专利名称：低压系统串联电弧故障识别方法
技术领域：
本发明涉及电源保护技术领域，特别涉及一种串联电弧故障识别方法。
背景技术：
现有的公安部消防局提供的《2008年中国火灾统计年鉴》数据表明，全国每年有 31%的火灾事故是由电气火灾引起，而串联电弧故障是引起电气火灾的主要原因之一。这是 由于串联电弧故障回路电流有效值的大小和低压配电系统负载正常工作回路电流有效值 大小处于同一个数量级，系统中常用故障保护装置，如熔断器、断路器、剩余电流保护器等 对串联电弧故障是不灵敏的，起不到保护作用，因此串联电弧故障极不容易被发现，构成严 重的电气火灾隐患。串联电弧故障隐患可能分布于整个低压配电系统中，串联电弧故障的诱因很多， 如导线绝缘老化、内部导体受挤压断裂或导线接触不良等。在低压配电系统中实现串联电 弧故障的检测面临如下困难首先，低压配电系统负载组合形式多种多样，正常运行时，回 路电流波形可能主要显现出线性特性(无谐波)，也可能主要显现非线性特性(有谐波或间 谐波)，具有非线性特性的负载电流波形可能与回路中存在串联电弧故障时的电流波形十 分相似，对电弧故障检测造成干扰；其次，电弧的影响因素有很多，串联故障电弧具有燃弧 不稳定的特性，对于同一个实验设备在不同时刻产生的故障电弧，其时域、频域特性都会有 很大的差异；因此，利用传统的时域、频域分析法进行低压配电回路中的串联电弧故障辨识 非常困难。因此急需一种针对低压系统串联电弧故障识别的方法。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提出一种针对低压系统串联电弧故障识别 的方法。本发明的目的是提供一种低压系统串联电弧故障识别方法；
本发明的目的所提供的一种低压系统串联电弧故障识别方法是通过以下技术方案来 实现的
本发明所提供的低压系统串联电弧故障识别方法，包括以下步骤
(1)采集信号样本，通过电流检测装置采集负载正常工作回路电流信号；
(2)计算电流信号的参数矢量Ατ;
(3)计算电流信号的参考矢量Ακ;
(4)求取电流信号的特征值d2;
(5)比较判断，若d2大于预先设定的阈值N，则回路信号为故障回路信号，该回路发生 了串联电弧故障；若d2小于预先设定的阈值N，则回路信号属于正常回路信号。进一步，所述电流信号的参数矢量At，是由采集的电流信号进行3阶Burg自回归 模型全极点建模的系统函数的参数所确定，其系统函数为
权利要求
1.低压系统串联电弧故障识别方法，其特征在于包括以下步骤(1)采集信号样本，通过电流检测装置采集负载正常工作回路电流信号；(2)计算电流信号的参数矢量Ατ;(3)计算电流信号的参考矢量Ακ;(4)求取电流信号的特征值d2;(5)比较判断，若d2大于预先设定的阈值N，则回路信号为故障回路信号，该回路发生 了串联电弧故障；若d2小于预先设定的阈值N，则回路信号属于正常回路信号。
2.根据权利要求1所述的低压系统串联电弧故障识别方法，其特征在于所述电流信 号的参数矢量At，是由采集的电流信号进行3阶Burg自回归模型全极点建模的系统函数的 参数所确定，其系统函数为 式中，Z表示Z频域自变量，A3表示ζ域函数，H(ζ)表示系统函数，参数a2、分别 表示自变量的系数，系统函数由参数^、^、^决定，其参数用来决定表征所采集的电流信号 的参数矢量At=/‘ a,)，系统函数的辨识分析转换为对参数矢量At的辨识分析，即把对 电流信号的识别转化为自回归模型参数矢量的识别。
3.根据权利要求1所述的低压系统串联电弧故障识别方法，其特征在于所述电流信 号的参考矢量Ak ；采用以下方法进行Ak为由已知负载正常工作电流信号作训练集得到的参数矢量At的均值，该均值构成该 类负载正常工作电流信号模型参数的聚类中心。
4.根据权利要求1所述的低压系统串联电弧故障识别方法，其特征在于所述求取电 流信号的特征值d2 ；通过以下方法进行对自回归模型参数的识别采用了基于距离测度的欧氏距离平方d2作为信号归类的特 征值，该特征值是数据分析中的参考矢量与实时采集电流信号作自回归模型建模分析得到 参数矢量之间的欧氏距离平方，如下所示 其中，Ak为数据分析中的参考矢量，^pati分别为参考矢量和参数矢量中第i个元素， i为参考矢量与参数矢量元素的个数。
5.根据权利要求1所述的低压系统串联电弧故障识别方法，其特征在于所述预先设 定的阈值N是通过对大量不同负载及其组合构成的正常回路和电弧故障回路电流信号经 过实验分析所确定的。
6.根据权利要求1所述的低压系统串联电弧故障识别方法，其特征在于所述电流检 测装置采用电流互感器。
7.低压系统串联电弧故障识别方法，其特征在于采用电流检测装置检测回路在电流 信号，并把数据输入到微处理器中，所述微处理器用于接收检测到的电流信号并对信号进 行相应的处理。
8.根据权利要求7所述的低压系统串联电弧故障识别方法，其特征在于所述微处理器对信号的处理包括计算电流信号的参数矢量At、计算电流信号的参考矢量Ak、求取电流 信号的特征值d2和回路故障的比较判断。
全文摘要
本发明提供的一种低压系统串联电弧故障识别方法，涉及电源保护技术领域；该方法首先通过电流检测装置采集回路电流信号作样本；利用3阶自回归参数模型对电流信号建模并计算参数矢量AT和参考矢量AR；通过欧氏距离平方求取电流信号的特征值d2；通过与预先设定的阈值进行比较来判断回路是否发生了串联电弧故障；实现了对电弧故障回路电流和正常回路电流信号的归类辨识；该方法不仅适用于线性负载回路，而且适用于非线性负载回路的串联电弧故障识别，有效解决了低压系统串联电弧故障回路与非线性负载回路的电流信号识别问题。
文档编号G01R19/00GK102135555SQ201010611879
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者周程里, 曾礼强, 桂小智, 牛亮, 王一平, 雍静 申请人:重庆大学