低壓串聯(lián)故障電弧特性研究.pdf

1、隨著電氣技術的飛速發(fā)展，人們對用電需求日益增長，近幾年電氣火災發(fā)生數呈逐年上升趨勢，電氣火災防范刻不容緩。而線路中的故障電弧是引發(fā)電氣火災的主要原因之一，超過半數的電氣火災均是由故障電弧引起的，由于故障電弧而引發(fā)的火災事故的嚴重性問題已引起了國內外學者的關注。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)現等特點，而當前常規(guī)斷路器主要起過流、漏電等故障的保護，無法有效、準確地識別線路中的串聯(lián)故障電弧，及時切斷故障

2、線路，進而導致電氣火災發(fā)生。在我國，由于對串聯(lián)故障電弧的研究起步較晚，相關的學術成果與國外相比有較大差距，故障電弧斷路器的相關產品在國內也尚屬空白，因此研究串聯(lián)故障電弧的特性，對減少我國電氣火災的發(fā)生，保證人民財產安全具有重要意義。
　　本文首先對國內外研究現狀進行了分析與解讀，總結了當前學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，結合相關文獻與國外標準，本文自行設計、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，并對常見的負載類型及代表性負載進行了總結與分類。通過采集不同情況下的電流數據，分別獲得了獲得了純阻性、帶火花、感性、開關電源等各類型負載下，正常與故障兩種狀態(tài)下的線路電流數據。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，如電流的“零休”時間、平均值、有效值、電流上升率等，以及各奇、偶次諧波因數等，并在此基礎上進行了對比與分析。證明了串聯(lián)故障電弧的各時域指標與頻域指標均會受到負載功率與負載類型的影響，其中時域指標受到的影響更大，單純利用各時域與頻域指標的數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易受負載類型與負載功率影響這一問題，本文利用統(tǒng)計學知識對各時域與頻域指標進行了平均值與波動率(方差)方面的統(tǒng)計與對比，總結出了