故障电弧的识别及防护方法的研究

发布时间：2017-11-22 03:11

  本文关键词：故障电弧的识别及防护方法的研究

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【摘要】：随着我国经济水平的不断提高,人们对于生活质量的要求越来越高,其中对家用电器质量和安全性能的要求比较突出。由于产品质量或人为操作不当等原因,家用电器发生故障从而引发电气火灾的频率逐步增高,这对人们生活的危害日益严重。过热型和电弧型是传统意义上电器火灾的两种类型,主要是由于漏电、短路、过负荷、电弧故障等原因引起的。现有的电气保护系统中的各种继电器、断路器能够很好地识别漏电、短路、过负荷等原因引起的过电流或过电压,及时的动作起到保护作用,对过热型电气火灾能够起到很好的预防。而由于电弧故障具有电流小、温度高、持续时间短等特点,很难被线路中现有的保护继电器和断路器所识别。因此,对电弧故障进行研究,找寻高效电弧故障检测和识别方法,研发适合我国电气特性的电弧故障断路器具有重要意义。由于国内外的低压配电环境不同,国外已经成型的故障电弧检测方法和检测标准并不完全适合我们国内。本论文以国内低压配电环境为基准,对于电弧故障技术展开研究,根据UL1699标准搭建电弧故障实验平台,采集典型负载实验数据,利用MATLAB进行仿真和分析,研究故障电弧的特性,提出改进的故障电弧检测技术方法,通过对电弧故障特征以及仿真结果的分析,提出检测故障电弧的判据和方法,并在此基础上研制了电弧故障断路器。本论文的重点在于对电弧故障检测方法的分析和研究,以故障电弧电流高频谐波含量较高为依据,提出了一种基于添加节点前奇抽取的小波变换电弧故障检测方案。原始的小波变换在小波分解和重构的过程中,会出现频谱混叠的现象,大大降低了检测的准确性。本论文在原始小波变换的基础上,添加了节点前奇抽取,与偶抽取相结合,提出了一种基于添加节点前奇抽取的抗频谱混叠的改进小波变换算法,消除了频谱混叠的现象。根据改进小波变换算法制定串联故障电弧检测方法,基于此检测方法,进行故障电弧断路器硬件设计和软件设计,完成了故障电弧断路器的最终设计。对于研制的故障电弧断路器进行了漏检试验和误动作试验,试验结果表明本文研制的故障电弧断路器能够准确检测到线路的故障电弧,同时准确的区分正常电弧和故障电弧,及时的断开回路,保护线路和设备的正常运行。
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM561

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本文编号：1213250