一种动态谐波管理探测故障电弧的智能装置的制作方法

本技术涉及故障电弧探测领域，具体是一种动态谐波管理探测故障电弧的智能装置。

背景技术：

1、现有故障电弧探测技术有如下三种：

2、1、通过电流进行检测

3、故障电弧探测器中对电弧进行检测最简单方法，是通过电弧发生时的电流幅值和电流的波形斜率的特性来判断。这种仅仅通过时域来进行判断在一定程度有极限性，可能造成判断的失误。

4、2、通过频域分析信号进行检测。

5、通过频域的角度进行分析和判断电流心脏电压信号，这种分析方式比时域的分析更加简单方便，而且在物理上表现的更为直观。对故障电弧的判断也会比较精确。可是如果信号的频率和采样的频率不一致的时候，就会产生频谱的泄露和栅栏的效应，使计算得出的结果失去准确，从而影响到电弧的检测。

6、3、通过小波变换来进行检测

7、小波的变换对于时域还有频域能够同时产生良好的局部变化特性。而且对信号有良好的适用性。从而使大部分的信号都能够原始数据中提取出来。这种方法主要是利用了小波变换中对故障电弧的电流信号产生的分析，不仅能够反映电流的信号产生的突变，还可以检测到这种突变产生的大小。通过对于这些信息的研究分析，能够进一步的增加对电弧准确性的判断

8、第一种和第二种检测故障方法都存在着明显的准确性缺陷，有极大的几率存在误判。第三种虽然具备很好的精准性，但需要获取并积累故障电弧的电压和电流波形的小波基函数，小波基函数较多，建模时间长，会使得程序复杂化，大型化，运算量大等。系统核心算力需要很高，所以就得选取高性能的计算芯片，造成硬件成本不成比例地增加。

9、综上所述，现有的故障电弧探测技术性价比低，成本低的有极大的几率存在误判，判断精确的硬件成本高，需要改进。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种动态谐波管理探测故障电弧的智能装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种动态谐波管理探测故障电弧的智能装置，包括：

4、mcu数据算法系统，用于对输入电压、电流信息处理，基于感性负载、容性负载、阻性负载获取的三种负载谐波失真率，来判断是否有故障电弧发生；

5、参数显示系统，用于接收mcu数据算法系统的信号，显示用电参数，用电参数包括：电压、电流、有功功率、次谐波、总谐波失真率、功率因数；

6、电压和电流波形转换和采样系统，用于采样电压、电流信息，获取采样信号，对采样信号的负半周进行翻转后输出给mcu数据算法系统；

7、4g通讯系统，用于构建mcu数据算法系统和用户管理平台的通讯；

8、电压和电流波形转换和采样系统连接mcu数据算法系统，参数显示系统连接mcu数据算法系统，mcu数据算法系统连接4g通讯系统。

9、作为本实用新型再进一步的方案：mcu数据算法系统包括主控芯片u26a，主控芯片u26a的型号为stm32f103vct6。

10、作为本实用新型再进一步的方案：参数显示系统包括显示屏oled，显示屏oled的13号引脚通过电阻r5连接接口p1的7号引脚，显示屏oled的14号引脚通过电阻r4连接接口p1的5号引脚，显示屏oled的15号引脚通过电阻r7连接接口p1的6号引脚，显示屏oled的18号引脚通过电阻r8连接接口p1的3号引脚，显示屏oled的19号引脚通过电阻r9连接接口p1的4号引脚，接口p1外接mcu数据算法系统。

11、作为本实用新型再进一步的方案：电压和电流波形转换和采样系统包括电流波形运算放大电路、电流波形负半周翻转电路、电压波形运算放大电路、电压波形负半周翻转电路，电流波形负半周翻转电路和电压波形负半周翻转电路结构相同；

12、电流波形负半周翻转电路包括放大器u2b、放大器u2c，放大器u2b的同相端通过电阻r18接地，放大器u2b的反相端连接电阻r6的一端、电阻r11的一端，电阻r6的另一端连接电流波形运算放大电路，电阻r11的另一端连接一个二极管的负极、放大器u2c的同相端，该二极管的正极连接放大器u2b的输出端，放大器u2c的反相端连接放大器u2c的输出端、电阻r7的一端，电阻r7的另一端连接电容c9的一端、mcu数据处理系统，电容c9的另一端接地。

13、作为本实用新型再进一步的方案：4g通讯系统包括芯片u2a，芯片u2a的型号为ec200s，芯片u2a的67号引脚连接三极管q3的发射极，三极管q3的基极连接电阻r8的一端、电容c12的一端，电阻r8的另一端连接电容c12的另一端、1.8v电压，三极管q3的集电极连接mcu数据算法系统，芯片u2a的68号引脚连接三极管q1的集电极，三极管q1的基极连接电阻r5的一端、电容c11的一端，电阻r5的另一端连接电容c11的另一端、1.8v电压，三极管q3的发射极连接mcu数据算法系统。

14、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型独创的电压、电流波形采用法，把50hz正弦波的负半周翻转过来，得到100hz波形，类似于馒头一样的波形，用于把波形缩短了，使得波形采用周期更加快速，没有负半周使采样的adc参考电压可以选择零电压，使得对采样芯片的要求降低，节约了硬件的成本，得益这种独特的电流波形采样设计，获取到的波形更加精准和稳定，有利于提高探测故障电弧的精准度。

技术特征：

1.一种动态谐波管理探测故障电弧的智能装置，其特征在于，该动态谐波管理探测故障电弧的智能装置包括：

2.根据权利要求1所述的动态谐波管理探测故障电弧的智能装置，其特征在于，mcu数据算法系统包括主控芯片u26a，主控芯片u26a的型号为stm32f103vct6。

3.根据权利要求1所述的动态谐波管理探测故障电弧的智能装置，其特征在于，参数显示系统包括显示屏oled，显示屏oled的13号引脚通过电阻r5连接接口p1的7号引脚，显示屏oled的14号引脚通过电阻r4连接接口p1的5号引脚，显示屏oled的15号引脚通过电阻r7连接接口p1的6号引脚，显示屏oled的18号引脚通过电阻r8连接接口p1的3号引脚，显示屏oled的19号引脚通过电阻r9连接接口p1的4号引脚，接口p1外接mcu数据算法系统。

4.根据权利要求1到3任意一项所述的动态谐波管理探测故障电弧的智能装置，其特征在于，电压和电流波形转换和采样系统包括电流波形运算放大电路、电流波形负半周翻转电路、电压波形运算放大电路、电压波形负半周翻转电路，电流波形负半周翻转电路和电压波形负半周翻转电路结构相同；

5.根据权利要求1所述的动态谐波管理探测故障电弧的智能装置，其特征在于，4g通讯系统包括芯片u2a，芯片u2a的型号为ec200s，芯片u2a的67号引脚连接三极管q3的发射极，三极管q3的基极连接电阻r8的一端、电容c12的一端，电阻r8的另一端连接电容c12的另一端、1.8v电压，三极管q3的集电极连接mcu数据算法系统，芯片u2a的68号引脚连接三极管q1的集电极，三极管q1的基极连接电阻r5的一端、电容c11的一端，电阻r5的另一端连接电容c11的另一端、1.8v电压，三极管q3的发射极连接mcu数据算法系统。

技术总结
本技术公开了一种动态谐波管理探测故障电弧的智能装置，涉及故障电弧探测领域，该动态谐波管理探测故障电弧的智能装置包括：MCU数据算法系统，用于对输入电压、电流信息处理，基于感性负载、容性负载、阻性负载获取的三种负载谐波失真率，本技术的有益效果是：本技术独创的电压、电流波形采用法，把50HZ正弦波的负半周翻转过来，得到100HZ波形，类似于馒头一样的波形，用于把波形缩短了，使得波形采用周期更加快速，没有负半周使采样的ADC参考电压可以选择零电压，使得对采样芯片的要求降低，节约了硬件的成本，得益这种独特的电流波形采样设计，获取到的波形更加精准和稳定，有利于提高探测故障电弧的精准度。

技术研发人员：陈忠存,李玲玲
受保护的技术使用者：广东庞盛科技有限公司
技术研发日：20240304
技术公布日：2024/10/24