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故障电弧检测的关键技术研究及断路器开发

林章  
【摘要】:由于住宅内电气线路和设备长时间过负载运行或者存在不良电气连接等情况,易发生故障电弧、引发电气火灾。故障电弧发生时,电流较小,一般过流保护设备难以检测。故障电弧断电器(Arc Fault Circuit Interrupters,简称AFCI)在线路发生故障电弧时,能够快速有效检测到故障电弧并断开回路,有效降低电气火灾的发生率。 论文主要内容包括: 一、本文介绍了故障电弧保护的发展背景、现状及前景。介绍了课题的主要研究内容、任务以及可能面临的问题。描述了故障电弧的相关知识以及故障电弧断路器的结构。 二、阐述了国内外3类检测故障电弧的方法,比较了3者之间的优缺点。着重描述了傅里叶变换和小波变换在信号检测领域的应用,提出一种基于Daubechies4阶小波变换的故障电弧检测方法。 三、参照美国UL1699标准搭建故障电弧实验平台,采集各种负载下产生的故障电弧数据,建立数据库,并且在Matlab中进行数据分析,验证了基于Daubechies4阶小波变换的故障电弧检测方法的可行性。 四、着重介绍了故障电弧断路器的硬件设计和程序设计。最后对本文所做的工作进行了总结,并且预测了未来故障电弧断路器的发展前景。 根据本文研制的故障电弧断路器是基于大量故障电弧实验数据、针对国内220V低压单相配电系统设计的,具有体积小、安装方便、分辨率高、误动作率低等特点,集成了漏电保护功能,最大限度地保护电压配电线路、用电设备和人员的安全。


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