榮世艷 祁金生

摘 要 用電安全探測(cè)器應(yīng)用美國(guó)TI公司ARMCortex-A8系列微處理器，采用小波分析法，構(gòu)建采樣及轉(zhuǎn)換技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)品中，通過(guò)快速故障電弧檢測(cè)算法，來(lái)快速判斷電氣線路中的故障和進(jìn)行預(yù)測(cè)性分析，保證精準(zhǔn)判斷用電安全問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)用電安全保護(hù)，是人員密集場(chǎng)所、家居用電安全防護(hù)的智能化產(chǎn)品，尤其在醫(yī)院等地，用電關(guān)乎生命安全，本產(chǎn)品與用電安全管控平臺(tái)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了用電安全隱患快速檢測(cè)和處理，并提供遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控、移動(dòng)監(jiān)測(cè)、快速故障定位和報(bào)警功能，構(gòu)建一個(gè)高效協(xié)作的用電安全管控云可視化系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞 用電安全;故障檢測(cè);小波分析;預(yù)測(cè)分析

1研究背景

電在造福于人類(lèi)的同時(shí)，也會(huì)給人類(lèi)帶來(lái)災(zāi)難。據(jù)公安部消防局的統(tǒng)計(jì)分析，電氣火災(zāi)85%以上是由電氣線路直接或者間接造成的。而智能用電安全探測(cè)器項(xiàng)目研制符合國(guó)家政策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，發(fā)展安全產(chǎn)業(yè)是促進(jìn)安全發(fā)展的重要支撐[1]。

2總體方案設(shè)計(jì)

智能用電安全探測(cè)器采用高速采樣及轉(zhuǎn)換技術(shù)、快速故障電弧檢測(cè)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)用電安全的快速檢測(cè)，包括過(guò)溫度、過(guò)電流、短路、接地故障、故障電弧等。當(dāng)每一次有害的電壓擾動(dòng)發(fā)生時(shí)或者超過(guò)設(shè)定值的沖擊電流出現(xiàn)時(shí)，探測(cè)器均可準(zhǔn)確捕捉并進(jìn)行判斷。同時(shí)，探測(cè)器通過(guò)先進(jìn)算法智能預(yù)測(cè)用電趨勢(shì)，并在必要時(shí)刻發(fā)出預(yù)報(bào)警，使得用電安全不再是事后處理，而是事前預(yù)先解決問(wèn)題[2]。

2.1 探測(cè)器基本結(jié)構(gòu)

探測(cè)器包括電源模塊、中央處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、通訊模塊、存儲(chǔ)模塊。其中電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、通訊模塊、和存儲(chǔ)模塊分別與中央處理模塊電連接，中央處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、通訊模塊和存儲(chǔ)模塊塊分別與電源單元電連接，中央處理模塊包括DSP內(nèi)核和ARM內(nèi)核，使測(cè)量精度、準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和抗干擾能力得到很大的提高，為客戶(hù)提供了有效可靠的數(shù)據(jù)來(lái)源?；窘Y(jié)構(gòu)如圖1所示[3]。

2.2 電弧檢測(cè)

電弧檢測(cè)采用電子式AFCI，通過(guò)不斷地監(jiān)測(cè)電壓及電流信號(hào)，以此來(lái)判斷電弧特性，圖2為電子式AFCI的結(jié)構(gòu)框圖。電流信號(hào)經(jīng)過(guò)放大濾波后，經(jīng)過(guò)脈沖成型，將電流的突降信息轉(zhuǎn)成脈沖，再經(jīng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器后形成恒定幅值、寬度不變的脈沖，經(jīng)積分器后輸出幅值如果超過(guò)比較器設(shè)定值時(shí)就會(huì)啟動(dòng)電路[4]。

2.3 小波變換特性分析

對(duì)于時(shí)變函數(shù)，小波變換函數(shù)滿(mǎn)足平方可積條件時(shí)，小波變換定義為：

其中， 為基本小波函數(shù)，是小波變換算法的核心。當(dāng)發(fā)生電弧故障時(shí)，電流中的突變點(diǎn)經(jīng)變換后細(xì)節(jié)部分會(huì)出現(xiàn)較大的幅值點(diǎn)，通過(guò)這些點(diǎn)可以有效診斷電弧故障[5]。

3結(jié)束語(yǔ)

智能用電安全探測(cè)器的研制涵蓋了電力計(jì)量采集技術(shù)、嵌入式技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、前后端開(kāi)發(fā)技術(shù)等，通過(guò)本產(chǎn)品的研發(fā)，對(duì)現(xiàn)代信息應(yīng)用技術(shù)與安全保障技術(shù)融合發(fā)展可以起到重要的示范作用，符合國(guó)家支持的創(chuàng)新理念和要求，可以讓先進(jìn)的科學(xué)成果更好地服務(wù)于安全體系建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

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