基于电磁辐射特性的直流电弧检测方法

作     者：熊庆 肖戎 汲胜昌 祝令瑜 刘源 钟理鹏 XIONG Qing;XIAO Rong;JI Shengchang;ZHU Lingyu;LIU Yuan;ZHONG Lipeng

作者机构：西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 国网江西省电力公司南昌330096 国网西安供电公司西安710000 国网湖南省电力公司电力科学研究院长沙410007 

出 版 物：《高电压技术》 (High Voltage Engineering)

年 卷 期：2017年第43卷第9期

页      面：2967-2975页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：中国博士后科学基金(2015M572561) 

主　　题：直流电弧特性 电磁辐射脉冲 电弧故障检测 Hilbert天线 电弧电流突变 开关操作 

摘      要：直流电源系统中的直流电弧由于难以熄灭,是导致系统故障的主要原因之一,对其检测方法展开研究具有重要意义。为此提出了一种基于电弧电磁辐射特性的直流电弧检测方法,通过搭建直流电弧产生装置模拟直流系统中松弛连接的情况,设计4阶Hilbert天线测量直流电弧电磁辐射信号。电弧的电磁辐射信号与电流突变信号变化一致,且突变脉冲的时间间隔满足Gamma分布。对不同的电流突变进行频谱分析发现,在该试验条件下,电磁辐射信号在频谱上存在明显的特征频率(12.9 MHz),并且不同回路电流下幅值最大的电磁辐射频率在12~14MHz范围内。与开关操作时的信号进行对比发现,直流电弧的最大幅值电磁辐射频率大于开关操作的最大频率,直流电弧脉冲的平均时间间隔(37μs)比开关操作时的时间间隔(7.4μs)长,开关操作时能够检测到多个持续时间较长的脉冲簇。电磁辐射信号的特征频率、脉冲时间间隔以及脉冲簇持续时间可作为直流电弧的检测参量判断电弧故障。