本发明涉及一种故障电弧检测装置，具体涉及一种嵌入sim卡通信的故障电弧检测装置及其方法。
背景技术：
中国专利曾公开了一种使用离散小波变换的并联电弧检测(200910262530.2)，执行并联电弧故障断流的装置，包括：电流感测装置，位于该电气电路中以感测电气负载，被配置为产生表示流过其的负载电流的输出信号；检测单元，与该电流感测装置信号通信，并被配置为接收由该电流感测装置产生的输出信号，被配置并布置为基于该输出信号输出二次信号；和微控制器，耦合到该检测单元，响应于计算机可执行指令，该指令在由该微控制器执行时，使得该微控制器接收并经由离散小波变换来分解该二次信号从而获得离散小波系数，并计算离散小波系数的和，比较该离散小波系数的和与预定阈值，当感测的负载电流大于预定阈值并且该离散小波系数的和共同表示解扣信号产生的预定阈值条件满足时，产生解扣信号。
中国专利曾公开了一种用于在包括光伏板和利用dc输电线与所述光伏板可连接的负载的系统中的电弧检测的方法(201110349734.7)，所述方法测量传递到所述负载的功率，因而产生传递到所述负载的功率的第一测量结果。还测量通过所述光伏板产生的功率，因而产生通过所述光伏板产生的功率的第二测量结果。比较所述第一测量结果与所述第二测量结果，因而产生差分功率测量结果。当所述差分功率测量结果超过阈值时，还可以设置报警条件。优选地，调制所述第二测量结果并通过所述dc输电线传输所述第二测量结果。
中国专利曾公开了一种串联故障电弧检测电路(201510897303.2)，包括电流采样电路，设置于被检测线路的火线上，用于输出表征火线电流高频分量的电流检测信号；噪声抑制放大电路，用于对所述电流检测信号进行去噪和放大获得交流高频信号；整流电路，用于将交流高频信号转换为直流高频信号；比较电路，用于比较所述直流高频信号的幅值与预定电压阈值，输出故障电弧提示信号；以及控制电路，用于根据所述故障电弧提示信号输出保护信号。
目前市场上还没有一种针对电弧产生的检测装置。当电路中发生故障电弧时，负荷电流一般会很小，低于目前电力系统特别是低压配电领域广泛安装的过电流保护的设定值，故障电弧不在保护的范围内。随着故障电弧引起的火灾造成人员的财产损失日益严重，为了减少家用电气设备故障电弧引发的不安全因素，美国的全国电气条例(nec)关于故障电弧保护出台了一系列强制性的规定。近年来，在我国故障电弧引起的电气火灾呈上升趋势，造成重大经济损失。随着国内对低压安全和电弧故障的保护重视程度逐渐提高，国家势必也会出台一些安装电弧保护设备的强制法规，afci技术的应用前景巨大。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种嵌入sim卡通信的故障电弧检测装置及其方法。它是基于神经网络算法及差分算法对故障电弧进行判断，增加对电弧判断的准确性，减小故障电弧探测装置的误报警，不仅可以检测故障电弧，而且可以通过sim卡将故障信息上传给上位机软件处理。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种嵌入sim卡通信的故障电弧检测装置，它包括mcu微控制单元，mcu微控制单元连接高频滤波器和低频信号调理电路，高频滤波器连接高频信号调理电路，低频信号调理电路连接低频电流互感器，高频信号调理电路连接高频电流互感器，mcu微控制单元还连接电源模块，电源模块连接市电，sim卡电路连接mcu微控制单元。
所述的mcu微控制单元还连接复位电路。
所述的mcu微控制单元还连接声光报警电路。
一种嵌入sim卡通信的故障电弧检测方法，mcu微控制单元连接高频滤波器和低频信号调理电路，高频滤波器连接高频信号调理电路，低频信号调理电路连接低频电流互感器，高频信号调理电路连接高频电流互感器，mcu微控制单元还连接电源模块，电源模块连接市电，sim卡电路连接mcu微控制单元；
当电路发生串联电弧或并联电弧时，经低频电流互感器先将原始信号隔离缩小到一定范围，然后通过低频信号调理电路将信号变成mcu微控制单元能进行处理的范围，最后经mcu微处理单元来获得电压电流信号，获得负载类型；高频电流互感器通过高频滤波器得到带通信号，再经过高频信号调理电路获得30k-100k之间的高频信号，输入mcu微控制单元，通过ad采样得到的脉冲判断是否发生拉弧；市电通过电源模块后得到给mcu微控制单元供电、低频信号调理电路和高频信号调理电路运放所需要的电压；低频电流互感器获得主回路中的电流信号，其二次侧的电流信号i通过低频信号调理电路将电流信号i变成电压信号u，然后对该电压信号u进行整流，将整流后的信号传给mcu微控制单元；高频电流互感器通过高频滤波器得到带通信号，再经过高频信号调理电路获得30k-100k之间的高频信号pluse1，mcu微控制单元通过a/d通道，采集信号pluse1的信息，通过差分算法检测主回路中电流频谱的变化，进行故障电弧的判定，区分出是由于电路中负载的正常启动，还是由于负载的功率调节引起的干扰还是发生了故障电弧。
所述的市电通过电源模块后得到给mcu微控制单元供电的3.3v电压、低频信号调理电路和高频信号调理电路运放所需要的±9v电压。
所述的sim卡电路通过网络服务器，将故障信息传输给上位机监视控制软件，实现网络服务器与上位机监视控制软件进行信息互传。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：它是基于差分分析方法和神经网络算法对故障电弧进行判断，增加对电弧判断的准确性，不仅可以检测故障电弧而且可以通过sim卡电路将故障信息上传给上位机软件处理。
附图说明
图1是本实例的主回路原理图。
图中：1、高频电流互感器，2、低频电流互感器，3、电源模块，4、低频信号调理电路，5、高频信号调理电路，6、高频滤波器，7、mcu微控制单元，8、sim卡电路，9、负载，10、网络服务器，11、上位机，12、市电，13、声光报警电路，14、复位电路。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本发明再作描述。
参见图1，一种嵌入sim卡通信的故障电弧检测装置，它包括mcu微控制单元7，mcu微控制单元7连接高频滤波器6和低频信号调理电路4，高频滤波器6连接高频信号调理电路5，低频信号调理电路4连接低频电流互感器2，高频信号调理电路5连接高频电流互感器1，mcu微控制单元7还连接电源模块3，电源模块3连接市电12，sim卡电路8连接mcu微控制单元7。
参见图1，所述的mcu微控制单元7还连接复位电路14。
参见图1，所述的mcu微控制单元7还连接声光报警电路13。
参见图1，一种嵌入sim卡通信的故障电弧检测方法，mcu微控制单元7连接高频滤波器6和低频信号调理电路4，高频滤波器6连接高频信号调理电路5，低频信号调理电路4连接低频电流互感器2，高频信号调理电路5连接高频电流互感器1，mcu微控制单元7还连接电源模块3，电源模块3连接市电12，sim卡电路8连接mcu微控制单元7；
当电路发生串联电弧或并联电弧时，经低频电流互感器2先将原始信号隔离缩小到一定范围，然后通过低频信号调理电路4将信号变成mcu微控制单元7能进行处理的范围，最后经mcu微处理单元7来获得电压电流信号，获得负载类型；高频电流互感器1通过高频滤波器6得到带通信号，再经过高频信号调理电路5获得30k-100k之间的高频信号，输入mcu微控制单元7，通过ad采样得到的脉冲判断是否发生拉弧；市电12通过电源模块3后得到给mcu微控制单元7供电、低频信号调理电路4和高频信号调理电路5运放所需要的电压；低频电流互感器2获得主回路中的电流信号，其二次侧的电流信号i通过低频信号调理电路4将电流信号i变成电压信号u，然后对该电压信号u进行整流，将整流后的信号传给mcu微控制单元7；高频电流互感器1通过高频滤波器6得到带通信号，再经过高频信号调理电路5获得30k-100k之间的高频信号pluse1，mcu微控制单元7通过a/d通道，采集信号pluse1的信息，通过差分算法检测主回路中电流频谱的变化，进行故障电弧的判定，区分出是由于电路中负载的正常启动，还是由于负载的功率调节引起的干扰还是发生了故障电弧。
参见图1，所述的市电12通过电源模块3后得到给mcu微控制单元7供电的3.3v电压、低频信号调理电路4和高频信号调理电路5运放所需要的±9v电压。
参见图1，所述的sim卡电路8通过网络服务器10，将故障信息传输给上位机11监视控制软件，实现网络服务器10与上位机11监视控制软件进行信息互传。