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    重庆时时彩下注法: 一种基于电压电流矢量关系的剩余电流检测方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201510105563.1

    申请日:

    2015.03.05

    公开号:

    CN104749424A

    公开日:

    2015.07.01

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G01R 19/165申请公布日:20150701|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 19/165申请日:20150305|||公开
    IPC分类号: G01R19/165; G01R23/16 主分类号: G01R19/165
    申请人: 青岛鼎信通讯股份有限公司
    发明人: 不公告发明人
    地址: 266024山东省青岛市市南区宁夏路288号6号楼2层
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510105563.1

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.08.14|||2015.07.29|||2015.07.01

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种基于电压电流矢量关系的剩余电流检测方法,尤其是一种通过同时检测电压与剩余电流,利用电压与剩余电流的矢量关系来判断剩余电流是否存在危害性,即是否会对人或牲畜造成致命影响。此检测方法是将剩余电流矢量按电压矢量方向进行正交分解,其中剩余电流矢量的平行分量与电压矢量相乘不为0时,剩余电流则具备危害性成分,剩余电流中各谐波分量的危害性成分累加和超过人或牲畜所能承受的限值,则需做出相应的?;ぶ甘?。此方法计量准确,可靠性高,可用于剩余电流检测、监视、漏电?;ぷ爸玫认喙亓煊?,前景十分广泛。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种基于电压电流矢量关系的剩余电流检测方法,其特征在于,同时检测电压与剩余电流,将剩余电流矢量按电压矢量方向进行正交分解,其中剩余电流矢量的平行分量与电压矢量相乘不为0时,剩余电流则具备危害性成分,剩余电流中各谐波分量的危害性成分累加和超过人或牲畜所能承受的限值时,即对人或牲畜造成致命影响,则需做出相应的?;ぶ甘?。

    2.  如权利要求1所述的一种基于电压电流矢量关系的剩余电流检测方法,其特征在于,它通常包括剩余电流检测、电压检测、电压谐波分解、电压矢量分解和剩余电流危害性成分检测,
    电压检测完成电网实际电压矢量到检测电压矢量1的转换;
    剩余电流检测完成剩余电流矢量到检测电压矢量2的转换;
    电压谐波分解完成检测电压矢量1和检测电压矢量2的各谐波分量的分解。
    电压矢量分解完成检测电压矢量2的各谐波分量按检测电压矢量1各谐波分量的矢量方向相应的进行正交分解;
    剩余电流危害性成分检测完成检测电压矢量1各谐波分量的平行分量与检测电压矢量2各谐波分量的矢量相乘计算各谐波分量的危害性成分,并累加各谐波分量的危害性成分,判断剩余电流危害性成分是否超过人或牲畜所能承受的限值。

    说明书

    说明书一种基于电压电流矢量关系的剩余电流检测方法
    技术领域
    本发明涉及电路安全?;ぜ凹觳饧际趿煊?,具体是指一种剩余电流的检测方法,尤其通过判断剩余电流流过的介质的阻抗特性,即通过判断剩余电流与电压的矢量关系来确定危害性剩余电流大小的一种检测方法
    背景技术
    自从电的发明与使用以来,电不仅给人类带来了很多便捷,也能给人类带来一定的危害,它可能烧坏设备、电器,引起火灾,也能使人触电伤亡,其中大部分事故的元凶便是剩余电流,这就需要一种方法可以有效检测出回路中是否存在剩余电流。剩余电流?;て骶褪蔷哂惺S嗟缌骷觳夂团卸瞎δ艿囊恢肿爸?,主要是用来在设备发生漏电故障时以及对有致命危险的人身触电进行?;?。但是当前的剩余电流?;て鞑荒苡行卸夏男┦钦嬲纳璞腹收下┑缁蛘呶:θ松戆踩氖S嗟缌?。
    传统剩余电流?;て靼垂ぷ髟砜梢苑治罄啵阂?、电流型;二、脉冲型;三、鉴相鉴幅型。脉冲型和鉴相鉴幅型剩余电流?;て鞫际峭ü觳獾缌鞯耐槐淅磁卸鲜欠裼惺S嗟缌?,若电力线上一直存在一种可以导致危险发生的剩余电流,脉冲型和鉴相鉴幅型剩余电流?;て鞑荒苡行Ъ觳?,因此拒动,可能会导致危险发生。这种传统的检测方式只是一种针对电流突变相对的检测,不能检测剩余电流绝对值,因此,亟需一种可靠的可以检测剩余电流绝对量的有效检测方法来保证人身和财产安全。而传统的电流型剩余电流?;て魉淙患?测的是剩余电流的绝对量,但是不能有效区分出哪些是会导致危险发生的剩余电流,因此会频繁误动,抗干扰能力太差。
    可导致危害发生的剩余电流主要有以下几种情况:①人体触电产生的剩余电流;②潮湿、老化导致电力线绝缘能力下降而产生的剩余电流;③设备故障发生碰壳产生的剩余电流;电网中正常工作情况下也会有剩余电流,这种剩余电流不具备危害性,这种不具危害性的剩余电流主要有以下几种形式:①电力线与大地之前的电容效应会产生的剩余电流;②如开关电源等由于EMC的需要,L线上对地都会并联Y电容,电力线对大地并联的电容足够大,也会产生剩余电流;③带有PWM控制的变频器等大型设备启动时的瞬变电流;④3KHz以上的电网噪声等。剩余电流?;て髡嬲枰;さ氖强傻贾挛O辗⑸氖S嗟缌?,而当有不具危害性的剩余电流流过时则不需要?;?。
    发明内容
    本发明要解决的技术问题是:提供一种可以检测回路中可导致危险发生的剩余电流的检测方法,即危害性剩余电流的检测方法,此检测方法对剩余电流中有危害性的分量计量准确,可靠性高,可用于剩余电流检测、监视、剩余电流?;ぷ爸玫认喙亓煊?,应用前景十分广泛
    本发明的技术解决方案是:日常电网接入的设备负载很难是纯电阻性的,有的设备呈现感性,而有的设备则呈现容性,不论是感性或容性其电压相位与电流相位都不一致。如图1所示为危害性剩余电流和不具危害性剩余电流示意图,危害性剩余电流是指通过纯电阻的剩余电流,即有功的剩余电流,这种危害性的剩余电流通常以热能的方式体现出来,可导致的危险就是使人或畜灼伤,发生火灾等;而不具危害性的剩余电流是指通过电容的剩余电流,即无功的剩余 电流,这种剩余电流虽然真实存在,但是不会产生功率(不会发光,发热等),因此不会造成危险。
    传统的判断其危害性标准为30mA(传统剩余电流?;て鞯亩疃ǘ鞯缌?的电流不能超过10mS,本专利判定标准严苛,只有在100mS内电压相位与电流相位相同的谐波电流分量的加总超过了额定动作电流才认为是为危害性剩余电流。而传统的剩余电流检测方法只是采样剩余电流,并不对其进行分析,区分具有危害性剩余电流和不具有危害性剩余电流,本发明涉及的方法不仅采样剩余电流信号,还采样了电压信号,后经过单片机程序对采样的电压及电流信号进行分析,通过判断剩余电流与电压的矢量关系可以确定出剩余电流中危害性的成分,且可计算出危害性剩余电流的数值,从而可以正确的判定此剩余电流是否对人体有害,剩余电流?;ぷ爸檬欠裥枰?,从而避免其误动作。
    本发明的有益效果是:如上述方案,通过采样剩余电流信号及电压信号并对其进行数据处理,利用剩余电流与电压的矢量关系分离出剩余电流中的危害性成分,针对传统脉冲型和鉴相鉴幅型剩余电流?;て髦荒芗觳馐S嗟缌飨喽员浠康奈侍?,本发明可以做到对剩余电流绝对量的检测,有效解决拒动的问题;针对传统电流型剩余电流?;て鞑荒芮治:π允S嗟缌鞯奈侍?,本发明可以做到准确计算危害性剩余电流的值,根据不同需求设置额定动作电流档位,有效减少误动。
    利用此种检测方法我们可以设计很多装置来?;と松?、设备和电网的安全。因此这种检测剩余电流的方法逻辑简单,准确可靠,可以适用于各种复杂的环境和场合,额定动作电流档位也可以根据需求来设置。
    此外,对于100KHz以上的高频电流对人体的伤害还没有相关实验数据,待标准确定后,在本发明基础上修改程序,即可完成对高频电流的分析,具有很 好的扩展性。
    附图说明
    为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中:
    图1为危害性剩余电流和不具危害性剩余电流示意图
    图2为两种不同情况下电压与电流矢量关系示意图
    图3为本发明的系统框图
    具体实施方式
    为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合本发明实施例附图,对本发明实施例中的技术方案做进一步清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本发明实施例的一种,而不是全部的实施例?;诒痉⒚髦械氖凳├?,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明?;さ姆段?。
    一种基于电压电流矢量关系的剩余电流检测方法包括剩余电流检测,电压检测,电压谐波分解,电压矢量分解和剩余电流危害性成分检测。
    电压采样是通过电阻分压、电压互感器等方式检测电压变化趋势的手段,对于本检测方法而言,是对电力线上的交流电压进行采样,将转换成检测和分析??榈缏?包括模拟电路和数字电路)可识别的电压值,即完成电网实际电 压矢量到检测电压矢量1的转换(图3所示)。
    电流采样是指通过电阻采样、电流互感器等方式检测剩余电流变化趋势的手段,对于本检测方法而言,通常是通过零序电流互感器将剩余电流信号转换成电压信号,即剩余电流矢量到检测电压矢量2的转换(图3所示)。
    电压谐波分解是指完成检测电压矢量1和检测电压矢量2的各谐波分量的分解。通常是由傅里叶变换得到,即将检测电压矢量1和检测电压矢量2通过傅里叶变换来转换成各谐波分量的和。
    电压矢量分解是指完成检测电压矢量2的各谐波分量按检测电压矢量1各谐波分量的矢量方向相应的进行正交分解,检测电压矢量2某一谐波分量的绝对值为Vn,与相应检测电压矢量1谐波分量的夹角φ,则检测电压矢量2各谐波分量在相应的检测电压矢量1谐波分量方向上的投影为Vx=Vn*Cosφ。
    检测剩余电流危害性成分是将剩余电流中可以对人身、设备、电网中危险成分的剩余电流值计算出来,因为对危害性剩余电流值的检测才有意义。
    当剩余电流通过纯电阻时,电流与电压相位完全一致,因此这种剩余电流全部定义为危害性剩余电流;当剩余电流完全通过一个容性负载,电流与电压的相位角为90°,从矢量的角度来看,电流在电压方向的投影为0,因此这种剩余电流不会产生危害;当剩余电流通过的负载为复合型成分(阻性和容性共存)时,剩余电流和电压存在一个相位角φ,此时剩余电流在电压方向上的投影才是有危害性的剩余电流,即危害性剩余电流等于剩余电流乘以Cosφ。
    对于谐波分量较多的复杂剩余电流信号,通过电压矢量分解得到了检测电压矢量2各谐波分量(Vn)在相应的检测电压矢量1谐波分量方向上的投影Vx=Vn*Cosφ,根据电流采样的变比N,可以反算出剩余电流各谐波分量在与之对应的电网实际电压矢量谐波分量上的投影Ix=N*Vx=N*Vn*Cosφ,即剩余电流 谐波分量中有危害性的成分。因此危害性剩余电流等于各谐波分量中危害性成分分别计算后再相加,即IL=N*(V1*Cosφ1+V2*Cosφ2+…Vn*Cosφn)。
    如图3所示是本发明的系统框图。
    最后需要说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解;其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

    关 键 词:
    一种 基于 电压 电流 矢量 关系 剩余 检测 方法
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