室内用电安全远程监控系统

作     者：丁鉴洋 

作者单位：杭州电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周磊

授予年度：2014年

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0838[工学-公安技术] 

主      题：监控 数据采集 故障电弧 电器识别 信息融合 

摘      要：当今社会电能的使用几乎无处不在，由于电能来源广泛、便于传输、使用方便，它已经深入家家户户。可是电能在造福人类的同时也给社会带来了隐患，频繁的电气火灾对人类的生命安全造成了的威胁，同时也给社会造成了巨大的损失。鉴于电气火灾的影响巨大，造成的危害无法估量，学术界和工业界一直致力于找到合适有效的方法去预防电气火灾的发生。 本文首先分析了电气火灾的主要发生原因，包括漏电、短路和过载等，总结出室内发生电气火灾的两类主要原因：故障电弧电流和违章大功率电器的使用。针对这些火灾发生原因，介绍了国内外的一些检测技术，如故障电弧检测中的故障电弧电路器、Duffing振子信号探测、小波变换和违章电器检测中的功率分析、小波分析等。 在深入了解了各类电器的电流特征和故障电弧产生机制的基础上，本文通过对电流采样信号的分析设计了针对违章电器检测的电器识别技术和针对故障电弧检测的故障电弧检测技术。同时设计了基于STM32单片机的电流信号采集系统和基于WEB技术的软件监控平台，该平台利用了如今流行的B/S架构，能够利用电器识别技术和故障电弧检测技术对电流数据采集系统采集的电流采样值进行电器识别和电弧检测，配合软件和数据库的统计能力，更好的分析识别和检测结果，并显示在监控终端的浏览器上。整个系统通过无线通信技术进行连接，监控人员可以通过监控终端实时查看室内用电状况并采取相应措施。 虽然目前有很多关于电器识别和故障电弧检测的技术，但真正付诸于实用的少之又少，违章电器和故障电弧检测的产品也为数不多，仅有的一些产品也仅限于对电流的瞬态监控，而瞬态特征存在很强的随机性和偶然性，可能存在误判。本文在对电流进行分析的同时利用了后台软件和数据库的统计功能，可以很好的避免随机性和偶然性判断。因此该课题的研究有一定的创新意义和价值。