[發(fā)明專利]一種用于低壓配電網(wǎng)的串聯(lián)電弧檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110457409.6
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113176479B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐丙垠;王瑋;王敬華;方善忠;張理成
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科匯電力自動化股份有限公司;青島科匯電氣有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R19/165;G01R19/17;G01R19/02;H02H7/26;H02H9/08
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37223
• 代理人: 孫愛華

一種用于低壓配電網(wǎng)的串聯(lián)電弧檢測方法，屬于電氣工程測量領(lǐng)域。其特征在于：包括如下步驟：步驟a，在待測線路中設(shè)置監(jiān)測節(jié)點；步驟b，對待測線路同步對視并采集兩端電壓；步驟c，對Uo進行濾波處理；步驟d，得到Us?Uo的波形；步驟e，發(fā)生串聯(lián)電弧故障，執(zhí)行下一步，如果未發(fā)生串聯(lián)電弧故障，返回步驟b；步驟f，對故障次數(shù)計數(shù)；超過預(yù)設(shè)的閾值，切斷該線路或發(fā)出報警信號。未超過預(yù)設(shè)的閾值，返回步驟f；在本用于低壓配電網(wǎng)的串聯(lián)電弧檢測方法中，通過測量線路首端和末端的電壓差異，實現(xiàn)串聯(lián)故障電弧的檢測，利用電壓信息判斷串聯(lián)故障電弧的存在具有受負載類型、負載功率影響小的優(yōu)勢，其故障特征更加明顯，因而其判斷準確率更高。

技術(shù)領(lǐng)域

一種用于低壓配電網(wǎng)的串聯(lián)電弧檢測方法，屬于電氣工程測量領(lǐng)域。

背景技術(shù)

串聯(lián)故障電弧是導體受損接觸不良、接線端子松動或接觸不良引起的串聯(lián)放電現(xiàn)象。串聯(lián)故障電弧點與負載在線路中呈串聯(lián)關(guān)系，具有持續(xù)發(fā)生的特點，當串聯(lián)電弧持續(xù)發(fā)生一段時間之后即可能引發(fā)火災(zāi)。串聯(lián)電弧發(fā)生時，其電流波形一般出現(xiàn)：電流波形出現(xiàn)零休區(qū)、電流上升率變高、電流諧波含量增大、電流有效值變小、正負半周波不再對稱的故障特征，負載不同、負載功率不同，這些故障特征的表現(xiàn)程度也會不同?，F(xiàn)有的針對串聯(lián)故障電弧的檢測方法主要通過檢測上述一個或多個電流特征量進行故障特征識別或通過將存儲的故障特征進行匹配識別的方式實現(xiàn)。

串聯(lián)故障電弧檢測的難點包括：(1)串聯(lián)故障電弧與末端負載串聯(lián)，其故障電流大小與負載電流大小相當，因此無法通過電流閾值進行保護；(2)低壓配電線路中負載多種多樣，這類設(shè)備正常工作的負載電流具有與線性負載發(fā)生串聯(lián)故障電弧時相同或相似的電流波形特征，因此很難找出一種適應(yīng)各種負載的故障特征檢測標準，致使目前的串聯(lián)故障電弧檢測成功率較低。(3)串聯(lián)故障電弧發(fā)生時，其電流故障特征會受到負載功率的影響。(4)部分負載啟動時也具有串聯(lián)故障電弧具有的電流特征，因此易導致誤判。(5)部分負載如電弧焊機、有刷電機工作時產(chǎn)生的電弧及插拔插座時產(chǎn)生的電弧存在與串聯(lián)故障電弧相似的故障特征，增加了串聯(lián)故障電弧的檢測難度。(6)對于電弧時間很短或電弧電流很小的弱串聯(lián)電弧故障，其電流波形中的故障特征量往往沒有明顯表現(xiàn)，致使弱串聯(lián)故障電弧難以進行檢測，為電弧引發(fā)火災(zāi)埋下隱患。

在現(xiàn)有技術(shù)中，對應(yīng)串聯(lián)故障電弧的檢測方法分為以下兩種：第一種是利用電弧發(fā)生時發(fā)出的弧光、高溫及噪聲這些物理特征量的方法。但是這類方法利用電弧發(fā)生時的物理特征量的檢測方法受傳感器安裝位置的影響，此類方法僅在中壓系統(tǒng)(10kV)有少量應(yīng)用，如中壓開關(guān)柜中，在低壓系統(tǒng)中這種方法無法應(yīng)用，因此實用性程度很低。第二種是利用線路電壓電流這類電氣特征量的方法。目前市場上的AFCI(故障電弧斷路器)或AFD(故障電弧探測器)主要使用基于檢測線路電壓電流的方法。

而利用電壓電流電氣量的串聯(lián)故障電弧檢測方法又包括兩大類：

第一類是基于電流故障特征量的檢測方法，這些方法主要集中在檢測電流的零休特征、高次諧波特征、電流上升率、相鄰周期相似度的檢測。

其中基于檢測電流的零休特征的方法適合線性負載的電弧檢測，由于很多非線性負載正常工作時的電流也具有零休時間，因此該方法對很多非線性負載不適用；其中基于檢測高次諧波特征的方法以及電流上升率的方法，對很多非線性負載不適用，適用面較窄；而基于無電弧時相鄰周期電流相似度高，有電弧時電弧每個周期特性不相同的檢測方法。由于線路的正常電流受到負載功率、負載投切影響而變化頻繁，因此該方法的準確性較差。

第二類是基于負載端電壓的串聯(lián)電弧檢測方法，二這類方式又包括如下幾種具體的方案：

(1)在文獻“負載端電弧故障電壓檢測與形態(tài)小波辨識”(作者：繆希仁、郭碧婷、唐金城、張麗萍)中提出了通過檢測負載端電壓識別串聯(lián)電弧的方法，該方法通過對負載端電壓每個周波的電壓波形進行形態(tài)濾波、小波分解，通過分析其小波系數(shù)達到識別線路上游串聯(lián)電弧的目的，該方法的思想是利用了電弧發(fā)生時存在畸變成分的原理進行檢測。