一種觸電保護的方法
2023-06-17 23:58:56 1
專利名稱：一種觸電保護的方法
技術領域：
本發明涉及一種觸電保護的方法，特別涉及一種通過區分動物觸電電流和剩餘電
流來實現觸電保護的方法。
背景技術：
根據GB13955-2005和DL493-2001的規程，剩餘電流保護裝置是農網中必須採取 的安全技術措施之一。 但是，目前國內外的剩餘電流保護裝置均是以剩餘電流的大小為保護裝置動作的 依據。即，只要電路中存在(或突然出現)的剩餘電流量達到保護裝置的動作預定值時，它 就動作；反之，就不動作。其結果是用作接地故障保護的該類裝置，應其動作值大而不能 保護人的生命安全；能夠保護人的生命安全的保護裝置又因動作值太小，保護範圍小，頻繁 動作而無法適應各種環境的使用。在實際生活中，剩餘電流量是一個矢量和，這樣又存在著 一個動作值和矢量和的不靈敏動作區，即不靈敏相位動作死區。由於這些情況的存在，使供 電穩定和用電安全成為了這些剩餘電流保護裝置無法克服的矛盾。即使採用分級保護的方 法，也無法從技術上來解決這一矛盾，這就是當前該類保護裝置的最大缺陷。
針對上述問題，發明專利86105323公開的"全自動觸電保護器"描述了動物觸電 波形的主要特徵，提出了區分活體動物觸電電流和漏電流的具體方法。根據上述專利公開 的技術方案得到的保護器，能夠一定程度的緩解用電安全和供電穩定的矛盾，提高了投運 率。但是，由於該專利技術對觸電波形的描述還比較粗糙，實現這一區分方法技術僅是用模 擬電路，通過對頻率的鑑別來實現的。因此從建設社會主義電氣化新農村的要求來看，該保 護器動作的準確率為60%左右，還不夠理想；投運率還遠遠沒有達標，已無法滿足當前用 電量和用電複雜程度日益增加的農網的需要。 中國專利99106844. 0公開的"分離動物觸電信號的方法及其裝置"，該專利公開 的技術對觸電波形的描述沒有對上述專利86105323公開的技術有任何實質性的突破和發 展；其實現的方法也僅是以國家技術監督局宣布淘汰的鑑相監幅技術為基礎的，因此，以該 技術為基礎生產的漏電保護裝置因其誤動作頻繁，並有動作死區而無法使用、更無法推廣。
發明內容
本發明針對上述現有剩餘電流保護器在區分觸電信號和剩餘電流信號方面存在 準確率不高，且該保護器存在動作死區的問題，而提出了一種高準確率的區分動物觸電電 流和剩餘電流的方法，並以該方法來實現觸電保護，且基於該方法實現的觸電保安器無任 何動作死區。 為了達到上述目的，本發明採用的技術方案如下 —種觸電保護方法，該方法通過區分動物觸電電流和剩餘電流來實現觸電保護， 其區分特徵為觸電電流的波形在觸電起始的3 4個半波時間內，為逐級放大的非線性波 形，且該波形振幅按照一定的級差增大。符合上述判斷特徵的電流波形為實際動物觸電產生的電流波形中概率最大的，從而使得基於上述方法區分觸電電流和剩餘電流的準確率最
高，使得基於上述方法的觸電保護裝置的誤動作最小。 上述觸電保護方法包括以下步驟 (1)當觸電發生，採集電流異常波形，並將所採集的波形轉化成數位訊號； (2)將步驟(1)轉化得到的數位訊號與動物觸電波形特徵進行對比，判斷是否為
動物觸電； (3)若判斷為動物觸電立即實施觸電保護措施；若不是動物觸電，採集下一次電 流異常波形進行判斷； (4)經多次數據採集後，判斷為剩餘電流並非動物觸電，則不切斷電源。 根據上述技術方案得到的觸電保護方法，對區分動物觸電電流和剩餘電流採用了
全新的判斷特徵，符合該判斷特徵的電流波形為實際動物觸電產生的電流波形中概率最大
的，從而使得基於上述方法區分觸電電流和剩餘電流的準確率最高，使得基於上述方法的
觸電保護裝置的誤動作最小。 基於上述區別特徵的觸電保護方法能夠自動快速的對波形進行採集和比對，並通 過設置採用率來提高判斷的準確性，其將判斷是否為動物觸電的準確率從現有的60%提高 到80%以上，且無任何動作死區，能大大提高觸電保護裝置的精度和實用性。
以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本發明。
圖1為本發明設計的觸電保護的流程圖。
具體實施例方式
為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結 合具體圖示，進一步闡述本發明。 國標GB/T13870. 1_92中明確指出人體阻抗由電流通路，接觸電壓通過時間、頻
率、皮膚溼度、接觸面積、施加壓力和溫度等因素決定。人體總阻抗由皮膚阻抗和體內阻抗
組成。在接觸電壓愈高時，人體總阻抗越來越不取決於皮膚阻抗。當皮膚被擊穿破損後，總
阻抗值接近於內阻抗。目前國內外的剩餘電流保護裝置都是以人體觸電後達到穩定的電流
為研究對象的，對在觸電瞬間皮膚被擊穿過程中的皮膚阻抗變換都忽略不計。 而本發明的設計理念為通過區分動物觸電電流和剩餘電流來實現觸電保護。要實
現該觸電保護，首要解決的問題就是以何種特徵來區分動物觸電電流和剩餘電流。 實際上，在皮膚擊穿過程中的這一瞬間的阻抗的變換是有規律的。從《皮膚的解剖
和組織學》中，我們可知，皮膚是由表皮、真皮和皮下組織構成。其中真皮和皮下組織的構成
物具有一定的導電性能。 人體和一切動物體都具有一些基本的生理特徵，其中尤其重要的是新陳代謝，興 奮性和適應性。其中興奮性是指活細胞、組織或機體對剌激發生反應的能力或特徵。在《細 胞組織學》中，人體和哺乳類動物的器官細胞(包括皮膚)是有很多相似之處。
本發明基於上述理論，通過研究發現動物觸電電流和剩餘電流的區分特徵為觸電 電流的波形在觸電起始的3 4個半波時間內，為逐級放大的非線性波形，且該波形振幅按
4照一定的級差增大。符合該判斷特徵的電流波形為實際動物觸電產生的電流波形中概率最 大的，從而使得基於上述方法區分觸電電流和剩餘電流的準確率最高，使得基於上述方法 的觸電保護裝置的誤動作最小。 基於上述區分動物觸電電流和剩餘電流的特徵，本發明設計了一種觸電保護的方 法。該方法實施當觸電發生，採集電流異常波形，並將所採集的波形轉化成數位訊號；然 後將轉化得到的數位訊號與動物觸電波形特徵進行對比(即觸電電流的波形在觸電起始 的3 4個半波時間內，為逐級放大的非線性波形，且該波形振幅按照一定的級差增大)，並 自動判斷是否為動物觸電；若判斷為動物觸電立即實施觸電保護措施；若經多次數據採集 後，判斷為剩餘電流並非動物觸電，則不切斷電源。 上述方法可通過軟體程序來具體實現，其流程圖如圖1所示 (1)通過電流波形採集裝置採集電流異常波形；並將所採集的波形轉化成數位訊號。
(2)判斷此次採集是否為第一次波形數據的採集，若是，則將數據送入緩存器進行
暫時存儲，並轉入步驟(1)進入下一次的數據採集；若不是，轉入步驟(3)。
(3)將步驟(1)轉化得到的數位訊號與動物觸電波形特徵進行對比，判斷是否為
動物觸電。該步驟的實現，是將所轉化得到的數位訊號與存儲器內所預先存儲好的與動物
觸電波形特徵相對應的數學模型進行比對，來自動判斷其是否為符合相應的數學模型。
(4)若不符合，轉入步驟(1)採集下一次電流異常波形進行判斷；若判斷為符合，
則轉入步驟(5)。
(5)將程序的計數器的計數加1。 (6)判斷所採集到的數據是否達到預設的數量，若沒有轉入步驟(1)繼續進行數 據的採集；若達到預設的數量，則進入到數學處理程序，根據判斷的結果進行相應的保護措 施若此次採集的波形判斷為動物觸電，立即實施觸電保護措施；若經過多次數據採集後， 判斷為剩餘電流並非動物觸電，則不切斷電源。 上述保護方法能夠自動快速的對波形進行採集和比對，並通過設置採用率來提高 判斷的準確性，其將判斷是否為動物觸電的準確率從現有的60%提高到80%以上，能大大 提高觸電保護裝置的精度和實用性。 以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其 等效物界定。
權利要求
一種觸電保護方法，該方法通過區分動物觸電電流和剩餘電流來實現觸電保護，其特徵在於，所述區分的特徵為觸電電流的波形在觸電起始的3～4個半波時間內，為逐級放大的非線性波形，且該波形振幅按照一定的級差增大。
2. 根據權利要求1所述的一種觸電保護方法，其特徵在於，所述保護方法包括以下步驟(1) 當觸電發生，採集電流異常波形，並將所採集的波形轉化成數位訊號；(2) 將步驟(1)轉化得到的數位訊號與動物觸電波形特徵進行對比，判斷是否為動物觸電；(3) 若判斷為動物觸電立即實施觸電保護措施；若不是動物觸電，採集下一次電流異常波形進行判斷；(4) 經多次數據採集後，判斷為剩餘電流並非動物觸電，則不切斷電源。
全文摘要
本發明公開了一種觸電保護方法，該方法通過區分動物觸電電流和剩餘電流來實現觸電保護，其區分特徵為觸電電流的波形在觸電起始的3～4個半波時間內，為逐級放大的非線性波形，且該波形振幅按照一定的級差增大。該方法能夠將判斷動物觸電的準確率從現有的60％提高到80％以上，能大大提高觸電保護裝置的精度和實用性。
文檔編號H02H9/02GK101707349SQ20091004810
公開日2010年5月12日 申請日期2009年3月24日 優先權日2009年3月24日
發明者曹彬彬, 胡運棠, 陳策沾, 黃順喜 申請人:上海賽富電器有限公司