1.一种基于三重组合判据的低压线路触电故障判断方法,其特征在于,电流经过剩余电流断路器,断路器通过计算得出了1‑10次谐波幅值,计算获得以下三个判据:判据一:前后周期相比较,偶次谐波变化率最小值是否满足判据阈值区间,如果满足输出为0;
判据二:前后周期比较,工频变化量是否满足判据阈值区间,如果满足输出为0;
判据三:动作电流值是否超出剩余电流断路器整定值,如果满足则输出为0;
根据以上三个判据形成对应的逻辑指令,并根据对应的逻辑指令判断出低压线路触电故障的类型。
2.根据权利要求1所述的基于三重组合判据的低压线路触电故障判断方法,其特征在于,根据以上三个判据判断低压线路触电故障的类型,具体包括以下四种情况:(1)满足判据一,但是不满足判据二和判据三,此时逻辑输出为0+1+1=1;此时判断为正常负荷投切的情况;
(2)满足判据一和判据二不满足判据三,此时逻辑输出为0+0+1=1;此时判断为人体触电;
(3)仅满足判据三,判据一和判据二不满足,此时逻辑输出为1+1+0=1;发生在漏电流较大的台区或是家用电气设备漏电;
(4)满足判据一、判据二和判据三,此时逻辑输出为0+0+0=0;此时判断为人体触电,且其产生的触电电流能够威胁到人体生命安全,剩余电流断路器收到断路指令,断开线路。
3.根据权利要求1所述的基于三重组合判据的低压线路触电故障判断方法,其特征在于,判据的获得方法包括步骤:(1)当电流经过剩余电流断路器时,提取谐波幅值,计算前后一个周期内、1‑10次谐波之内的偶次谐波变化率最小值记为αmin,当αmin满足区间(θ1,θ2),此时剩余电流断路器告警,故障为人体触电或小负荷投切情况;
(2)当电流流经剩余电流断路器时,提取基波幅值,计算前后一个周期工频变化量,记为β,当β满足(σ1,σ2)时判断为触电情况;
(3)当电流流经剩余电流断路器时,设置剩余电流断路器整定值。
4.根据权利要求1所述的基于三重组合判据的低压线路触电故障判断方法,其特征在于,偶次谐波变化率和工频变化量获取过程包括如下步骤:S1、基于台区‑线路‑用户三层拓扑关系以及台区剩余电流分布特点,构造5种人体触电仿真模型,分别是电灼烧人体触电仿真模型、感知与反应人体触电模型、医用设备人体触电仿真模型、摆脱电流人体触电模型和UL1536标准人体触电模型;
S2、分析5种人体触电仿真模型在发生触电故障前后高次谐波幅值变化情况,并记录下各个触电模型偶次谐波变化率最小值,得到这5种人体触电仿真模型偶次谐波变化率最小值阈值记为(δ1,δ2);
S3、为了线路负荷投切与触电故障,引入工频变化量;
S4、从5种人体触电模型所得频谱中提取触电前后工频变化量;
S5、将家用电器等效成阻感或是纯电阻模型并模拟投切,计算投切前后工频变化量,其阈值记为(μ1,μ2);
S6、搭建活体触电实验平台,对活体不同部位进行多组触电实验,得到触电电流波形I(t),然后采用S变换提取电流谐波特征,计算S变换下触电电流离散表达式、偶次谐波变化率最小值以及工频变化量;
S7,记录实现中每一组触电前后偶次谐波变化率及工频变化量的值,并将每一组数据从大到小排序,分别得到偶次谐波变化率最小值阈值(θ1,θ2)、工频变化量阈值(σ1,σ2)。
5.根据权利要求4所述的基于三重组合判据的低压线路触电故障判断方法,其特征在于,S变换采用高斯窗函数且窗宽与频率的倒数成正比,电流I(t)的谐波特征提取过程如下:式中I(t)为采集的触电电流信号,g(τ,f)为高斯窗函数,τ为时间,控制窗口在时间轴上的位置,σ为高斯函数方差,S(τ,f)是通过变换得到的时频谱矩阵。
6.根据权利要求5所述的基于三重组合判据的低压线路触电故障判断方法,其特征在于,触电电流时域转化为触电电流频谱形式表达式为:式中,β≠0;
S变换利用FFT进行快速运算,得到的电流离散表现形式为:其中k为离散时间点,T为采样时间间隔,N为离散信号长度,其中k=0,1......N‑1。
7.根据权利要求4所述的基于三重组合判据的低压线路触电故障判断方法,其特征在于,令 τ=jT,最终离散信号的S变换可以表示为:式中n≠0;
定义模时频矩阵谐波幅值函数为Ym(t),表达式如下所示:Ym(t)=Sq(t,fm)
其中t为采样时刻,m为1到5内的整数;
偶次谐波变化率最小值表达式如下:
式中,αmin为偶次谐波变化率最小值;
工频变化量由如下表达:
β=Y1(t+T)‑Y1(t)
式中,β≠0。
8.根据权利要求6所述的基于三重组合判据的低压线路触电故障判断方法,其特征在于:所述偶次谐波变化率最小值区间限值0.25≤θ1≤0.35,1.23≤θ2≤1.5;工频变化量区间限值0.05≤σ1≤0.1,0.14≤σ2≤0.17。
9.一种剩余电流断路器,其特征在于:设有剩余电流断路器检测模块,剩余电流断路器检测模块根据以下三种判据形成对应的逻辑指令,并根据对应的逻辑指令判断出相应的故障:判据一、前后周期相比较,偶次谐波变化率最小值是否满足判据阈值区间,如果满足则输出为0;
判据二、前后周期比较,工频变化量是否满足判据阈值区间,如果满足输出为0;
判据三、动作电流值是否超出剩余电流断路器整定值,如果满足则输出为0;
剩余电流断路器采取与判断结果对应的动作。
10.根据权利要求9所述的一种剩余电流断路器,其特征在于:剩余电流断路器采取与判断结果对应的动作,具体包括以下四种情况:(1)满足判据一,但是不满足判据二和判据三,此时逻辑输出为0+1+1=1;此时判断为正常负荷投切的情况;
(2)满足判据一和判据二不满足判据三,此时逻辑输出为0+0+1=1;此时判断为人体触电;
(3)仅满足判据三,判据一和判据二不满足,此时逻辑输出为1+1+0=1;发生在漏电流较大的台区或是家用电气设备漏电;
(4)满足判据一、判据二和判据三,此时逻辑输出为0+0+0=0;此时判断为人体触电,且其产生的触电电流能够威胁到人体生命安全,断路器收到断路指令,断开线路。