基于电磁信号的故障电弧检测及其定位算法研究

【摘要】：统计表明电气火灾多年来都处于各类火灾统计数的前列,而故障电弧是引起电气火灾主要原因之一。随着电器设备的多样化和应用普及化,建筑电气线路日益复杂的背景下,有效检测建筑电气线路中故障电弧尤为重要。故障电弧发生时,除工频线路电流与电压波形会产生变化外,其电弧放电过程中也会产生电磁信号,高频暂态电流,据此,论文提出了一种基于电磁信号的故障电弧检测方法。论文首先从微观角度研究了放电机理与放电过程,基于粒子网格-蒙特卡罗方法建立了建立了尖端放电仿真模型。通过对放电过程的仿真,研究了电弧初始放电阶段的带电粒子运动特性、放电脉冲电流的特性及其所激发电磁信号的机理。然后基于现有的局部放电特高频检测方法提出并研究了基于电磁信号的故障电弧检测方法。论文综合利用特高频天线,高频电流等传感器,对不同负载的故障电弧进行检测,验证了基于电磁信号的故障电弧检测方法的可行性。在电弧故障源定位方法方面,论文重点研究了基于到达时间差定位算法,并通过理论分析和仿真试验,对算法中时延估计的误差进行了分析,对故障电弧定位算法做了优化,并通过试验论证了优化算法的可行性。