電氣火災(zāi)故障電弧探測(cè)器的研究.pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生產(chǎn)和居民用電日益增高，電氣火災(zāi)事故的發(fā)生也日益增多。如何有效檢測(cè)電氣火災(zāi)的原因，降低電氣火災(zāi)事故的發(fā)生率及造成的生命財(cái)產(chǎn)損失，成為當(dāng)今社會(huì)安全用電的研究重點(diǎn)。建筑物低壓配電系統(tǒng)中，現(xiàn)有預(yù)防電氣火災(zāi)的保護(hù)裝置，主要對(duì)過(guò)載、短路等引起的過(guò)電流及由接地故障產(chǎn)生的剩余電流起到檢測(cè)作用。當(dāng)發(fā)生易引起電氣火災(zāi)的串聯(lián)型故障電弧時(shí)，因故障電流值低于傳統(tǒng)保護(hù)裝置的動(dòng)作閥值，不能全面、有效的預(yù)防電氣火災(zāi)，致使我國(guó)每年因電氣故障引發(fā)的火

2、災(zāi)，居其他原因引發(fā)火災(zāi)的首位。
　　 首先，本文對(duì)課題的研究背景，目的及意義，電氣火災(zāi)發(fā)生的原因，電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及成果，故障電弧檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀做綜述性的分析，分析了故障電弧檢測(cè)有待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
　　 其次，為了分析故障電弧的特性，本文搭建了一個(gè)模擬低壓配電線路中故障電弧的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使用電流互感器采集回路負(fù)載變換時(shí)的故障電弧電流波形，分別模擬阻性負(fù)載，感性負(fù)載，阻感性負(fù)載時(shí)發(fā)生的故障電弧。通過(guò)大量

3、的故障電弧實(shí)驗(yàn)，提取能夠描述故障電弧的典型特征。然后提出將小波分析理論用于故障電弧的診斷之中。
　　 第三，該系統(tǒng)以小波分析為工具，通過(guò)檢測(cè)電流信號(hào)中是否具有周期性奇異性點(diǎn)來(lái)判斷是否發(fā)生故障電弧。系統(tǒng)選用并構(gòu)建了正交二次樣條小波作為小波函數(shù)，采用小波逼近法進(jìn)行電流信號(hào)分析。在判斷電流信號(hào)奇異點(diǎn)時(shí)，通過(guò)逐步減小閾值的方法來(lái)最終確定小波變換系數(shù)的模極大值。為了進(jìn)一步消除供電線路噪聲的影響，系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算奇異點(diǎn)間的距離，來(lái)判斷奇異性點(diǎn)是

4、不是具有周期性，從而判斷故障電弧是否真正燃燒及燃燒的半周期數(shù)。一旦故障電弧燃燒時(shí)間超過(guò)5個(gè)半周期即可報(bào)警。
　　 最后，論文研究了系統(tǒng)硬件、軟件的設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)主要包括芯片的外圍電路，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，信號(hào)調(diào)理電路，電源電路和通信電路模塊的設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)采用了由頂向下的設(shè)計(jì)方法，完成了電氣火災(zāi)故障電弧探測(cè)器的功能設(shè)計(jì)并給出了程序流程圖，主要包括數(shù)據(jù)采集程序，故障電弧診斷程序，故障報(bào)警程序以及通信程序。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，表明了本系統(tǒng)能有效地對(duì)