故障电弧

摘要： 为了解决低压直流系统中传统电弧故障检测方法精确度不足及对不同系统通用性较差的问题,本文提出一种新的基于加权差分电流的直流电弧故障检测方法。首先搭建直流源实验平台,开展串联直流电弧高频特性实验,利用快速傅里叶变换提取电弧电流的特征频段为20~30 kHz、40~50 kHz和55~65 kHz。然后,研究电极材料和负载类型对电弧特征频率的影响,实验结果表明直流电弧的特征频段不随电极材料和负载类型改变。将3个特征频段内幅值的最大值I_(max)、幅值之和I_(sum)以及幅值的标准差I_(std)作为特征参量。基于对电弧电流特征频段和特征参量的双重加权差分,利用差分结果是否大于阈值0.5作为直流故障电弧检测判据。最后,在低压直流系统和光伏系统中验证所提出检测方法的有效性。检测方法能够准确区分开关动作与负载突变等系统正常操作。该方法克服了传统单一频段单一指标检测方法的不稳定性,能够有效检测直流电弧故障,提高检测的准确性,并在光伏系统中验证了检测方法的通用性。检测方法对保障低压直流系统的安全稳定运行具有重要的应用价值。

摘要： 在电缆火灾模拟试验中,火源是电缆防火性能评估的基础。现有的电气火源大多基于化学燃烧,较难反映故障电弧引燃特点。为了模拟故障电弧引燃电缆,文中开发了一种基于电弧的火源。首先,分析了110 kV电缆发生接地线被盗或两侧交叉互联线被盗等故障时金属铠装层上的感应电压,其可高达数千伏。其次,对比研究了50 Hz工频交流电压和20 kHz交流电压条件下金属护层对地电弧和雅各布天梯电弧的击穿前电压与维持电压,发现两者电弧击穿与维持特性接近。然后,提出基于雅各布天梯电弧引燃电缆的电气火源模拟方法,并实验验证了该火源能够使110 kV电缆引燃和火焰蔓延。最后,所得结论为:高频雅各布天梯电弧能够模拟故障电弧特点并有效引燃110 kV电缆。

摘要： 故障电弧是引起电气火灾的重要原因,针对非线性负载工况下故障电弧保护算法的误动作和拒动作问题,提出一种基于电流相似度与高频能量的串联故障电弧检测方法。参照标准搭建故障电弧实验平台并进行实验,从时域、频域角度分析电弧电流特征。采用小波函数预处理电流信号,选取电流低、高频特征量。设定故障电弧特征量阈值,以此为基础提出故障电弧识别算法。实验结果表明,该算法能够准确识别多种负载条件下的故障电弧,且未发生误动作和拒动作。

摘要： 为了研究直流系统内不同电极材料对故障电弧检测造成的干扰,针对性地解决多种电极材料下故障电弧检测的误动与拒动问题,提出了改进Catboost算法的直流故障电弧检测算法。搭建直流故障电弧实验平台,以拉弧的方式获取了6种电极材料条件下的直流故障电弧数据,通过构建故障电弧检测特征评价指标,采用小波变换方法在不同电极材料条件下更有效地提取故障电弧时频特征;分析不同电极材料对直流故障电弧检测特征、算法效率的影响,指出检测特征指标与材料熔点、电阻率呈正相关关系;提出的算法相较于现有的阈值比较算法和Adaboost算法提高了电弧检测范围,有效解决了纯铝电极材料下难以准确检测电弧的问题。该算法在6种不同电极材料下均能实现1.5 s内对电弧的快速检测,检测准确率达到100%,满足UL1699B标准要求。

摘要： 故障电弧严重威胁着光伏系统的安全稳定运行,研究其物理特性及保护装置具有重要的意义。文中为了探究光伏系统内直流故障电弧的时频域特性,构建更适合系统级仿真的电弧模型,以MATLAB软件作为仿真平台,分别研究了3种不同类型的电弧模型。通过对仿真所得的故障电弧电流信号进行时频分析,得到了不同电弧模型的时频特征,并与实验波形及其时频特征进行对比,得到了不同模型在故障电弧时频特性仿真方面的优缺点。单一使用电弧噪声模型和U-I模型无法完整地描述故障电弧特性,将二者适当组合得到的复合模型仿真效果良好,最终对复合模型和黑盒模型在光伏系统故障电弧仿真的范围进行了讨论。提出的复合电弧模型为光伏系统故障电弧特征的研究及诊断方法的性能验证提供了有效的仿真手段。

摘要： 当供电线路发生电弧故障时,电弧电流往往不容易使过流保护装置迅速动作,因此电路无法及时切断电弧故障,最终形成电气火灾。为解决低压交流故障电弧的特征提取与准确检测等问题,提出了一种基于奇异值分解(SVD)和支持向量机(SVM)的新技术,所提算法采用LabView开发平台进行上位机程序的设计与分析。实验表明,该电弧故障检测方法能够准确、有效地检测出低压交流电路中的电弧故障,对故障电弧检测具有普遍意义。

摘要： 随着国民城市化进程的加快,居民对电能的需求量逐年增加,低压供配电线使用率也随之增加,在低压配电系统中,若出现绝缘不良的情况,则会产生故障电弧,严重时会引发火灾,所以为了能够避免该情况,则应做好低压供配电线故障电弧的检测工作。本文重点针对低压供配电线路故障电弧检测方法展开详细的分析,针对低压供配电线常出现的故障问题如机械损伤、绝缘老化、电缆等问题,给出相应的解决措施,为电力行业的日后的工作提供参考。

摘要： 针对家庭低压电弧引发火灾原因多发、引火机理不明等问题,利用电气火灾原因多发与防控装置模拟接触不良故障,研究系统功率和功率因数及碳电极直径对低压接触不良电弧引燃能力的影响。结果表明:系统功率≤320 W时,滤纸仅出现变黄、炭化现象,当系统功率>370 W时,滤纸开始被引燃,且引燃概率随系统功率增大而增大,功率≥480 W,时滤纸均能被引燃;实验条件下电弧功率随功率因数减小而减小;直径对电弧的引燃能力的影响主要取决于阳极光斑大小,当阳极光斑>碳电极直径时,滤纸均可被引燃;反之,滤纸几乎不能被引燃。研究结果对低压用电防火及电气故障预防提供了一定的基础参数与理论依据。

摘要： 为解决故障电弧断路器动作响应滞后、效率低等问题,基于电气火灾多发原因与防控实验装置、功率因素可调式负载柜,搭建故障电弧模拟实验台,研究故障电弧断路器响应时间影响因素,利用功率分析仪统计断路器响应时间。研究结果表明:纯电阻电路中,断路器响应时间随碳电极直径增大而缩短;在负载功率P=800,2000 W条件下,碳电极直径D≥2 mm时,断路器瞬时保护率达100%;负载功率P=3200 W时,断路器瞬时保护率小于50%;碳电极直径D为1,2 mm时,断路器最佳负载功率保护区间分别为[1200,1600]W,[800,2400]W,碳电极直径为2 mm的保护区间范围较宽,安全可靠性更高;感性电路中,断路器响应时间随功率因数减小而延迟,功率因数对断路器动作响应时间的影响随负载功率增加而降低。研究结果可为故障电弧断路器响应时间的设定提供参考。

摘要： 为探究迸溅熔珠着床后的热交换过程对其组织特征的影响,建立基于着床后高温迸溅熔珠的动态测温方法,从而揭示迸溅熔珠着床后引燃与否对其组织特征形成的影响规律。研究结果表明:引燃可燃物的熔珠受火焰热反馈和铜氧化放热的共同作用,着床后其温度出现反复波动,延长迸溅熔珠的冷却凝固时间,组织呈等轴状;无法引燃可燃物的熔珠在可测范围内,短暂升温后降温速率持续上升,组织更易呈现树枝状或胞状。研究结果可为准确认定电气故障电弧迸溅熔珠引发火灾提供技术支持。

摘要： 针对三相用电系统中的串联型故障电弧,利用三相负载发生单相故障电弧时三相电流会出现不对称和高次谐波含量增加的特性,提出一种基于瞬时无功功率理论的串联型故障电弧快速检测方法.给出了瞬时无功功率理论提取三相电流各次谐波的计算过程,并提取了负载电流相邻两工频周期的基波和各次谐波正负序分量的幅值变化倍数作为特征属性,利用决策树构建了故障电弧判别规则,给出了判别逻辑图.经过验证,该方法能够快速、准确地检测出三相用电系统中的单相串联型故障电弧.

摘要： 故障电弧是电气火灾的重要诱因之一,本文开展了直流串联故障电弧的早期电热耦合发展特性实验研究.通过改变电路的路端电压、分压电阻及电弧弧隙等条件,探讨其对故障电弧物理图像、伏安特性、焦耳热释放速率、电极表面温度以及附件空气特征温度的复杂作用.实验中观察到了电弧生长中的多重发光壳层现象;同时结果显示出了边界条件对电弧电学、热动力学参量的一些定性影响规律.本研究可望为故障电弧电气火灾的早期探测提供参考依据.

摘要： 低压串联故障电弧的识别方法以低压串联故障电弧为研究对象,通过实验采集几种常见用电设备正常运行时和发生电接触故障电弧时的电源电压波形,然后对采集的电压波形进行分析找出其发生故障电弧时的波形特点.然后采用Matlab软件对电源电压波形进行快速傅里叶变换(FFT),提取5次谐波分量作为特征量,然后用SPSS软件对其进行t-检验和k-s检验,提出了以5次谐波分量作为故障电弧识别判据的识别方法,经过验证表明该方法简单、易于实现、能过对串联故障电弧进行快速诊断,为故障电弧断路器的研究提供参考.

摘要： 介绍了故障电弧的特征,故障电弧检测研究的意义及技术的发展.为了准确识别故障电弧,分析了发生故障电弧情况及正常工作情况的电流波形和特征,提出了多个特征量相结合的方法检测故障电弧,并分别对两种情况的时域及频域特征量进行分析,包括电流波形对称度,零休时间和电流上升速率的统计.Welch算法具有较好的方差性能及分辨能力,基于Welch算法对故障电弧及正常工作两种情况的功率谱进行分析,并结合现有的故障电弧检测方法,为故障电弧的识别与检测提供判据.

摘要： 本文研制了一套能够快速安全地产生并联金属性接触故障电弧的电缆切割系统.该系统采用步进电机作为动力设备,通过设置其细分数,能实现对不同线径电缆的准确切割,并且能够自动捕捉起弧时刻,进而对故障电弧产生过程中的电压、电流波形进行自动采集、存储和分析.在具备上述模拟故障电弧的基本功能上,设计并制定了上位机和下位机之间的通信流程,实现步进电机、电缆切割、起弧判别、波形采集与分析的一体化控制过程,从而构成一套电缆切割系统,实现电缆切割过程的自动化.经验证,系统具有自动化程度高、操作灵活、使用安全、符合标准要求等特点.

摘要： 航空电气系统中故障电弧检侧技术的研究对于保障航空安全具有重要的现实意义。选取湿弧轨迹试验进行并行交流故障电弧模拟试验,基于LabVIEW搭建数据采样平台,获取了115V/400Hz供电条件下的故障电弧电流信号.在此基础上分析了湿弧轨迹试验中的交流故障电弧特征,利用间谐波分析发现,当电路中存在故障电弧时,间谐波均值分贝数明显增大,当间谐波均值大于-104dB以后,可以认为发生了电弧故障.

摘要： 介绍了近期电弧磁流体动力学仿真方法的应用,特别是多触头并联系统的电弧运动、频率对电弧运动过程的影响,以及触头烧蚀仿真的研究.针对低压系统故障电弧检测技术,阐述了基于故障电弧电气特性、故障电弧物理特性内的电磁辐射和弧声特性等,从完整算法的视角讨论利用这些物理特性进行故障电弧检测的方法.针对栅片灭弧室的优化设计,提出通过测量栅片电压,可较为细致地评估灭弧室的性能.

摘要： 搞清电晕可听声的声源位置对掌握其产生机理至关重要.本文应用了麦克风阵列和时延估计算法在理论上实现了对故障电弧的定位,并进行了实验仿真,验证了理论和算法的正确性.将麦克风阵列定位原理应用到电缆故障电弧的定位，并通过实验仿真的方式验证了电缆故障电弧的定位原理和算法的可行性，为以后电缆故障电弧检测提供了理论和算法依据。为了验证此理论和算法的通用性，在电缆上随机取了六个点作为声源位置，按照以上方法分别带入六个声源点的位置坐标，求得六个点的仿真坐标，最后与实际坐标作对比。

摘要： 本文提出了一种基于时域反射的电弧定位系统设计方法,对设计原理、系统结构进行了说明.系统应用时间间隔测量技术构建了高精度的计时模块,具有较高的定位速度和精度,可以在故障电弧发生后定位出线缆故障点的位置.

摘要： 文章对在执行防火设计中碰到的应急照明系统，关于消防设备采用专用的供电回路问题，消火栓和喷淋泵是否需要火灾报警系统联动等6个方面存在争议的问题进行分析,并给出笔者的见解.

摘要： 一种直流电弧故障电路中断器，包括可分离触点和用于跳闸断开所述触点的跳闸电路。跳闸电路包括：数个交流传感器，其被配置为感测流过可分离触点的电流；数个滤波器电路，其与AC电流传感器协作以输出数个交流信号；数个峰值检测器，其与滤波器电路协作以输出数个峰值电流信号；处理器，其至少与峰值检测器协作。处理器输入所述数个峰值电流信号，作为多个峰值电流信号，或者，输入所述数个峰值电流信号并确定所述多个峰值电流信号。处理器还确定峰值电流信号是否超过对应的预定阈值达预定的时间，并作出响应地使得所述触点跳闸断开。

摘要： 一种直流电弧故障电路中断器，包括可分离触点和用于跳闸断开所述触点的跳闸电路。跳闸电路包括：数个交流传感器，其被配置为感测流过可分离触点的电流；数个滤波器电路，其与AC电流传感器协作以输出数个交流信号；数个峰值检测器，其与滤波器电路协作以输出数个峰值电流信号；处理器，其至少与峰值检测器协作。处理器输入所述数个峰值电流信号，作为多个峰值电流信号，或者，输入所述数个峰值电流信号并确定所述多个峰值电流信号。处理器还确定峰值电流信号是否超过对应的预定阈值达预定的时间，并作出响应地使得所述触点跳闸断开。

摘要： 本公开的各实施例涉及电弧故障检测电路以及用于检测电弧故障的方法。电弧故障检测电路包括：滤波器，该滤波器具有用于接收来自电力线路的输入信号的滤波器输入和用于输出滤波信号的滤波器输出；电路元件，该电路元件具有用于输出参考信号的电路元件；比较器，该比较器具有被耦合到滤波器输出以接收滤波信号的第一比较器输入、被耦合到电路元件输出以接收参考信号的第二比较器输入、以及用于依据滤波信号与参考信号之间的差异来提供二进制输出信号的比较器输出；以及电弧故障确定模块，该电弧故障确定模块被耦合到比较器输出并且被配置为依据比较器的输出信号来确定电力线路中电弧故障的存在，其中滤波器被配置为使得滤波器的截止频率能够被改变。

摘要： 一种用于检测多相电气装置中的电弧故障的设备包括：‑高频测量系统，其耦合到所述装置的至少两条电气相线，所述测量系统被配置成提取代表流经所述相线的电流的高频分量的第一信号；‑多个低频测量系统，每个低频测量系统耦合到所述装置的一条电气相线，每个低频测量系统被配置成获取代表流经相对应的相线的交流线电流的第二信号；‑数据处理模块，其被编程为基于第二信号和第一信号来检测电弧故障。

摘要： 本发明公开了一种故障电弧信号处理电路及采用其的单相故障电弧探测器，所述故障电弧信号处理电路通过电压信号处理电路将电压采样信号分别转换为电压正弦波信号和电压方波信号后输出至处理器，处理器可以基于电压正弦波信号和电压方波信号准确地识别出故障电弧的电压特性，同时，通过电流信号处理电路将电流采样信号分别转换为电流正弦波信号、电流方波信号、电流平肩脉冲信号和电流高频脉冲信号后输出至处理器，处理器可以准确地识别出故障电弧的电流特性，尤其是故障电弧电流的平肩部的相关特性，有利于准确地检测出单相故障电弧。

摘要： 本发明公开了一种故障电弧信号处理电路及采用其的单相故障电弧探测器，所述故障电弧信号处理电路通过电压信号处理电路将电压采样信号分别转换为电压正弦波信号和电压方波信号后输出至处理器，处理器可以基于电压正弦波信号和电压方波信号准确地识别出故障电弧的电压特性，同时，通过电流信号处理电路将电流采样信号分别转换为电流正弦波信号、电流方波信号、电流平肩脉冲信号和电流高频脉冲信号后输出至处理器，处理器可以准确地识别出故障电弧的电流特性，尤其是故障电弧电流的平肩部的相关特性，有利于准确地检测出单相故障电弧。

摘要： 本申请实施例公开了一种故障电弧断路器、电气设备及故障电弧检测方法。包括：采样电路、微控制器、外部存储器以及开关电路，采样电路、外部存储器以及开关电路均与微控制器连接，外部存储器中存储有用于电弧故障检测的预设代码；采样电路还与被测电路电连接；微控制器用于接收电信号；微控制器还用于通过预设接口读取并执行预设代码，以实现对电信号的电弧故障检测，获取检测结果；微控制器还用于根据检测结果，控制开关电路的开关状态。微控制器通过预设接口调用外部存储器中的预设代码，使得微控制器的原有存储器的存储空间不变的情况下，依然可以利用占用存储空间大的检测算法进行故障电弧检测，节约了成本。

摘要： 本发明提供了一种用于故障电弧检测装置的自检电路及故障电弧自检方法，用于故障电弧检测装置的自检电路包括：高频自检电路和低频自检电路；高频自检电路包括滤波电路和第一自检电路，滤波电路对带负载通电的情况下的故障电弧电路滤除负载工频电路的影响，第一自检电路对带负载通电情况下的故障电弧电路进行高频自检；低频自检电路包括第二自检电路，第二自检电路对带负载通电情况下的故障电弧电路进行低频自检。解决了用于故障电弧检测装置的自检电路在断电的情况下自检，自检准确率低的问题。通过设置的高频自检电路和低频自检电路，在带负载通电时，对待测电路的低频、高频信号自检，滤波电路在检测高频时排除低频信号的影响，自检精准度高。

摘要： 本发明公开了一种故障电弧检测传感器及故障电弧检测方法。该传感器包括：电流互感器、微分电路和处理器；被检测线路从电流互感器的检测区域穿过；电流互感器的输出端分别与微分电路的输入端和处理器的输入端连接，微分电路的输出端与处理器输入端连接；电流互感器的输出信号分为两路，分别记为第一信号和第二信号；第一信号进入处理器，第二信号经微分电路的微分后进入处理器；处理器用于根据第一信号和第二信号确定被检测线路是否出现故障电弧。本发明能够对故障电弧进行准确的识别，具有漏警概率低和虚警概率低的特点。

摘要： 本发明涉及一种故障电弧的检测方法和故障电弧断路器，具体包括以下步骤：采集火线上的电流信号，并转化为数字信号；将数字信号通过小波变换分解为一个低频信号和一个高频信号；逐点判断高频信号是否超过设定的阈值；对低频信号的过零点位置信号进行最小二乘法处理拟合成一条坐标上的斜线，得到其过零点处的斜率，判断该斜率是否超过设定的阈值，最终判断是否存在故障电弧。与现有技术相比，本发明通过对低频信号的分析检测电流中的“零休”现象，从而更精确地对故障电弧进行检测。