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。     

中压电缆网接地故障的电弧建模及仿真研究

在中压电缆网络中,很容易发生单相接地故障,其中电弧接地故障所占比例较高,且其过程复杂,难以模拟。为此提出了新型小电流方式电弧模型。研究了现有的经简化的电弧模型,并用Matlab对现有模型进行仿真分析。在此基础上,以小电流接地方式的中压电缆网络为背景条件,对电弧模型的参数进行改进,得出电弧模型的电压电流特性,用Matlab对改进后的电弧模型进行验证。与实际情况的物理量进行比较,证明所得改进电弧模型的可应用性。仿真结果证实所提出模型能更合理地贴近于真实故障情况,为下一步电缆网络故障分析的研究奠定了重要技术基础。     

10kV交联聚乙烯电缆内部多形态间歇性电弧故障建模

间歇性电弧是电缆故障初期发展阶段的重要过程,该文以我国配电网中广泛使用的10kV交联聚乙烯电缆为研究对象,通过实验分析发现,电缆内部电弧与常规弧光对地击穿电弧波形存在明显差异,并在其发展过程中呈现出多种波形形态。该文通过梳理总结电缆内部间歇性电弧在随机演变中的共性,将其归结出振荡间歇性电弧、稳态间歇性电弧、半稳态间歇性电弧三类主要形态。从帮助电缆故障分析的外特性重现角度,以黑箱建模思路分别基于高斯随机脉冲、弧隙能量平衡理论和占比控制,构建出三类主要电弧形态的控制模型,并根据实验样本数据统计出各模型控制参数的分布范围。所提模型利用PSCAD仿真软件得到实现,与实验波形的对比表明,该文所构建的多形态电弧模型能有效模拟出三类间歇性电弧的主要特征。该多形态间歇性电弧的发掘丰富了电缆电弧的随机多样性,为电缆初期故障分析提供了新的模型基础。     

扁平电缆线故障测试系统的设计与实现

介绍一种扁平电缆线压接插头后的故障测试系统，系统使用的核心芯片为AT89C51，给出了硬件电路及软件流程图。     

10kV电缆单相电弧接地故障引燃隧道的火灾动态仿真

电力电缆隧道火灾已经成为威胁城市电网安全的重要问题.为探究电缆隧道火灾的致灾机理,提出了一种研究电缆电气故障引发隧道火灾的动态仿真方法.首先,根据电缆内部电弧故障实验结果建立电缆接地电弧的数学模型;然后,采用电缆单相电弧接地故障的平均功率和电缆燃烧的单位面积热释放速率组成火源模型;最后,以典型电缆隧道为例进行火灾动态仿...     

一种电弧引燃电缆的电气火源模拟方法

模拟故障电弧引燃电缆的火源对电缆火灾模拟试验和防火性能评估十分重要,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,本文开发了一种基于电弧的火源。首先,本文分析了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,对比研究了工频交流电压和20 kHz交流电压条件下金属护套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。进一步提出了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。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。     

基于单片机仿真器的单片机应用电路板故障测试系统的研究

对单片机应用电路板的故障测试进行研究,提出解决单片机应用电路板故障测试技术难题的解决方法,介绍测试系统的组成.根据文中提出的方法研制成功具有实用性的单片机应用电路板测试系统.     

控制电缆接地故障测试引发的思考

在故障测试中，数字式万用表担任着很重要的角色，如果使用不当或没能很好地掌握该仪表的使用技巧，将会出现误判断，给工作带来不便。2011年11月，在处理一场小雨诱发控制电缆相线接地导致电动机控制电路空气断路器QF1跳闸的故障中，我们偶然发现用数字式万用表（蜂鸣挡）的红、黑表笔分别对地进行接地测试，会得到两种截然不同的测试结果。     

精确击穿电弧模型仿真及分析

电缆故障电弧的动态特性对电缆故障测距起着至关重要的作用。故障电弧是由于过电压击穿空气而产生的。通过大量的理论分析研究和仿真对比,设置击穿电压为门限值,采取将击穿时刻提取出来,建立应用在电路故障测距的基于TACS开关精确三段式击穿电弧模型,对故障电弧的特性进行仿真计算。结果与实际电弧的动态特性相吻合,验证了该模型的正确性。     

故障电弧模拟测试系统及不确定因素的研究

针对低压系统故障电弧问题设计了一套故障电弧模拟测试系统,该系统含有上位机模块、下位机控制模块等,可以实现切割电缆、碳化路径及点接触3种类型故障电弧输出。同时,采用Logistic识别算法作为故障电弧保护电器检测的辅助判据。通过对系统中存在的不确定因素进行分析,选取切割电缆模块中的切割速度、电缆线径与电流幅值,以及点接触模块中的拉弧速度与接触面积作为主要影响因素进行研究。研究表明,在特定条件下电流零休时间会呈现趋势性变化,改变单一条件可使其变化1 ms左右。依据研究结果选取最合适的起弧条件,以提高故障电弧保护电器检测结果的准确性。     

电力电缆的故障判断及处理

对高压电力电缆的故障原因进行了深入分析，并有针对性地提出一系列有效处理措施，确保电力电缆在供电行业安全可靠运行。     

电弧故障保护电器动作特性测试分析系统

针对电弧故障保护电器动作特性测试项目多、操作复杂、试验效率低等问题,研究了一种电弧故障保护电器动作特性测试分析系统。利用电磁开关设计综合试验电路,以开关的状态作为控制和观测量,实现综合试验电路的自动化控制及其状态监测;采用基于电压和机械位移量的机电耦合反馈控制策略,改善电弧故障模拟装置的运行性能,提高电弧故障模拟的成功率;同时,上位机平台对下位机硬件设备的运行状态进行控制和监测,并实时采集电弧电压和电流波形。测试系统不仅能够实现对电弧故障保护电器动作特性的自动测试,还具有波形采集与存储、测试报告自动生成等功能,大幅度提高试验的自动化水平和试验效率,减少测试过程中人为因素的干扰,为进一步研究故障电弧的形成机理与故障电弧检测技术奠定基础。     

基于RTDS的电弧接地故障自定义建模及仿真分析

电弧接地故障建模仿真对于电气设备的研制和电力系统安全运行的分析具有重要意义。基于实时数字仿真仪(RTDS)平台对电弧接地故障进行建模仿真。对Cassie电弧的连续系统数学模型进行数值逼近,将其转换成离散系统数值递推模型;在RTDS的CBuilder开发环境中创建了可控的Cassie电弧元件模型。通过与Matlab标准模型的测试对比实验,以及电力系统的中性点不接地系统的单相电弧接地故障应用实验,验证了自建元件模型的正确性和有效性。所建电弧模型填补了RTDS仿真模型的空白,采用的建模方法具有普适性,为类似的研究提供参考借鉴。研究成果可以应用于电力系统实时电弧故障仿真以及继电保护设备的实时闭环混合仿真检测。     

基于LabVIEW的航空故障电弧发生装置研制

针对航空故障电弧研究中电弧信号采集繁琐的问题,文中设计了一种基于Lab VIEW的航空故障电弧发生装置。该系统由Lab VIEW上位机、DSP控制系统、电弧发生装置三部分组成。首先,通过Lab VIEW虚拟按键控制电弧发生装置触头移动,引发电弧;其次,利用串行通信将采集的数据传送至Lab VIEW上位机进行实时显示与存储。大量实验测试表明,新设计的实验平台能够实现故障电弧触发的自动控制与电弧特性的准确采集,同时简化了数据采集过程,具有良好的实用性与人性化设计。     

光伏系统故障电弧检测技术综述

为推进光伏系统直流端故障电弧检测技术的发展,概述了光伏系统直流端故障电弧产生的原因及分类,对当前光伏系统故障电弧检测的研究内容、成果及发展方向进行了调研,并分析与其他领域内直流故障电弧特性的差异,着重讨论了基于电流、电压波形和基于频率特性的检测原理和检测方法,最后对光伏系统故障电弧检测技术进行了展望。     

基于VMD-CNN的小电流接地系统故障电弧检测方法研究

构建准确且符合特定场景的电弧模型,研究电弧小电流接地的电流信号特征,并基于可量测电气量信号进行处理,对于及时可靠辨识故障电弧具有重要意义。提出一种小电流接地系统故障电弧的检测方法,通过建立故障电弧模型,基于变分模态分解算法(Variational Mode Decomposition, VMD)和卷积神经网络算法(Convolution Neural Network, CNN)对故障电弧进行准确辨识。首先,采用改进“控制论”电弧模型,基于PSCAD软件平台搭建了典型10 kV配电网仿真模型和接地“控制论”电弧模型。其次,采用变分模态分解算法对故障情况下的电气信号进行处理,得到4组电流信号的固有模态分量(Intrinsic Mode Function, IMF)。然后,提取包含信号基频成分的第一组IMF(IMF1)作为卷积神经网络(CNN)的输入。最后,应用CNN对IMF1进行特征识别,正确辨识正常与电弧故障情境。实验与仿真结果显示,通过利用VMD-CNN识别方法,提高了对原始电流信号识别准确度,能准确检测出故障电弧。     

基于功率平衡的电力电缆故障测距方法

提出了一种电力电缆故障测距方法 ,该方法采用电缆线路的分布参数线路模型 ,根据功率平衡原理推导出故障测距方程 ,并通过搜索迭代方法解之。该方法仅采用线路的单端数据 ,不受过渡电阻的影响 ,无需解复杂的长线方程 ,易于实现。仿真计算表明 ,该方法具有很高的准确性。     

基于电弧电流高频分量的串联交流电弧故障检测方法

通过分析典型负载下电弧电流高频分量在时域与频域表现出的不同特征,提出一种串联交流电弧故障检测方法。该方法利用电弧电流变化率与其有效值的比值以及6~12k Hz频段电流幅值这2个特征参量进行串联交流电弧故障识别;并利用负载启动电流持续时间远远小于电弧电流持续时间的特点,设定电弧故障检测时间阈值,降低负载启动过程对串联交流电弧故障检测的影响。试验结果表明,所提方法能够实现串联交流电弧故障的快速检测,对硬件要求相对较低,简便易行。     

调容式消弧系统的故障选线分析

对现有选线方法进行分析,对选线系统所面临问题进行了探讨,提出了采用消弧线圈和小电流选线一体化思想。当系统单相接地时,通过改变消弧补偿系统的脱谐度来计算各馈线回路的零序电流变化量选出故障线路,试验结果表明,该方法可以准确地实现小电流接地系统单相接地故障的选线,并且无需区分暂态和稳态过程。