低壓串聯(lián)故障電弧特性研究.pdf

1、隨著電氣技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對用電需求日益增長，近幾年電氣火災(zāi)發(fā)生數(shù)呈逐年上升趨勢，電氣火災(zāi)防范刻不容緩。而線路中的故障電弧是引發(fā)電氣火災(zāi)的主要原因之一，超過半數(shù)的電氣火災(zāi)均是由故障電弧引起的，由于故障電弧而引發(fā)的火災(zāi)事故的嚴(yán)重性問題已引起了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。低壓配電系統(tǒng)中的串聯(lián)故障電弧具有燃燒隨機、能量集中、持續(xù)時間長、不易發(fā)現(xiàn)等特點，而當(dāng)前常規(guī)斷路器主要起過流、漏電等故障的保護(hù)，無法有效、準(zhǔn)確地識別線路中的串聯(lián)故障電弧，及時切斷故障

2、線路，進(jìn)而導(dǎo)致電氣火災(zāi)發(fā)生。在我國，由于對串聯(lián)故障電弧的研究起步較晚，相關(guān)的學(xué)術(shù)成果與國外相比有較大差距，故障電弧斷路器的相關(guān)產(chǎn)品在國內(nèi)也尚屬空白，因此研究串聯(lián)故障電弧的特性，對減少我國電氣火災(zāi)的發(fā)生，保證人民財產(chǎn)安全具有重要意義。
　　本文首先對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析與解讀，總結(jié)了當(dāng)前學(xué)者們對故障電弧特性的研究成果，并指出傳統(tǒng)斷路器在防治串聯(lián)故障電弧方面的不足。同時本文推測，國外的大部分研究成果并不完全適用于我國的用電情況與安

3、全用電需求，負(fù)載的類型與功率的大小會對故障電弧的特性造成影響。
　　其次，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)與國外標(biāo)準(zhǔn)，本文自行設(shè)計、搭建了串聯(lián)電弧試驗平臺，模擬線路中發(fā)生串聯(lián)故障電弧的情況，并對常見的負(fù)載類型及代表性負(fù)載進(jìn)行了總結(jié)與分類。通過采集不同情況下的電流數(shù)據(jù)，分別獲得了獲得了純阻性、帶火花、感性、開關(guān)電源等各類型負(fù)載下，正常與故障兩種狀態(tài)下的線路電流數(shù)據(jù)。之后利用 MATLAB及Simulink中的Powergui組件計算出電流的各時域與頻域

4、指標(biāo)，如電流的“零休”時間、平均值、有效值、電流上升率等，以及各奇、偶次諧波因數(shù)等，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了對比與分析。證明了串聯(lián)故障電弧的各時域指標(biāo)與頻域指標(biāo)均會受到負(fù)載功率與負(fù)載類型的影響，其中時域指標(biāo)受到的影響更大，單純利用各時域與頻域指標(biāo)的數(shù)值無法有效檢測出線路中的串聯(lián)故障電弧。
　　針對故障電弧的各指標(biāo)易受負(fù)載類型與負(fù)載功率影響這一問題，本文利用統(tǒng)計學(xué)知識對各時域與頻域指標(biāo)進(jìn)行了平均值與波動率(方差)方面的統(tǒng)計與對比，總結(jié)出了