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“三小场所”电气火灾防控技术的研究

梁雅楠  
【摘要】:随着中国新时代的迈入,三小场所与日俱增地电气火灾事故引发众多民生问题,传统的电气火灾防控存在配置不全的问题,本文针对三小场所电气火灾防控技术存在不能准确辨识串联性电弧故障的缺陷,提出了一种新型串联电弧故障辨识方法,即高频谐波分量法,该方法能有效辨识串联性电弧故障。主要工作和结论如下所述。首先研究了三小场所电气火灾形成原因,指出如何预防三小场所电气火灾的发生及目前相应的管控措施,结合三小场所电气火灾防控技术漏洞等不足以及政府对三小场所电气火灾的防控技术规范,感知未来三小场所电气火灾防控技术的发展趋势。而后本文对故障电弧的理论深入探究,包括故障电弧的形成机理、串联电弧的数学模型构建、最优模型的仿真等,利用电力系统仿真验证串联电弧发生时,线路电弧电流表现出其高度畸变特性,伴随高次谐波的产生,从而为检测串联电弧故障提供了理论依据。搭建了故障电弧模拟试验平台,对故障试验平台进行结构设计,以及数据采集设备的设计及选型。介绍试验数据的采集过程,得到各种负载的试验波形曲线。通过对阻性负载、非线性负载的串联电弧故障试验,分别得出各类家用常用负载正常工作下的电流波形和电.弧电流波形,从而在时域中对两者进行比较,从波形区分是否发生显著变化。时域波形无法明显区分,而后提出以快速傅里叶变换作为故障电弧信号分析手段,本文从频域角度出发,对试验数据进行快速傅里叶变换,分别进行线性负载、非线性负载频谱分析,得到各负载的频谱分析图。最后介绍了两种故障电弧信号特征值辨识方法,三次谐波幅值法和高频谐波分量法。最后对所提出的故障电弧辨识方法进行了全面的试验分析验证。首先,在实验室采用其他阻性负载及非线性负载对三次谐波幅值法进行验证,数据表明本方法只适用于阻性负载发生串联电弧情况下,而非线性负载并不适用此方法;其次验证了本文提出的第二种新的方法,即高频谐波分量法。该方法既适用于阻性负载,又适用于非线性负载,数据表明,该方法能有效识别串联电弧故障,具有高度的普适性。


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