开关设备中的故障电弧及其防护

开关设备中的故障电弧会给人身和设备安令造成极大的危害，这个问题引起国际社会的高度关注。文章介绍了故障电弧的实际危害，国际电上委员会对故障电弧试验的最新规定，故障电弧的防护措施以及介绍一种故障电弧防护装置。     

开关设备中的故障电弧及其防护

开关设备中的故障电弧会给人身和设备安全造成极大的危害，这一问题已引起社会的高度关注。本介绍了故障电弧的实际危害，国际电工委员会对故障电弧试验的最新规定，故障电弧的防护措施以及一种故障电弧的防护装置。     

BA1—10金属封闭开关设备内部故障电弧效应及其防护

介绍了金属封闭开关设备因电弧短路而引起的开关柜内部故障原因及物理过程,以及防止故障的办法和相应的改进措施。     

低压成套开关设备内部故障电弧研究

介绍了低压成套开关设备内部故障电弧,结合标准GB/Z 18859—2002及IEC/TR 61641,对低压成套开关设备进行内部故障引弧试验并对试验现象进行分析,阐述了引起内部故障电弧的原因,通过对样机进行合理优化改造设计,并采取了必要的故障电弧防护措施,使得顺利通过试验,为通过引弧试验提供了参考。     

低压配电领域中的故障电弧防护

综述国外近年来在电弧故障防护方面的研究成果。在阐述故障电弧物理现象的基础上,介绍了故障电弧防护标准。在分析了目前常用的几种常规保护线路后指出,它们并不能对故障电弧进行全面保护。分析了故障电弧产生的原因,并给出了防护措施。重点介绍国外几个实用的故障电弧防护系统。最后对我国开展电弧防护技术的工作提出建议。     

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。     

中压开关柜内部故障电弧计算及防护措施

中压开关柜内部故障电弧引发的事故是较为严重的常见事故之一,笔者总结了现场事故发生的原因,经过分析计算和试验研究,提出了防止内部故障发生及结构改进的措施,研究表明,合理改进开关柜的外壳结构可有效避免事故的扩大,加装弧光保护装置可有效减少电弧对开关柜的损伤。     

低压配电领域中的故障电弧防护(续)

综述国外近年来在电弧故障防护方面的研究成果。在阐述故障电弧物理现象的基础上,介绍了故障电弧防护标准。在分析了目前常用的几种常规保护线路后指出,它们并不能对故障电弧进行全面保护,分析了故障电弧产生的原因,并给出了防护措施。重点介绍国外几个实用的故障电弧防护系统。最后对我国开展电弧防护技术的工作提出建议 。     

中压开关柜中内部电弧故障的计算方法和防护措施

采用合适的计算方法模拟开关柜内部电弧故障,不仅可以缩短新品开发周期,而且可大大节省费用,同时可为开发耐内部电弧故障的成套设备提供科学依据,以便采取相应措施,确保操作人员、配电设备,甚至配电房的安全。笔者简单叙述了内部电弧故障的基本物理现象,讨论了几种数学计算模型,并提出了一些防护内部电弧故障的措施。     

电弧故障的防护可否提供电弧闪络保护？

众所周知,电弧故障对操作工人及设备可产生很大的危险。电弧故障产生的超热气体以及非常危险的电弧物质可导致严重的人身伤害,甚至死亡。电弧故障可发展为大火,从而损坏整个配电盘,甚至会损坏周围的设备。问题是,如何提供电弧故障防护？     

Review of protection and fault handling for a flexible DC grid

With the development of power electronics technology, the flexible DC grid will play a significant role in promoting the transformation and reformation of the power grid. It is immune to commutation failure and has high flexibility in power control and renewable energy grid integration. However, the protection and fault handling technology for a flexible DC grid is a big challenge because of the limited overcurrent capability of the converters. This paper summarizes the development of the flexible DC grid, and analyzes the fault characteristics in detail. Next, the applicability, advantages and disadvantages of the existing protection principle, fault isolation and recovery schemes are reviewed. Finally, the key problems and development trend of the future flexible DC grid are pointed out and forecasted respectively.     

基于小波包去噪与EMD的故障电弧检测算法研究

经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,简称EMD)方法是一种被广泛应用于故障诊断领域的信号处理方法,但是分解的结果容易受到高频噪声的干扰。因此本文提出利用小波包去除噪声,同时利用EMD分解进行故障电弧信号处理的研究方法。首先根据国标GB/T 31143-2014搭建故障电弧实验平台,采集故障电弧信号,利用小波包去除信号中的噪声,然后利用EMD方法对正常电弧和故障电弧进行分解得到一系列本征模态分量,通过计算求出这些分量的能量熵并进行归一化处理得到特征向量,最后进行支持向量机(SVM)训练,进而诊断得出故障电弧的故障类型。实验结果表明该方法可以有效准确地对故障电弧进行判断。     

电阻型故障限流器电流转移特性研究

电流转移过程是电阻型故障限流器中的关键问题。针对基于真空开关与电阻并联的限流器中电流由真空电弧电流向并联限流电阻的转移特性进行研究。搭建了基于真空开关与限流电阻并联的试验研究平台,采用高速CMOS相机拍摄电弧,观测真空电弧转移过程中电弧发展变化。通过研究电流大小(5～15 k A)、限流电阻大小(10～4500 mΩ)、燃弧时间、电流频率等对电流转移时间、转移完成时刻电流等的影响,获得了电流转移特性的数学描述。讨论了横向磁场对电流转移特性的影响,为电阻型故障限流器的结构及优化奠定了基础。     

弧光保护关键技术研究

随着电力行业的快速发展,110 kV及以上电压等级均已有比较成熟的保护措施,6 kV（10 kV）到35 kV这个电压等级范围内的厂用中压配电开关柜为供电系统的供电枢纽,在发生内部故障时是否能迅速切除故障,对全厂（变电站）配电系统的安全运行至关重要。目前各电网公司在35 kV及以下配电柜正逐步应用弧光保护,弧光保护技术也是现今中国继电保护领域一项突出的技术进步。采用弧光保护系统,从弧光故障到跳闸时间可以做到小于4 ms,远远快于传统的继电保护装置,保护人员和设备不受到弧光的危害。电弧光保护技术在电力领域已     

考虑弧长动态变化的配电网电弧接地故障建模及辨识

目前针对配电网电弧故障的研究大多忽略电弧弧长变化因素的影响,电弧故障模型与实际配电网电弧故障相差较大,电弧接地故障辨识不准确。为此,搭建了考虑弧长动态变化的电弧接地故障模型。在此基础上,分析了电弧接地故障稳态零序电流的时域波形差异,提出了一种基于稳态零序电流加权欧式距离的电弧接地故障辨识方法,实现对电弧故障的有效辨识。利用PSCAD搭建10 kV配电网模型,大量电弧接地故障仿真实验结果表明,所提电弧故障模型准确有效,可以准确描述电弧电流、电压和故障特性。所提辨识方法能够准确辨识故障类型,且所提方法不受故障初相角、故障位置的影响,为配电网故障精准可靠感知提供依据。     

消弧线圈接地机组的定子基波零序电压保护误动分析

为了分析传递电压对机组定子接地保护的影响,以消弧线圈接地机组的定子接地保护误动为例,分析了传递电压自由振荡过程,得出传递电压延时衰减特性是导致保护误动的主要原因。通过对传递电压特征频率的研究,提出了一种快速判别机组补偿方式的方法,并通过PACAD仿真进行了验证。针对定子接地保护误动原因,完善了保护的传递电压闭锁逻辑,实现了在不牺牲保护快速性及灵敏性的前提下消除了传递电压的影响。实践证明,采取措施以后效果良好。     

便携式电弧光保护测试仪的设计及应用

电弧光保护装置已在变电站得到应用和验证,但目前对已施工完毕的电弧光保护装置的功能和性能缺乏测试设备进行定量检验。为了检测已安装的电弧光保护装置的性能,通过相关研究,设计了便携式电弧光保护测试仪。该设备主要包括主控模块、逆变模块、光源发生器、开关量检测模块、上位机软件等。测试仪可以实现输出定量的弧光强度和电流幅值,并对保护装置动作时间进行精确计时。通过各方面功能测试,其测试过程和结果显示,便携式电弧光保护测试仪满足相关标准对弧光保护装置主要技术性能的检定要求。     

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。     

Pantograph-catenary arc test apparatus for high-speed railway

With the continuous increase of train speed, undulations of catenary and vibrations of the pantograph head result in generating pantograph-catenary arc frequently, intensifying the abrasion between pantograph strip and catenary wire, which has seriously influenced the current collection and safety of electric multi units (EMU). It is necessary to study the pantograph-catenary arc in immediately. Some researchers develop a few pantograph- catenary arc testing equipment, which couldn’t really reflect the operating condition of pantograph-catenary system. In this paper, the pantograph-catenary arc test apparatus was developed, which simulated the flexible and straight contact of pantograph strip and catenary wire, based on the coupling relationship between pantograph and catenary. The equipment was used to research the electrical parameters of the pantograph-catenary arc and the dynamic contact resistance.     

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。