【摘要】：在低壓用電系統(tǒng)中,由于線路復(fù)雜,多負(fù)載回路中發(fā)生串聯(lián)型故障電弧時(shí),電弧特征隱蔽性強(qiáng),故障電弧斷路器不易檢測到下級線路的串聯(lián)型故障電弧。本文針對低壓用電系統(tǒng)中的多負(fù)載回路串聯(lián)型故障電弧進(jìn)行了研究,對各線路點(diǎn)發(fā)生串聯(lián)型故障電弧時(shí)的電流特性進(jìn)行了分析,提取了能夠反映多負(fù)載回路串聯(lián)型故障電弧特征的有效信號(hào),并研究了其時(shí)頻特性。本研究對低壓用電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行具有較為重要的意義。首先,搭建了多負(fù)載回路串聯(lián)型故障電弧實(shí)驗(yàn)平臺(tái),選取不同的故障點(diǎn),針對單負(fù)載回路、雙負(fù)載回路、四負(fù)載回路、六負(fù)載回路行了故障電弧實(shí)驗(yàn),獲得了在各點(diǎn)發(fā)生故障電弧時(shí)的干路電流數(shù)據(jù),分析了電流的時(shí)域特征和頻譜特征。然后,應(yīng)用小波包變換對干路電流信號(hào)進(jìn)行5層分解重構(gòu),利用小波包能量熵衡量第5層每一小波包重構(gòu)系數(shù)在故障電弧發(fā)生前后的變化程度,對不同實(shí)驗(yàn)組別的小波包能量熵變化率進(jìn)行統(tǒng)計(jì),提取出串聯(lián)型故障電弧有效信號(hào)。最后,利用變分模態(tài)分解(VMD)和魏格納分布(WVD)對提取的有效信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻分析,找出了可以表征故障電弧特征的特征模態(tài)分量,構(gòu)造了故障電弧特征信號(hào),并提取了特征量結(jié)合極限學(xué)習(xí)機(jī)(ELM)來對串聯(lián)型故障電弧進(jìn)行識(shí)別。結(jié)果表明:提取的特征模態(tài)分量在發(fā)生故障電弧后有顯著變化,構(gòu)造的故障電弧特征信號(hào)的時(shí)域特性和WVD邊緣特性能夠準(zhǔn)確有效地描述多負(fù)載回路的串聯(lián)型故障電弧特征,可為多負(fù)載回路串聯(lián)型故障電弧的診斷提供依據(jù)。
【圖文】：

串聯(lián)型故障電弧的成因主要有三：絕緣碳化、載流導(dǎo)體故障、空氣電離。絕緣碳化又可分為焦介碳化和潮濕碳化，焦介碳化是指導(dǎo)線或?qū)Ь�連接點(diǎn)絕緣損壞處的兩個(gè)放電電極間存在的電壓所造成的碳化現(xiàn)象，從而形成焦介碳化路徑；潮濕碳化主要是指在潮濕條件以及污染條件的作用下，導(dǎo)線或?qū)Ь�連接處出現(xiàn)裂紋或者破損，進(jìn)行可能會(huì)出現(xiàn)漏電流的現(xiàn)象，從而形成潮濕碳化路徑。載流導(dǎo)體故障則是指線路絕緣老化破裂在回路中出現(xiàn)間隙很小的斷點(diǎn)，斷點(diǎn)間電壓近似為電源電壓，，此電壓可能會(huì)擊穿斷點(diǎn)形成電弧，電弧產(chǎn)生后所帶來的高溫會(huì)熔化金屬導(dǎo)體加劇電弧燃燒�？諝怆婋x則是在介電強(qiáng)度薄弱處的空氣被強(qiáng)電場擊穿形成的電離，空氣電離后介電強(qiáng)度進(jìn)一步下降，如此反復(fù)，便會(huì)產(chǎn)生故障電弧。在發(fā)生串聯(lián)型故障電弧時(shí)，回路中的電流和發(fā)生電弧的兩極之間的接觸電壓會(huì)發(fā)生畸變，如圖 1.2 是阻性負(fù)載在正常工作和發(fā)生串聯(lián)故障電弧時(shí)的電流與接觸電壓波形。+50正常工作530串弧故障4

（b）實(shí)物圖圖 2.1 實(shí)驗(yàn)主電路Figure 2.1 Experimental main circuit故障電弧發(fā)生器生產(chǎn)生活中串聯(lián)型故障電弧大都是由于線路絕緣老化、電連接器松動(dòng)等環(huán)境很難模擬絕緣的老化等環(huán)境，因此 UL1699 標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)計(jì)了電弧發(fā)生故障電弧進(jìn)行研究[2]。參照 UL1699 標(biāo)準(zhǔn)研制了串聯(lián)故障電弧發(fā)生裝置來產(chǎn)生故障電弧。故障頭之間，實(shí)驗(yàn)時(shí)先使動(dòng)觸頭與靜觸頭良好接觸并接通主電路，以此來模狀態(tài)，然后控制步進(jìn)電機(jī)控制器使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)安裝在滑臺(tái)上的移動(dòng)，使動(dòng)、靜觸頭分離，直至電弧發(fā)生。故障電弧發(fā)生裝置的原理圖 所示。
【學(xué)位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM501.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2705826