基于混沌系统功率谱特征的触电信号识别研究

针对低压电网剩余电流保护中从总剩余电流中提取触电支路电流的难题,利用混沌系统对初始条件敏感及对噪声免疫的特性,提出基于混沌系统功率谱特征的触电电流检测方法。根据混沌系统混沌状态与周期状态具有相异的功率谱特征,提出利用系统对数功率谱的波峰数P作为判断两种状态的定量指标,分别自动检测出原混沌系统及加入待测信号后系统的临界状态,从而实现触电电流的提取。仿真结果表明,提议方法的检测值与实际值的平均相对误差为6.82%,满足工程计算的要求,能够从总剩余电流中检测出触电电流,对于开发新一代剩余电流保护装置具有一定的参考价值。     

基于BP神经网络的低压配电网生命体触电识别方法研究

现有剩余电流保护器多以总剩余电流有效值作为动作判据,阈值固定,且无法识别触电类型,因而提出基于自适应阈值和BP神经网络的低压配电网生命体触电识别方法。总剩余电流信号经Mallat算法消噪处理,由得到的低频分量构造出自适应阈值,用于确定触电发生时刻,提取能表征生命体特性的统计量特征,对BP神经网络进行训练,建立触电类型识别模型。物理仿真实验表明,该方法能够满足剩余电流保护器所要求的速动性和可靠性,触电类型识别准确率达99.93%,对于开发新一代剩余电流保护器具有参考价值。     

基于椭圆域分割的触电电流混沌检测方法研究

针对从低压电网的总剩余电流中提取触电支路电流的难题,利用混沌系统对初始条件敏感及对噪声免疫的特性,提出基于椭圆域分割法的触电电流混沌检测方法。在混沌系统的二维相轨迹图中引入椭圆域分割线,通过其输出的高低电平表示相轨迹穿越椭圆域分割线的状态,根据输出的低电平次数定量判别混沌系统所处的状态,从而实现触电信号的提取。利用待测信号相位和系统状态存在的对应关系,确定待测信号初相位并修正,以提高该方法的检测精度。针对195组触电信号检测结果表明,相位修正前、后的检测误差从32.5%减小到4.1%,检测信噪比由[0, -50 dB]增加到[0, -63 dB],所提议的方法能够从包含强噪声的总剩余电流中检测出触电电流,为新型剩余电流保护装置的开发提供一定的参考价值。     

触电信号暂态特征提取及故障类型识别方法

针对传统剩余电流保护装置只能监测到总泄漏电流信号大小,但不能根据监测到的总泄漏电流信号自动分类和识别触电类型,提出了一种基于统计特征参数与支持向量机的触电信号暂态特征提取及故障类型识别的新方法。该方法首先针对3种生物体触电总泄漏电流故障信号提取出表征图谱特征的29个时域和频域统计特征参数,然后采用主成分分析法对特征空间进行降维处理得到5个新的特征量,将降维后的特征量输入到支持向量机中进行分析,利用粒子群算法优化支持向量机模型参数,并与GA-SVM,CV-SVM进行了对比分析。结果表明,PSO-SVM的识别率最高,能够有效地诊断触电信号故障类型。     

消除剩余电流动作保护器保护“死区”的研究

在三相或三相四线供电线路中,三相对地泄漏电流的合成电流幅值、相位随时在发生变化。目前,在低压系统中运行的剩余电流动作保护器不能对360°相位内随时变化的漏电(触电)信号进行跟踪检测,只能进行局部检测,即不具备鉴相功能,称作保护"死区"。为使保护器正确可靠动作,无论线路泄漏电流合成处于何相位,只要达到保护器额定动作值,应按整定时间跳闸,实现无"死区"保护。     

触电事故特征改进近似熵检测方法

为了有效减少人身触电事故的发生,针对低压系统,给出一种基于近似熵的触电特征快速检测方法。利用滑动时间窗计算单通道测量所得总剩余电流的近似熵值。根据近似熵变化规律识别触电事故特征。并针对近似熵算法存在的计算冗余问题,提出一种改进近似熵算法,以此减少触电特征检测时间。对IEC人体电阻抗模型、实验用兔和小树枝进行低压实验,并利用数据验证该方法。结果证明,触电特征近似熵检测方法具有噪声鲁棒性、不受总剩余电流幅值和触电方式影响的特点,采用改进近似熵算法缩短了触电特征检测时间,能满足工程应用需要。     

一种新的基于小波变换和混沌理论的触电信号检测方法

提出一种集小波多分辨分析和李雅普诺夫指数于一体的触电电流混沌检测新方法。该方法对触电前后的总泄漏电流进行消噪和滤波,根据混沌系统从混沌状态到大尺度周期状态的分岔行为具有对小信号敏感性和对噪声免疫性的特性,将最大李雅普诺夫指数作为判断混沌系统相变的量化依据,自动判别触电前后混沌系统的临界状态,从而计算出其中包含的触电电流分量。仿真结果表明,该方法能够从包含强噪信号的总泄漏电流中检测出微弱的触电电流信号,对于开发新一代剩余电流保护装置具有一定的参考价值。     

一种新的基于小波变换和混沌理论的触电信号检测方法

提出一种集小波多分辨分析和李雅普诺夫指数于一体的触电电流混沌检测新方法.该方法对触电前后的总泄漏电流进行消噪和滤波,根据混沌系统从混沌状态到大尺度周期状态的分岔行为具有对小信号敏感性和对噪声免疫性的特性,将最大李雅普诺夫指数作为判断混沌系统相变的量化依据,自动判别触电前后混沌系统的临界状态,从而计算出其中包含的触电电流分量.仿真结果表明,该方法能够从包含强噪信号的总泄漏电流中检测出微弱的触电电流信号,对于开发新一代剩余电流保护装置具有一定的参考价值.     

多参量融合的路灯触电事故检测方法研究

针对路灯触电事故发生时触电电流幅值相对较小、且叠加于线缆及灯具的固有剩余电流之中,从而导致其难以准确检测的问题,提出一种多参量融合的路灯触电事故检测方法。该法通过采集路灯系统集总剩余电流、灯具电流和相电压信号的瞬时值,分别计算其中疑似人身触电事故剩余电流分量、随机容性剩余电流分量和负载电流有效值变化率的归一化特征量,进一步利用模糊逻辑器将这些特征量进行融合处理得到人身触电事故综合特征识别系数后,与经验阈值比较从而判别是否有人身触电事故发生。实验和工程应用结果表明,该方法可有效提高路灯照明系统中人身触电事故的识别准确性。     

漏电保护器在低压电网中的应用

0 概述 漏电保护器是一种利用检测被保护的低压电网内部所发生的相线对地漏电或触电电流的大小而作为发出跳闸信号并完成跳闸任务的保护电器。正常情况下,低压电网相线对地漏电电流(对三相电网则是不平衡泄漏电流)较小,达不到漏电保护器的动作值,因此漏电保护器不会动作。当被保护低压电网内发生漏电或人身触电等事故时,通过漏电保护器检测元件的电流达到动作电流值时,这时漏电保护器就会发出跳闸指令,使其所控制的电路断开,从而起到漏电或触电保护的作用。     

TN-C-S系统双突变量电流分离漏电保护方法

针对低压配网TN-C-S系统固有剩余电流大、多级剩余电流漏电保护难以投入的问题,提出一种基于剩余电流和不平衡电流突变向量的电流分离漏电保护方法。首先,分析TN-C-S系统剩余电流成分,提出负荷投切不影响剩余电流向量与不平衡电流向量之比M,而单相接地故障发生时刻会导致M值突变。其次,利用低压配网负荷投切频繁的特点连续更新M值,实时计算系统漏电流突变幅值,以漏电流突变幅值越限作为故障判据。仿真和实测数据表明,所提方法对50 mA以上漏电故障的正确识别率达99%以上,变压器出口处可靠动作阈值可低至70 mA,能够满足TN-C-S系统多级漏电保护的灵敏度要求。     

基于自适应算法的触电事故电流检测

针对如何快速有效检测触电事故电流的问题,给出了一种基于自适应算法的触电事故电流检测方法。基于自适应滤波原理,建立了自适应触电电流检测模型,并结合归一化最小均方(N-LMS)算法对测量的总剩余电流噪声消除和自然剩余电流分离,实现了触电事故电流的检测。利用触电实验的实测数据对该方法进行验证,并与增量检测法、BP神经网络检测法、最小二乘支持向量机(LS-SVM)检测法以及电流幅值检测法进行比较分析。仿真结果表明,基于自适应算法的触电事故电流检测方法具有响应时间短、噪声鲁棒性好并且能有效消除保护动作死区的优点,对新一代剩余电流保护装置开发有一定的参考价值。     

基于滑动去趋势波动分析的触电特征检测方法

针对低压配电网的剩余电流保护装置无法识别触电特征,提出了一种基于去趋势波动分析的触电特征检测方法。采用滑动去趋势波动分析算法分别计算触电前、触电时、触电后不同区间的标度指数,基于标度指数的变化趋势可实现触电特征的检测。通过单相触电实验和仿真分析,验证了方法的有效性。该方法具有抗噪性强,不受剩余电流幅值、触电方式影响的特点,为剩余电流保护装置的改进提供一个新思路。     

基于奇异值差分谱熵复杂度的生物触电信号识别研究

为解决触电信号由于不确定性而难以识别等问题,引入复杂度概念,并基于奇异值差分谱熵构建复杂度指标,提取触电电流所具有的不确定的潜在规律及关系映射,实现生物触电故障信号识别。首先,通过对触电电流信号进行Mallat变换,建立Hankel矩阵,分析矩阵构造方式与信号奇异值分布规律的关系,得出适用于分离信号成分的矩阵设定准则;随后对矩阵进行奇异值分解,采用奇异值差分谱和信息熵概念相结合的信号处理方法,提取了触电信号的奇异值差分谱熵;最后,为反映观测电流信号奇异值分解后各成分的差异性,进一步放大触电信号特征,提出触电电流Mallat-奇异值差分谱熵复杂度算法,对触电故障进行特征表达。经仿真、分析和验证,结果表明:该复杂度指标对于信号的不确定性较为敏感,可以有效地反映出被测电流信号时频域特征从周期性轨迹到非周期性轨迹的变化,完成触电电流各成分变化的定量化表征,经过对比实验验证所提方案具有较好的抗干扰能力。     

基于用电信息采集的剩余电流监控系统的设计研究

低压电网漏电容易引起人身触电伤亡事故,因此研究剩余电流监控系统很有必要。为此,文章从分析当前低压电网存在的各种漏电安全隐患入手,在用电信息采集系统原有的主站、采集通道、采集设备的基础上,进行必要的软、硬件升级,提出了低压电网剩余电流监控系统的设计方案。该方案能较好地实现低压电网漏电监控,为后续研究者提供了一种全新的思路。     

低压配电的触电保护技术及其发展

长期以来,低压配电网人身触电事故时有发生,触电已成为社会公共安全的一大风险。触电保护是一项系统工程,涉及剩余电流保护技术与低压接地型式两大方面内容以及两方面技术的协调配合问题。首先介绍剩余电流保护技术和触电故障识别方法的研究和应用现状,阐述低压配电网、用电设备的接地型式以及触电保护的合理配置,分析实际运行中在配电网侧与用户侧接地和保护的协调配合中存在的问题及安全风险,最后对当前低压配电触电保护技术需进一步研究和完善的问题进行了总结与展望。     

基于小波包能量的漏电保护方案研究

现有剩余电流保护器多以总剩余电流或故障电流有效值作为动作判据,阈值固定,难以识别触电类型。为了减轻因人身触电事故造成的严重后果,针对低压配电网,文中研究了一种基于小波包能量的漏电保护方案。利用滑动时间窗计算剩余电流的小波包能量相对熵,根据相对熵的变化大小判断是否为生命体触电,并在此基础上提出了漏电保护方案。文中模拟了电阻、猪肉和兔子等不同触电类型的实验,实验结果证明所提方法的正确性和有效性,对于开发新一代剩余电流保护器具有参考价值。     

基于Kalman滤波算法的电网故障行波检测方法

行波检测是电网故障行波定位与行波保护技术的关键。为提高在含噪环境下行波检测的准确度与可靠性,本文提出了一种基于Kalman滤波算法的电网故障行波信号检测方法。该算法首先对电网电流信号进行分析,选取基波以及各次谐波作为状态变量建立状态空间,在此状态空间中利用Kalman滤波算法,实现对电网故障电流信号的预估及校正;由此得出校正后的电网电流信号幅值,利用幅值的奇异点进行行波检测分析,记录行波的到达时刻。仿真分析表明,Kalman滤波算法在不同的故障条件下均可准确检测出行波信号;在含噪声情况下和微弱信号下,相比于Hilbert-Huang变换和小波变换,Kalman滤波算法能有效提高电网故障行波定位的准确度与可靠性。     

剩余电流动作保护器在低压电网中的作用

在当前中国低压电网的具体条件下,安装剩余电流动作保护器作为安全技术措施的重要后备保护措施,对防止人身触电伤亡事故、防止电气设备损坏事故和接地故障引起的电气火灾事故效果是明显的,因此,是目前低压电网安全用电不可缺少的安全保护措施。     

染污绝缘子安全区泄漏电流检测中去除信号干扰方法

针对染污绝缘子安全区泄漏电流信号包含大量噪声干扰、很难准确提取其有效特征量的问题,利用4种小波阈值去噪方法对不同信噪比的实测安全区泄漏电流信号进行去噪,提取去噪前后的泄漏电流波形、有效值以及3次谐波与基波幅值比这3个特征量,对比分析了其去噪效果,优选出最适合安全区泄漏电流特征量提取的小波去噪方法。通过分析得出在信噪比大于1.0时,对于安全区泄漏电流波形和有效值,自适应阈值是最佳的去噪方法;对于3次谐波与基波的幅值比,4种阈值去噪法获得的比值对真实比值的逼近效果基本一样。综合比较实测信号提取的各个特征量去噪前后的效果可知,自适应阈值法是提取安全区泄漏电流特征量的最佳去噪方法。