[發明專利]低壓系統串聯電弧故障識別方法

無效

• 申請號: 201010611879.5
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN102135555A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 雍靜;桂小智;曾禮強;牛亮;周程里;王一平
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R31/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及電源保護技術領域，特別涉及一種串聯電弧故障識別方法。

背景技術

現有的公安部消防局提供的《2008年中國火災統計年鑒》數據表明，全國每年有31%的火災事故是由電氣火災引起，而串聯電弧故障是引起電氣火災的主要原因之一。這是由于串聯電弧故障回路電流有效值的大小和低壓配電系統負載正常工作回路電流有效值大小處于同一個數量級，系統中常用故障保護裝置，如熔斷器、斷路器、剩余電流保護器等對串聯電弧故障是不靈敏的，起不到保護作用，因此串聯電弧故障極不容易被發現，構成嚴重的電氣火災隱患。

串聯電弧故障隱患可能分布于整個低壓配電系統中，串聯電弧故障的誘因很多，如：導線絕緣老化、內部導體受擠壓斷裂或導線接觸不良等。在低壓配電系統中實現串聯電弧故障的檢測面臨如下困難：首先，低壓配電系統負載組合形式多種多樣，正常運行時，回路電流波形可能主要顯現出線性特性(無諧波)，也可能主要顯現非線性特性(有諧波或間諧波)，具有非線性特性的負載電流波形可能與回路中存在串聯電弧故障時的電流波形十分相似，對電弧故障檢測造成干擾；其次，電弧的影響因素有很多，串聯故障電弧具有燃弧不穩定的特性，對于同一個實驗設備在不同時刻產生的故障電弧，其時域、頻域特性都會有很大的差異；因此，利用傳統的時域、頻域分析法進行低壓配電回路中的串聯電弧故障辨識非常困難。

因此急需一種針對低壓系統串聯電弧故障識別的方法。

發明內容

有鑒于此，為了解決上述問題，本發明提出一種針對低壓系統串聯電弧故障識別的方法。

本發明的目的是提供一種低壓系統串聯電弧故障識別方法；

本發明的目的所提供的一種低壓系統串聯電弧故障識別方法是通過以下技術方案來實現的：

本發明所提供的低壓系統串聯電弧故障識別方法，包括以下步驟：

(1)采集信號樣本，通過電流檢測裝置采集負載正常工作回路電流信號；

(2)計算電流信號的參數矢量A_T；

(3)計算電流信號的參考矢量A_R；

(4)求取電流信號的特征值d²；

(5)比較判斷，若d²大于預先設定的閾值N，則回路信號為故障回路信號，該回路發生了串聯電弧故障；若d²小于預先設定的閾值N，則回路信號屬于正常回路信號。

進一步，所述電流信號的參數矢量A_T，是由采集的電流信號進行3階Burg自回歸模型全極點建模的系統函數的參數所確定，其系統函數為：

式中，z表示z頻域自變量，A₃表示z域函數，H(z)表示系統函數，參數a₁、a₂、a_3?分別表示自變量的系數，系統函數由參數a₁、a₂、a₃決定，其參數用來決定表征所采集的電流信號的參數矢量A_T=f(a₁,a₂,a₃)，系統函數的辨識分析轉換為對參數矢量A_T的辨識分析，即把對電流信號的識別轉化為自回歸模型參數矢量的識別；

進一步，所述計算電流信號的參考矢量A_R；采用以下方法進行：

A_R為由已知負載正常工作電流信號作訓練集得到的參數矢量A_T的均值，該均值構成該類負載正常工作電流信號模型參數的聚類中心；

進一步，所述求取電流信號的特征值d²；通過以下方法進行：

對自回歸模型參數的識別采用了基于距離測度的歐氏距離平方d²作為信號歸類的特征值，該特征值是數據分析中的參考矢量與實時采集電流信號作自回歸模型建模分析得到參數矢量之間的歐氏距離平方，如下所示：

其中，A_R為數據分析中的參考矢量，a_ri、a_ti分別為參考矢量和參數矢量中第i個元素，i為參考矢量與參數矢量元素的個數；

進一步，所述預先設定的閾值N是通過對大量不同負載及其組合構成的正常回路和電弧故障回路電流信號經過實驗分析所確定的；