電氣火災故障電弧探測器的研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，生產(chǎn)和居民用電日益增高，電氣火災事故的發(fā)生也日益增多。如何有效檢測電氣火災的原因，降低電氣火災事故的發(fā)生率及造成的生命財產(chǎn)損失，成為當今社會安全用電的研究重點。建筑物低壓配電系統(tǒng)中，現(xiàn)有預防電氣火災的保護裝置，主要對過載、短路等引起的過電流及由接地故障產(chǎn)生的剩余電流起到檢測作用。當發(fā)生易引起電氣火災的串聯(lián)型故障電弧時，因故障電流值低于傳統(tǒng)保護裝置的動作閥值，不能全面、有效的預防電氣火災，致使我國每年因電氣故障引發(fā)的火

2、災，居其他原因引發(fā)火災的首位。
　　 首先，本文對課題的研究背景，目的及意義，電氣火災發(fā)生的原因，電氣火災監(jiān)控設備國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及成果，故障電弧檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀做綜述性的分析，分析了故障電弧檢測有待解決的關(guān)鍵問題。
　　 其次，為了分析故障電弧的特性，本文搭建了一個模擬低壓配電線路中故障電弧的實驗平臺，使用電流互感器采集回路負載變換時的故障電弧電流波形，分別模擬阻性負載，感性負載，阻感性負載時發(fā)生的故障電弧。通過大量

3、的故障電弧實驗，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，通過檢測電流信號中是否具有周期性奇異性點來判斷是否發(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)，采用小波逼近法進行電流信號分析。在判斷電流信號奇異點時，通過逐步減小閾值的方法來最終確定小波變換系數(shù)的模極大值。為了進一步消除供電線路噪聲的影響，系統(tǒng)通過計算奇異點間的距離，來判斷奇異性點是

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間超過5個半周期即可報警。
　　 最后，論文研究了系統(tǒng)硬件、軟件的設計，硬件設計主要包括芯片的外圍電路，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，信號調(diào)理電路，電源電路和通信電路模塊的設計。軟件設計采用了由頂向下的設計方法，完成了電氣火災故障電弧探測器的功能設計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，故障報警程序以及通信程序。通過實驗，表明了本系統(tǒng)能有效地對