用作接地故障保护的该类装置，应其动作值大而不能 保护人的生命安全；能够保护人的生命安全的保护装置又因动作值太小，保护范围小，频繁 动作而无法适应各种环境的使用。在实际生活中，剩余电流量是一个矢量和，这样又存在着 一个动作值和矢量和的不灵敏动作区，即不灵敏相位动作死区。由于这些情况的存在，使供 电稳定和用电安全成为了这些剩余电流保护装置无法克服的矛盾。即使采用分级保护的方 法，也无法从技术上来解决这一矛盾，这就是当前该类保护装置的最大缺陷。 针对上述问题，专利技术专利86105323公开的"全自动触电保护器"描述了动物触电 波形的主要特征，提出了区分活体动物触电电流和漏电流的具体方法。根据上述专利公开 的技术方案得到的保护器，能够一定程度的缓解用电安全和供电稳定的矛盾，提高了投运 率。但是，由于该专利技术对触电波形的描述还比较粗糙，实现这一区分方法技术仅是用模 拟电路，通过对频率的鉴别来实现的。因此从建设社会主义电气化新农村的要求来看，该保 护器动作的准确率为60%左右，还不够理想；投运率还远远没有达标，已无法满足当前用 电量和用电复杂程度日益增加的农网的需要。 中国专利99106844. 0公开的"分离动物触电信号的方法及其装置"，该专利公开 的技术对触电波形的描述没有对上述专利86105323公开的技术有任何实质性的突破和发 展；其实现的方法也仅是以国家技术监督局宣布淘汰的鉴相监幅技术为基础的，因此，以该 技术为基础生产的漏电保护装置因其误动作频繁，并有动作死区而无法使用、更无法推广。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有剩余电流保护器在区分触电信号和剩余电流信号方面存在 准确率不高，且该保护器存在动作死区的问题，而提出了一种高准确率的区分动物触电电 流和剩余电流的方法，并以该方法来实现触电保护，且基于该方法实现的触电保安器无任 何动作死区。 为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下 —种触电保护方法，该方法通过区分动物触电电流和剩余电流来实现触电保护， 其区分特征为触电电流的波形在触电起始的3 4个半波时间内，为逐级放大的非线性波 形，且该波形振幅按照一定的级差增大。符合上述判断特征的电流波形为实际动物触电产生的电流波形中概率最大的，从而使得基于上述方法区分触电电流和剩余电流的准确率最高，使得基于上述方法的触电保护装置的误动作最小。 上述触电保护方法包括以下步骤 (1)当触电发生，采集电流异常波形，并将所采集的波形转化成数字信号； (2)将步骤(1)转化得到的数字信号与动物触电波形特征进行对比，判断是否为动物触电； (3)若判断为动物触电立即实施触电保护措施；若不是动物触电，采集下一次电 流异常波形进行判断； (4)经多次数据采集后，判断为剩余电流并非动物触电，则不切断电源。 根据上述技术方案得到的触电保护方法，对区分动物触电电流和剩余电流采用了全新的判断特征，符合该判断特征的电流波形为实际动物触电产生的电流波形中概率最大的，从而使得基于上述方法区分触电电流和剩余电流的准确率最高，使得基于上述方法的触电保护装置的误动作最小。 基于上述区别特征的触电保护方法能够自动快速的对波形进行采集和比对，并通 过设置采用率来提高判断的准确性，其将判断是否为动物触电的准确率从现有的60%提高 到80%以上，且无任何动作死区，能大大提高触电保护装置的精度和实用性。附图说明 以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本专利技术。 图1为本专利技术设计的触电保护的流程图。具体实施例方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体图示，进一步阐述本专利技术。 国标GB/T13870. 1_92中明确指出人体阻抗由电流通路，接触电压通过时间、频率、皮肤湿度、接触面积、施加压力和温度等因素决定。人体总阻抗由皮肤阻抗和体内阻抗组成。在接触电压愈高时，人体总阻抗越来越不取决于皮肤阻抗。当皮肤被击穿破损后，总阻抗值接近于内阻抗。目前国内外的剩余电流保护装置都是以人体触电后达到稳定的电流为研究对象的，对在触电瞬间皮肤被击穿过程中的皮肤阻抗变换都忽略不计。 而本专利技术的设计理念为通过区分动物触电电流和剩余电流来实现触电保护。要实现该触电保护，首要解决的问题就是以何种特征来区分动物触电电流和剩余电流。 实际上，在皮肤击穿过程中的这一瞬间的阻抗的变换是有规律的。从《皮肤的解剖和组织学》中，我们可知，皮肤是由表皮、真皮和皮下组织构成。其中真皮和皮下组织的构成物具有一定的导电性能。 人体和一切动物体都具有一些基本的生理特征，其中尤其重要的是新陈代谢，兴 奋性和适应性。其中兴奋性是指活细胞、组织或机体对剌激发生反应的能力或特征。在《细 胞组织学》中，人体和哺乳类动物的器官细胞(包括皮肤)是有很多相似之处。 本专利技术基于上述理论，通过研究发现动物触电电流和剩余电流的区分特征为触电 电流的波形在触电起始的3 4个半波时间内，为逐级放大的非线性波形，且该波形振幅按4照一定的级差增大。符合该判断特征的电流波形为实际动物触电产生的电流波形中概率最 大的，从而使得基于上述方法区分触电电流和剩余电流的准确率最高，使得基于上述方法 的触电保护装置的误动作最小。 基于上述区分动物触电电流和剩余电流的特征，本专利技术设计了一种触电保护的方 法。该方法实施当触电发生，采集电流异常波形，并将所采集的波形转化成数字信号；然 后将转化得到的数字信号与动物触电波形特征进行对比(即触电电流的波形在触电起始 的3 4个半波时间内，为逐级放大的非线性波形，且该波形振幅按照一定的级差增大)，并 自动判断是否为动物触电；若判断为动物触电立即实施触电保护措施；若经多次数据采集 后，判断为剩余电流并非动物触电，则不切断电源。 上述方法可通过软件程序来具体实现，其流程图如图1所示 (1)通过电流波形采集装置采集电流异常波形；并将所采集的波形转化成数字信号。(2)判断此次采集是否为第一次波形数据的采集，若是，则将数据送入缓存器进行暂时存储，并转入步骤(1)进入下一次的数据采集；若不是，转入步骤(3)。(3)将步骤(1)转化得到的数字信号与动物触电波形特征进行对比，判断是否为动物触电。该步骤的实现，是将所转化得到的数字信号与存储器内所预先存储好的与动物触电波形特征相对应的数学模型进行比对，来自动判断其是否为符合相应的数学模型。(4)若不符合，转入步骤(1)采集下一次电流异常波形进行判断；若判断为符合，则转入步骤(5)。(5)将程序的计数器的计数加1。 (6)判断所采集到的数据是否达到预设的数量，若没有转入步骤(1)继续进行数 据的采集；若达到预设的数量，则进入到数学处理程序，根据判断的结果进行相应的保护措 施若此次采集的波形判断为动物触电，立即实施触电保护措施；若经过多次数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触电保护方法，该方法通过区分动物触电电流和剩余电流来实现触电保护，其特征在于，所述区分的特征为触电电流的波形在触电起始的３～４个半波时间内，为逐级放大的非线性波形，且该波形振幅按照一定的级差增大。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈策沾，黄顺喜，胡运棠，曹彬彬，
申请(专利权)人：上海赛富电器有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]