低压串联电弧故障特征与检测方法分析

提出了低压配电线路中的电弧故障是电气火灾主要诱因之一,针对电弧故障的发生发展过程进行了描述,对于电弧故障的类别及特征进行了分析,得出低压配电线路中的串联电弧故障易隐匿于线路中的特点,且难以对其进行检测。同时对低压配电线路中串联电弧故障的电压、电流波形进行了一般特性的分析,指出了串联电弧故障电压、电流波形的时域特征。最后总结分析了现有的电弧故障检测技术,得出结论是,以电压或电流波形特征为检测和判断对象的电弧故障检测方法最为可行。     

电弧故障断路器及故障电弧的辨别

电弧故障断路器(Arc-Fault Circuit Interrupter,AFCI)是一种最新的电路保护装置,根据美国标准UL1699将电弧故障断路器定义为"一种能根据电弧特性在电路中检测到故障电弧发生时断电的装置[1]",其主要作用是防止由故障电弧引起的火灾.住宅或商业电气线路和设备,如电气布线、插座、家用电器内部的电线或电器的电源线等,由于长时间的过负荷运行或者存在不良的电气连接等情况,使电线的绝缘层出现老化、绝缘效果降低或者绝缘层发生破损都可能发生故障电弧,电弧火花将可能引燃线路造成火灾的发生.     

基于小波变换的故障电弧检测方法研究

描述了故障电弧的危害、定义及检测方法分类。提出了一种基于Daubechies 4阶小波变换的故障电弧检测方法。通过试验分析证明,其具有计算简单、实时性强等特点,能有效检测线路中是否有故障电弧产生。     

电弧故障识别及保护的新技术

介绍了电弧故障的产生机理和特征,及国外有关电弧故障检测和判别方法.分析了近年来电弧故障保护产品的概况,包括电弧故障断路器的组成原理,电弧故障信号的检测方法和要求,电弧故障识别和判定方法及国外最新专利技术.     

基于周波分析法的串联型故障电弧诊断技术

为了研究串联型故障电弧的特性,快速检测出电力线路中发生的电弧故障,及时切断故障线路,笔者提出一种利用周波分析法速检测故障电弧的诊断方法。根据电力线路发生串联故障电弧时,线路电流的周波有不规则特点,通过该方法计算相邻电流周波间的差异值并提取畸变信号,从而判断电力线路中是否存在故障电弧。本文对不同类型典型负载进行故障模拟实验,对故障电弧实验数据进行收集分析,验证了该方法的有效性和可靠性。     

串联故障电弧的特征分析与建模研究

以低压配电线路串联电弧为研究对象,分成阻性、感性、非线性三种负载性质,利用参照UL1699标准自制的电弧发生器进行电弧试验,获取三种负载性质的故障电弧波形,并对其电弧电压和电弧电流的故障特征进行较为全面的理论分析和试验研究。结合Simulink仿真技术验证了Cassie-Mayr电弧模型的可行性,为电弧故障开关保护装置设计进一步提供了仿真试验依据。     

采用波形比较法的串联故障电弧快速诊断技术

提出了一种采用电流波形比较法的串联故障电弧快速诊断技术.根据设备或线路发生串联故障电弧时线路电流波形发生畸变的特征,通过计算相邻两电流波形之间的差异值,有效提取出故障电弧电流波形的畸变量信号,诊断出线路中可能出现的故障电弧.试验结果表明,该方法算法简单可靠、易于实现,具有对故障电弧快速识别的能力,能够有效地实现对串联故障电弧的快速诊断.     

基于故障电弧方波曲线相似度的输电线路单端故障测距时域算法

输电线路发生的故障大多是瞬时性故障,瞬时性故障的暂态电弧电压特性为单端故障测距的实现提供可能。基于Mayr电弧模型对故障电弧的暂态特性进行分析,指出故障相电弧故障点的时域暂态方波曲线特征;为将故障电弧特性应用于单端故障测距,提出了输电线路沿线电压的方波曲线相似度评价指标。在此基础上,基于Bergeron输电线路时域传输方程,利用测量端电气量,推算输电线路沿线观测点故障相的瞬时计算电压,并对沿线各观测点的故障相计算电压进行方波曲线相似度评价,通过比较各观测点的相似度指标选取故障点。最后,基于ATP/EMTP建立输电线路故障仿真模型,通过大量的仿真分析验证所提方法的正确性。     

基于混沌分形理论的故障电弧诊断方法研究

引入混沌分形理论,从混沌空间域角度分析故障电弧的内在演化规律和电弧特性,提出一种基于混沌分形理论的故障电弧诊断方法。通过重构相空间和盒维数、关联维数、最大Lyapunov指数等对电弧电流的混沌分形特性进行定性、定量分析,形成电弧的空间域特征向量,构建故障电弧诊断模型。针对低压用电系统中空气压缩机、开关电源等负载线路,对故障电弧发生前后线路电流的混沌分形特性进行分析,验证方法的有效性。实验结果可见,线路电流的分形结构和混沌分形特征参数随着电气线路运行状态的变化而有所差异,且与线路负载性质有关。基于此特征建立的电弧诊断模型电弧检测的准确率超过90%,同时当线路正常运行时,诊断模型能够实现负载辨识,辨识率可达到90%。     

基于Mayr模型改进的适用于串联故障电弧的新模型

电力系统中经常会发生故障电弧,本文在Mayr电弧模型的基础上提出一种适用于串联故障电弧的新模型。针对电弧开始阶段的电晕放电,把电晕电阻和两个特殊电气部件(电流二极管)考虑在内,结合Mayr电弧模型,丰富了电弧模型参数。在Matlab/Simulink仿真环境中,用新的电弧模型封装子系统对线路发生的串联故障电弧进行仿真,并依据仿真电路模拟线路发生串联故障电弧的实验。对比仿真和实验结果得到,改进的电弧模型的故障电弧电流与实验采集到的故障电弧电流基本吻合,验证了新模型对分析串联故障电弧的特性具有可行性和准确性。     

弧隙间距对故障电弧特性影响的试验研究

按UL1699标准搭建了试验平台及采集故障电弧测试数据,重点针对电阻性负载下的故障电弧产生与弧间距之间的影响进行了试验研究。比较了不同弧隙间距对于电弧突变电压峰值和电流零休时间的影响,为故障电弧的产生和分析研究提供了试验支撑。     

航空交流故障电弧特性的研究

分别选取了断路器试验、接线端松动试验进行并行和串行交流故障电弧模拟试验,获取了115 V/400 Hz供电条件下的故障电弧电流波形,与正常的电流波形进行了分析对比,总结了故障电弧电流的时域和频域特性,为飞机电气系统交流故障电弧检测和保护技术的研究奠定理论基础。     

低压电弧故障的研究与分析

阐述了低压电弧故障检测的研究背景意义、内容成果及发展。介绍了电弧、电弧故障及电弧故障断路器的概念。分析了低压电弧故障的产生、分类及一般特征。分别讨论了系统电压、系统电流、PVC绝缘电缆以及绝缘温度等级对电弧故障产生火灾的影响。     

电弧故障探测与保护相关标准对比分析

电弧故障检测技术是电气防火领域一项突破性新技术。针对电弧故障探测与保护,介绍了国内外标准的应用情况,阐述了消防行业和低压电器行业国标的区别和融合特征,提出了加快使用电弧故障保护装置的建议。     

低压交流电线故障电弧模型研究

研究低压交流电线故障电弧模型,对检测低压交流电线故障电弧很必要。文中对Schavemaker模型进行理论分析并进行简化。利用MATLAB软件构建电弧模型,对简化的Schavemaker模型和Mayr模型进行仿真比较,分析简化的Schavemaker模型仿真得出的电弧电流具有更明显的电弧电流零休区,较高di/dt和奇次谐波幅值。最后进行串行和并行电弧实验,实测波形和仿真波形进行比较,验证了仿真结论。结果证明简化的Schavemaker模型适用于低压交流电线故障电弧模型研究。     

非有效接地电网单相电弧接地故障的建模及仿真

单相电弧接地故障是中压配电网中的主要故障形式,建立准确的接地电弧模型对于故障分析是十分必要的。文中比较了现有的几种电弧模型的优缺点,在基于弧隙能量平衡理论的动态电弧模型的基础上建立了接地电弧模型,在PSCAD平台上构建了10 kV配电网模型及接地电弧模型。通过与实际实验波形的比较,表明接地电弧模型能有效地反映接地电弧的性质。然后将此模型用于仿真2种不同的间歇性电弧接地故障,其过电压倍数符合实际情况,从而间接证明了接地电弧模型的正确性。     

电弧反射法电缆故障测距中的电弧建模与仿真

准确掌握电缆故障电弧电阻的动态特性对电弧反射法(ARM)电缆故障测距技术研究和设备研制至关重要。为此,在理论推导和大量实验的基础上分析了ARM故障测距时电缆故障电弧的特性,建立了可以模拟ARM方式下电缆故障的通用的Mayr电弧模型,对故障电弧电阻的变化规律进行仿真计算。实验结果表明,电弧电阻仿真计算的平均相对误差不大于12%,最大相对误差不大于29%,满足ARM测距仿真要求,说明了模型的正确性。     

基于MATLAB的电弧建模仿真及故障分析

单相电弧接地故障是中压配电网中的主要故障形式,建立准确的接地电弧模型对于故障分析是十分必要的。文中在MATLAB平台上构建了基于弧隙能量平衡理论的接地电弧模型,通过与实测波形相比较,证明该电弧模型能有效地反映实际接地电弧的特性,并利用小波变换,提取电弧电压、电流的暂态信息,对故障信号的奇异点进行分析,确定故障时刻。     

光伏直流系统故障电弧检测方法研究综述

直流故障电弧,特别是串联故障电弧,是光伏系统（PV）发生火灾的重要原因。如果不及时发现和中断,此类危险事件可能导致灾难性火灾,将对人类安全和财产构成严重威胁。首先,文中分析了直流故障电弧发生的机理和故障特征;其次,综述了近几年光伏系统中直流故障电弧检测、定位方法。对最近发表的论文进行技术细节的总结和讨论;最后,针对直流系统,从实际应用的角度出发指出了当前亟需解决的问题,并展望了未来直流故障电弧检测以及故障电弧定位的应用场景和研究方向。