故障电弧探测方法及故障电弧探测器

技术领域

本发明大致涉及消防技术领域，尤其涉及一种故障电弧探测方法以及一种故障电弧探测器。

背景技术

故障电弧探测器是通过检测线路中因线路老化、绝缘皮破损引起的并联故障电弧和因线路接触不良等情况引起的串联故障电弧，提前预警，及时通知用户检修这些电气隐患，来达到对电气火灾的预防性防护，广泛应用于例如室内楼层较高的照明线路、工业电力线路复杂场所、居民和工商业配电场所以及其他适合安装的220Vac低压配电场所等各种场景中。

故障电弧探测器需要分析和检测电力线路中发生电弧时产生的物理信号，包括声、光、电等，其中检测电力线路中的电流信号是最常用的检测方法。根据电力系统中发生电弧的特征，故障电弧的特征频率大多集中在10～200kHz范围内，这就对用于故障电弧信号检测的故障电弧检测装置的信号处理提出了更高的要求。在实际应用中，故障电弧探测器不仅要考虑性能，还要兼顾成本。因此，急需一种在兼顾性能和成本并且能够在现场中应用的故障电弧探测方法及故障电弧探测器。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

针对现有技术存在问题中的一个或多个，本发明提供一种故障电弧探测方法，包括：

S11：在预设周期内，采集待测线路中的电弧信号；

S12：确定所述电弧信号中，以工频为基准的电弧半波的个数；和

S13:根据所述电弧半波的个数与阈值的大小关系确定所述电弧信号是否为故障电弧信号。

根据本发明的一个方面，其中所述步骤S11包括以下子步骤：

S111：开启电弧信号采集开关；

S112：清除存储装置中的电弧信号；

S113：在预设周期内采集待测线路中的电弧信号，并将所述电弧信号保存至所述存储装置中；和

S114：达到预设条件后，停止采集电弧信号。

根据本发明的一个方面，其中所述预设条件包括电弧信号消失、所述存储装置空间已满和所述开关关闭中的一种或多种。

根据本发明的一个方面，其中所述电弧信号包括低频电弧信号和高频电弧信号，其中所述低频电弧信号包括截至频率100kHz以下的电弧信号，所述高频电弧信号包括截至频率100kHz以上的电弧信号。

根据本发明的一个方面，其中所述步骤S13包括：当所述电弧半波的个数大于等于所述阈值时，确定所述电弧信号为故障电弧信号。

根据本发明的一个方面，其中所述步骤S13还包括：当所述电弧半波的个数小于所述阈值时，确定所述电弧信号不是故障电弧信号。

根据本发明的一个方面，还包括步骤S14：当确定所述电弧信号为故障电弧信号时，输出报警提示。

本发明还涉及一种故障电弧探测器，包括：

采集单元，配置成在预设周期内，采集待测线路中的电弧信号；

存储单元，与所述采集单元电连接，配置成存储所述采集单元采集的所述电弧信号；和

处理单元，分别与所述采集单元和所述存储单元电连接，配置成执行如上所述的故障电弧探测方法。

根据本发明的一个方面，支持回路二总线通信。

根据本发明的一个方面，采用双处理单元。

根据本发明的一个方面，还包括滤波单元，所述滤波单元包括RC滤波器和/或共模电感。

根据本发明的一个方面，还包括通信接口和/或无线通信模块。

采用本发明的技术方案，基于以工频为基准的电弧半波的个数与阈值的大小关系检测故障电弧，以实现提前预警，及时通知用户对线路进行检修，从而达到对电气火灾的预防性防护，兼顾性能和成本，并且能够在现场中应用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的故障电弧探测方法的流程图；

图2示出了根据本发明一个优选实施例的步骤S11的子步骤的流程图；

图3示出了根据本发明一个实施例的故障探测器的示意图；

图4示出了根据本发明一个优选实施例的电网中的电流信号未发生电弧和发生电弧时的波形示意图；

图5a～图5i示出了针对不同报警情况下的信号波形的示意图；和

图6示出了根据本发明一个优选实施例的故障探测器的示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种故障电弧探测方法，基于以工频为基准的电弧半波的个数与阈值的大小关系检测故障电弧，以实现提前预警，及时通知用户对线路进行检修，从而达到对电气火灾的预防性防护，下面具体介绍。

图1示出了根据本发明一个实施例的故障电弧探测方法10的流程图，如图1所示，所述故障电弧探测方法10包括步骤S11～S13，其中在步骤S11，在预设周期内，采集待测线路中的电弧信号；在步骤S12，确定所述电弧信号中，以工频为基准的电弧半波的个数；在步骤S13，根据所述电弧半波的个数与阈值的大小关系确定所述电弧信号是否为故障电弧信号。下面对所述故障电弧探测方法10的各个步骤具体描述。

在步骤S11，在预设周期内，采集待测线路中的电弧信号。

本发明的一个优选实施例中，对待测线路中的电弧信号进行采集，主要包括两部分，一部分是低频段电弧特征信号(简称低频电弧信号)，另一部分是高频段电弧特征信号(简称高频电弧信号)。由于低频电弧信号和高频电弧信号在线路中同步发生，因此在采样时可采用同步信号采样机制，在低频电弧信号采样的同时，使用同步中断捕获高频电弧信号，以将每个低频电弧信号的AD采样值对应一个时间同步的高频电弧信号特征值，由此可以实现电弧信号的高速采样，有利于提高采样效率。

根据本发明一个优选实施例，低频电弧信号可以是截至频率100kHz以下的电弧信号，高频电弧信号可以是截至频率100kHz以上的电弧信号，应理解，本实施例仅用于举例，并不构成对本发明的限制，具体截至频率可根据实际情况进行调整，这些都在本发明的保护范围之内。

图2示出了根据本发明一个实施例的所述步骤S11的子步骤，即采样的具体过程，下面结合图2进行介绍。

如图2所示，所述步骤S11包括子步骤S111～S114。

在子步骤S111，开启电弧信号采集开关。在一些优选实施例中，其中所述电弧信号采集开关可以是设置在电弧信号采集装置(例如故障电弧探测器等)上的物理按键开关，也可以是经程序软件设置的虚拟开关，在需要对待测线路中的电弧信号采集之前，开启电弧信号采集开关。

在子步骤S112，清除存储装置中的电弧信号。应理解，此子步骤的目的是为了避免存储装置中已存的电弧信号数据对本次电弧信号采集造成干扰。在清除电弧信号时，可以通过物理按键操作，也可以通过程序指令操作，或者还可以由处理单元在执行子步骤S111之后自动触发，本发明不进行限制。另外，本发明亦不限制存储装置的具体类型，根据本发明一个优选实施例，所述存储装置例如可以是随机存取存储器(RAM)、Flash闪存。需要说明的是，该子步骤S112中，清除存储装置中的电弧信号不是必须的操作，在存储装置的存储空间未满时，可不执行清除存储装置中电弧信号的操作。除此之外，S112也可以先于S111执行，即只要存储空间即将存储满，则执行清除存储装置中电弧信号操作，然后等待满足电弧信号采集条件时开始电弧信号采集。在这种情况下，电弧信号的采集触发条件还包括由程序判别的该装置检测的高频脉冲信号。

在子步骤S113，在预设周期内采集待测线路中的电弧信号，并将所述电弧信号保存至所述存储装置中。

根据本发明的一个优选实施例，可采用先入先出的数据存储记录方式，先入先出的数据首先存储在随机存取存储器(RAM)中，若数据中不存在电弧数据，随机存取存储器(RAM)中的数据不会转存到Flash闪存中，与之相反的，若数据中存在电弧数据，随机存取存储器(RAM)中存储的电弧数据在预设周期后将存入Flash闪存中。在一些优选实施例中，所述预设周期可以是50个半波以下或100个半波以下，其中100个半波周期时间为1s。存储条件允许时，采集周期可以更长，如实际配置中，电弧数据的连续采样时间可以达到1小时以上，具体跟存储装置的存储容量有关，可根据实际情况设置，但至少为15个半波。

在子步骤S114，达到预设条件后，停止采集电弧信号。在一些优选实施例中，其中所述预设条件可以是待测线路中的电弧信号消失，存储装置空间已满，或者是电弧信号采集开关关闭，也可以是以上三种预设条件中的任意几种组合，或者也可以是其他条件，这些都在本发明的保护范围之内。

当采集完成电弧信号之后，可对所述电弧信号进行处理分析，接下来继续描述。

在步骤S12，确定所述电弧信号中，以工频为基准的电弧半波的个数。

在一些优选实施例中，可对电弧信号中的低频电弧信号和高频电弧信号的电弧特征数据进行统计，确定以工频(即50Hz)为基准的电弧半波的个数。

在步骤S13，根据所述电弧半波的个数与阈值的大小关系确定所述电弧信号是否为故障电弧信号。

根据本发明的一个优选实施例，当采集的电弧信号中，以工频为基准的电弧半波的个数大于等于阈值时，确定所述电弧信号为故障电弧信号；反之，当所述电弧半波的个数小于阈值时，确定所述电弧信号不是故障电弧信号，在一些优选实施例中，其中阈值可以为1s内14个半波。如图4示例性示出的情形，其中上半部分为未发生电弧时，电网中电流的典型信号波形；下半部分为发生电弧时，电网中电流的典型信号波形。当出现零点消失、以及在零点消失处或其附近出现高频的尖峰电信号，满足这两个特征的工频半波电流信号，被计入一个电弧半波。按照这样的方式统计采集的电弧信号中的以工频为基准的电弧半波的个数，通过与阈值比较，即可确定所述电弧信号是否为故障电弧信号。应理解，本实施例仅限于举例说明，并不构成对本发明的限制。

根据本发明的一个优选实施例，所述故障电弧探测方法10还包括步骤S14(图中未示出)，当确定所述电弧信号为故障电弧信号时，输出报警提示。所述报警提示可以采用报警声、报警灯、显示屏字样显示等等，优选的，还可与远程监控联动以及时提醒用户进行检修，从而对电气火灾的预防性防护提供保障。

在本发明的一些优选实施例中，针对不同的情况，报警条件有所不同，信号波形也有所不同，图5a～图5i示出了各种实施例，其中低频信号和高频信号被分成两个波形并显示于同一图中，如图5a～图5i所示，其中上方波形表示低频信号，下方波形表示高频信号，高频信号波形显示的是与低频信号同步的时间点上出现的高频信号的个数。下面详细介绍不同报警情况下的实施例。

第一种报警，针对过流现象，参考图5a，报警条件满足以下条件：

1、低频信号半波的电流饱和时间＞2.35ms，

2、满足电流饱和时间＞2.35ms的低频信号的半波个数≥报警阈值(例如ALARM1＝12)。

第二种报警，报警条件满足以下条件：

1、出现有效的高频信号之后查看后续16个半波，需要说明的是，其中所述有效的高频信号指的是零点消失位置或附近出现的高频信号，也就是说，只要满足零点消失位置或附近出现高频信号即可认为是有效的高频信号，而不管高频信号的具体数量，也不管波形高峰是否出现高频信号，

2、零点消失时长为6.27ms以内(以80个采样点为例)，

3、满足以下其中一条即可认为此半波为疑似故障电弧，

A)零点消失位置的斜率满足：出现3个以上点位的斜率＜零点消失位置的斜率平均值的2/3，参考图5b，

B)在零点消失位置出现斜率变化，例如大于一定阈值(例如140AD值的大小)的点位超过3个(包含3个)，

C)在不满足上述条件B)时，零点消失位置出现斜率变化，例如≥一定阈值(例如130个AD值大小)，参考图5c，

4、满足以上条件的半波将会被认为是疑似故障电弧并被记录，当疑似故障电弧数量≥报警阈值(例如ALARM2＝10)时，开始延时，延时40个半波时间，延时完成时，如果疑似故障电弧数量依然≥报警阈值(例如ALARM2＝10)，则报警状态确认，输出报警提示，

5、如果延时期间满足以下条件之一，将清除报警状态和电弧计数：

A)在第一次出现有效高频信号之后的20个半波时间内，如果没有再次出现有效的高频信号，则认为之前的疑似故障电弧数据是误判导致，清除报警状态，疑似故障电弧个数归零，参考图5d，

B)出现高频信号之后的30个半波时间内，如果出现以下条件之一，清除报警状态和疑似电弧计数，

1)逐渐减小的半波达到10个及以上，参考图5e，

2)只出现过一次相邻半波的高度差是4倍及以上关系的，参考图5f。

第三种报警：满足第一种报警条件和第二种报警条件之和＞报警阈值(例如ALARM3＝11)，参考图5g，也就是针对过流现象和疑似电弧综合判断。

第四种报警：例如针对空调负载的报警，参考图5h，报警条件：

1、有效的高频信号半波个数满足1s内存在4个及以上，

2、相邻波形峰值的差值大于一定阈值(例如50AD)的次数出现三次及以上。

第五种报警：例如针对一种吸尘器负载的报警，参考图5i，报警条件：

两边均存在有效的高频信号的低频半波个数≥报警阈值(例如ALARM5＝9)。

第六种报警：例如针对另一种吸尘器负载类型，报警条件：

1、两边均存在有效的高频信号的低频半波个数≥报警阈值(例如ALARM6＝7)，参考图5i，

2、第二种报警波形+半波两边均有有效的高频信号的半波个数＞报警阈值(例如ALARM6’＝10)。

第七种报警：例如针对电容滤波类型，报警条件：

1、零点消失时长在[1.18ms，3.92ms]区间内，

2、零点消失位置的斜率满足：出现3个以上点位的斜率＜零点消失位置的斜率的平均值的一半。

以上实施例针对不同报警情况下的信号波形及报警条件进行了介绍，可以看出，对于不同的情况，报警条件和信号波形有所不同，在实际应用中，掌握不同情况下的报警条件以及信号波形，有助于判断故障，实现提前预警，从而保障线路安全。

本发明还涉及一种故障电弧探测器200，下面具体介绍。

图3示出了根据本发明的一个实施例的故障电弧探测器200的示意图，如图3所示，所述故障电弧探测器200包括采集单元210、存储单元220以及处理单元230。其中采集单元210配置成在预设周期内，采集待测线路中的电弧信号；存储单元220与所述采集单元210电连接，配置成存储所述采集单元210采集的电弧信号；处理单元230分别与所述采集单元210和所述存储单元220电连接，配置成执行如上所述的故障电弧探测方法10。

图6示出了根据本发明一个优选实施例的故障探测器的示意图。下面结合图6进行说明。

根据本发明的一个优选实施例，采集单元210可采用电弧信号传感器。

根据本发明的一个优选实施例，故障探测器支持远端控制，支持回路二总线通信。远端控制器通过二总线通信采用高/中或高/中/低电平传输通信数据给故障探测器，故障探测器在特定的中电平通过受控电流源消耗回路电流的方式给远端控制器反馈信息，其中高电平可定义为13～32V中的某个值，中电平可定义为5～12V中的某个值，低电平可定义为小于3V的某个值。应理解，本实施例中的电平值只限于举例说明，并不构成对本发明的限制。

根据本发明的一个优选实施例，本发明的故障电弧探测器采用双处理单元，并且两者之间隔离通信，可以有效提高处理能力并降低干扰。需要说明的是，本发明中不限制隔离通信的具体方式，可选的，例如通过通信IO隔离电路实现。所述处理单元可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，也可以是微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，本发明不进行限制，视具体情况而定。在一些优选实施例中，本发明的故障电弧探测器采用的双处理单元可以均为微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，相比于其他处理单元，采用微控制单元MCU性价比高，下面以处理单元230采用微控制单元MCU为例进行说明。

二总线通信电路在工业电力系统中面临的最主要问题是：工业电力系统中，越来越多的电力变换设备使用IGBT等电压电流变换器，IGBT的开关特性和开关损耗决定了IGBT的开关频率大部分集中在5kHz～100kHz之间，IGBT开关动作时，上述频率及其倍频的干扰信号被注入到电力线路中，本发明通过将故障电弧探测器耦合到二总线通信线路中，并在其中设置滤波单元，由此可以实现抗干扰的技术效果。

根据本发明的一个优选实施例，如图6所示，滤波单元可以是在二总线通信线路和交流市电线路中加入的共模电感，从而在一定程度上缓解二总线通信异常(例如干扰)等问题。应理解，由于交流市电线路中的电信号强度比二总线通信线路中的电信号强度大，因此，交流市电线路中的共模电感大于二总线通信线路中的共模电感。根据本发明的一个优选实施例，所述交流市电线路中的共模电感可以为22mH,所述二总线通信线路中的共模电感可以为几百(例如100或200)uH。应理解，在实际操作中，共模电感的具体大小可根据实际情况适当调整。

狭义的故障电弧探测器为如图6上半部分所示，以电弧算法MCU为核心构成的能够分析电网中电弧故障的功能单元，广义的故障电弧探测器(即本发明的故障电弧探测器)除了自身具备分析电网中电弧故障的功能，还能借助外围通信的方式将电弧故障传递到上位机，并能借助上位机强大的分析功能进一步提升故障电弧探测器自身的探测性能。电弧算法MCU和二总线通信MCU之间是一种互为主从的关系，主从关系可以自行定义，可以是二总线通信MCU为主机，电弧算法MCU为从机，也可以反之。二总线通信MCU的主要功能还是辅助电弧算法MCU更好的完成电弧检测和电弧信息的传递。

继续参考图6，在电弧算法MCU的输入端还设置有低通滤波器和高通滤波器，所述低通滤波器和高通滤波器的作用是为了对待测线路中的电弧信号进行分离，以降低低频电弧信号和高频电弧信号之间的干扰，有利于提高探测结果的准确度。在一些优选实施例中，所述低通滤波器和高通滤波器的截至频率为100kHz，应理解，本实施例仅用于举例说明，并不构成对本发明的限制，所述截至频率可根据实际情况适当调整。

根据本发明另一优选实施例，如图6所示，滤波单元还可以是在L+线路上加入的滤波器(参考虚线框圈出的部分)，相比于采用共模电感作为滤波单元，抗干扰效果将进一步提升，而且不受限于故障探测器的尺寸。根据本发明的一个优选实施例，所述滤波器可以是RC低通滤波器，其他滤波器类型也在考虑范围内，下面以RC滤波器为例进行说明。

传统的RC滤波器不能使用在L+回路波形滤波上，原因在于二总线输入是通过整流桥或二极管连接到L+线路，当有干扰信号通过二总线进入时，传统的RC滤波器，例如只有图6中的R2和C1，对于通过二总线电路结构进入干扰信号而言，是一个不完全滤波器，即由于整流桥或二极管阻挡C1电容放电，耦合了干扰信号的回路波形高、中、低电平变化时，电容C1上升沿速度要明显高于下降沿速度，这将严重影响回路通信并导致干扰信号在电容C1上累积。对此，本发明提出的解决方式是采用大电阻、小电容且匹配电容放电电阻的滤波器方案，采用大电阻考虑降低二总线通信回路负载，提高带回路带载能力。具体的，已知RC滤波器的截至频率fn＝1/(2π*R*C),假若设定滤波器的截至频率为10kHz(截至频率的设定以不影响回路通信且能够滤除大部分电力设备耦合的干扰信号为准),则可设定R2＝1MΩ，C1＝16pF，这样其RC滤波截至频率约为10kHz，计算该滤波器的RC充电时间常数为τ

为实现充电时间和放电时间相匹配，可增加如图6中所示的电容放电电阻R3和R1，其中R1为非必须，其作用在部分探测器中作为回路中电平的负载，以保持通信波形不因轻载而震荡，R3也可等效放在二总线通信MCU内部。如图6所示，当电路中不存在R1、且将整流桥或二极管反向阻抗、二总线通信MCU阻抗近似为无穷大时，使R3＝R2即可实现RC充电时间常数和RC放电时间常数匹配，此时RC滤波器的放电时间常数τ

另外，针对该二总线回路通信方式下的通信信号的不完全滤波器，采用滤波器充电时间常数和放电时间常数相匹配的方式实现的改型滤波器，以及利用该改型滤波器原理，将该改型的滤波器集成到MCU芯片内部的电路单元，都在本发明的保护范围之内。

另外，图6所示的电阻R2、R3、电容C1等均可集成在二总线通信MCU内部，图6所示的受控电流源也可集成在二总线通信MCU内部，图6所示的“LDO或内部具有LDO的MCU”模块中，如果MCU内部具有LDO，则V+电路可直接连到二总线通信MCU，这些都在本发明的保护范围之内。

以上实施例对滤波单元采用滤波器的具体情形进行了介绍，在另一些优选实施例中，所述滤波单元也可以同时采用RC滤波器和共模电感，将进一步提升故障探测器的抗干扰能力。

继续参考图6，根据本发明的一个优选实施例，故障电弧探测器还包括通信接口和/或无线通信模块(图中未示出)。所述通信接口例如可以是USB接口、RS485接口等等，无线通信接口例如可以是WiFi模块、蓝牙模块、NFC模块、ZigBee模块、4g或5g模块等等，本发明均不进行限制，可根据实际需求选择。

在一些优选实施例中，故障电弧探测器还包括拓展接口，可连接手机、平板、可穿戴设备等外接设备，以对故障探测器的探测结果进行更及时的监控。应理解，通过所述通信接口和/或无线通信模块和/或拓展接口，能够更加快速地将故障电弧探测器的探测结果传递给用户，因此能够更加及时地实现提前预警，以便能够更加及时地通知用户对线路进行检修，从而达到对电气火灾的预防性防护。

在一些优选实施例中，可以通过故障探测器采集待测线路中的电弧信号，存储至自带的存储装置中，并通过自带的处理单元处理分析所采集的电弧信号是否存在故障电弧。在另一些优选实施例中，也可以通过故障探测器采集电弧信号，经由消防二总线通信和/或通信接口和/或无线通信模块传输至上位机进行存储、分析、处理等。在另一些优选实施例中，还可以直接将故障探测器采集的电弧信号存储至外部存储装置中，再通过串口等通信方式上传到上位机进行后续分析处理，这些都在本发明的保护范围之内。

在一些优选实施例中，存储在存储装置或是由通信接口和/或无线通信模块传输到上位机的故障电弧信息数据可用于现场电弧数据的二次分析和自学习自适应算法调整。

在一些优选实施例中，上位机或通过U盘等介质反馈的根据应用现场状态进行的自适应算法调整参数可通过消防二总线通信或是通信接口(例如RS485接口)或是无线通信的方式配置到故障电弧探测器中。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，包括存储于其上的计算机可执行指令，所述可执行指令在被处理器执行时实施如上所述的控制方法10。

在本文中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其组合使用。在一些优选实施例中，计算机可读存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。所述计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、或半导体的形态或装置，更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机硬盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、非易失性随机访问存储器(NVRAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。另外，存储介质可以是单独的装置，也可以内置于处理单元之中，本发明对此不进行限制。

综上，对本发明的故障电弧探测方法及故障电弧探测器进行了详细介绍，采用本发明的技术方案，能够实现电弧信号的高速采样、数据缓冲和数据保存处理。能够实现电弧数据实时采样，流水线不间断存储，确保能够准确记录电弧发生时的所有信息，并能够将关键电弧信号(例如故障电弧)实时上传上位机或远程监控系统。故障电弧探测器采用回路二总线通信，双处理单元架构，兼容消防电气火灾探测器的二总线通信，同时考虑故障电弧应用于工业场合的电磁干扰问题，对二总线通信做了特殊的滤波处理，基于二总线通信频率和工业场合电磁干扰的特点给出了可行的滤波器参数范围，还同时提供了RS485通信方式和扩展无线功能。相比于现有技术，基于以工频为基准的电弧半波的个数与阈值的大小关系检测故障电弧，以实现提前预警，及时通知用户对线路进行检修，兼顾性能和成本，并且能够在现场中应用，从而达到对电气火灾的预防性防护。

需要说明的是，本发明的技术方案所涉及的故障探测器遵循国标GB14287.4-2014，可适用于养老院、学校、商业建筑、宾馆、工厂、库房、图书馆、办公室、家庭住宅、以及娱乐场所等。

需要说明的是，本说明书提供了如实施例或示意图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或设备产品执行时，可以按照实施例或者流程图所示的方法顺序执行或者并行执行。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。