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变分模态分解融合特征熵的直流微电网电弧检测 被引量:1
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作者 李欣 李奎秀 +2 位作者 李新宇 陈德秋 郭攀锋 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2025年第3期47-58,共12页
针对直流微电网不同单元发生的串联电弧故障和易被误判问题,提出一种变分模态分解融合多特征熵值的故障电弧检测方法。首先,通过麻雀搜索算法优化变分模态分解参数,将各单元电压和电流信号分解为若干本征模态函数,并结合多尺度排列熵的... 针对直流微电网不同单元发生的串联电弧故障和易被误判问题,提出一种变分模态分解融合多特征熵值的故障电弧检测方法。首先,通过麻雀搜索算法优化变分模态分解参数,将各单元电压和电流信号分解为若干本征模态函数,并结合多尺度排列熵的绝对差值确定故障特征模态分量;其次,融合能量熵、近似熵、样本熵、模糊熵将选定的模态函数量化为熵值,并据此设定检测阈值;最后,通过对比实验和抗干扰实验对所提方法进行验证。结果表明该方法电弧识别率达到98%以上且具备良好的抗干扰性。 展开更多
关键词 直流微电网 串联电弧故障 变分模态分解 对比试验 电弧识别率
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基于自适应ECA的串联故障电弧检测 被引量:1
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作者 袁建华 黄淘 卢云 《燕山大学学报》 北大核心 2025年第2期137-145,共9页
在用户侧负载不断增加和复杂的情况下,串联故障电弧变得更加难以有效识别,威胁到了线路的安全和系统的运行。以往的检测方法多采用二维或三维模型,相比于一维模型通常需要更大的计算量,且较少关注特征通道间的信息。由此提出一种基于自... 在用户侧负载不断增加和复杂的情况下,串联故障电弧变得更加难以有效识别,威胁到了线路的安全和系统的运行。以往的检测方法多采用二维或三维模型,相比于一维模型通常需要更大的计算量,且较少关注特征通道间的信息。由此提出一种基于自适应高效通道注意力的串联故障电弧检测方法,自适应地提取电流信号中的有效特征。首先,使用高效通道注意力及残差结构对一维的卷积网络进行改进,构建出网络模型结构。然后,通过搭建的故障电弧实验平台,采集正常工况和故障电弧情况下的各类负载电流数据,建立相应的数据库。最后,利用构建的一维网络模型对数据样本进行训练和分类,使其能够有效地识别故障电弧。结果表明,该模型对故障电弧的平均识别准确率为98.68%,具有良好的识别效果。 展开更多
关键词 串联故障电弧 高效通道注意力 残差结构 卷积神经网络 电弧检测
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爆炸性环境分断放电的建弧过程研究
3
作者 赵永秀 张颖 +1 位作者 田江晖 王瑶 《高压电器》 北大核心 2025年第2期171-179,共9页
为研究爆炸性环境电感分断放电建弧过程,基于IEC-SSTA(IEC safe spark test apparatus)电弧放电宏观特性,建立极间微观粒子输运模型,研究建弧过程极间粒子数密度和电势的演化规律;分析爆炸性环境对放电起主要贡献的带电粒子类型。仿真... 为研究爆炸性环境电感分断放电建弧过程,基于IEC-SSTA(IEC safe spark test apparatus)电弧放电宏观特性,建立极间微观粒子输运模型,研究建弧过程极间粒子数密度和电势的演化规律;分析爆炸性环境对放电起主要贡献的带电粒子类型。仿真结果表明:鞘层和等离子体区的形成标志着电弧的产生;在两种气体环境中对放电起主要贡献的正离子不同,而负离子、消耗电子能量的自由基和激发态粒子相同;甲烷—空气环境下电感分断电弧放电作用更强。 展开更多
关键词 爆炸性环境 电感分断放电 等离子体 低压小电流
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开距对纵向磁场下真空电弧特性影响的三维建模仿真研究 被引量:2
4
作者 苏海博 王勇 +3 位作者 刘俊翔 顾乐 王立军 王翔宇 《高电压技术》 北大核心 2025年第1期423-437,共15页
在高电压等级真空灭弧室中,对大开距真空电弧的有效控制是提高真空开关开断性能的关键,因此,有必要对开距变化条件下的大电流真空电弧等离子体特性和空间磁场变化的物理过程进行研究。该文基于大电流真空电弧三维稳态模型,对四槽杯状纵... 在高电压等级真空灭弧室中,对大开距真空电弧的有效控制是提高真空开关开断性能的关键,因此,有必要对开距变化条件下的大电流真空电弧等离子体特性和空间磁场变化的物理过程进行研究。该文基于大电流真空电弧三维稳态模型,对四槽杯状纵磁触头和六槽杯状纵磁触头在不同开距下的空间磁场分布以及真空电弧三维特性进行了仿真对比研究。仿真结果表明,随着开距的增大,纵向磁场逐渐减小,径向磁场逐渐增大。同时,当开距增大时,轴向电流密度在阳极侧收缩加剧,进而使阳极侧附近的电子温度和注入阳极能流密度相应增大,这将造成阳极中心局部过热,对真空电弧的有效开断带来不利影响。此外,通过仿真对比分析,能够为高电压等级真空灭弧室内触头的优化设计提供理论参考。仿真得到的离子数密度分布与实验电弧照片中的弧柱形态较相符。 展开更多
关键词 真空电弧 开距 触头结构 纵向磁场 仿真研究
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基于磁流体动力学仿真的低压交流串联故障电弧致火风险研究 被引量:2
5
作者 盛德杰 王尧 +2 位作者 邢云琪 于敬涛 包志舟 《电工技术学报》 北大核心 2025年第10期3326-3338,共13页
低压供配电系统直接与用户相连,庞大且复杂的结构导致其维护检修欠缺,是电气火灾的重灾区。低压交流串联故障电弧具有负阻特性,传统继电保护难以检测,其可在短时间内产生高温,引发火灾速度极快。因此,该文搭建交流故障电弧致火风险实验... 低压供配电系统直接与用户相连,庞大且复杂的结构导致其维护检修欠缺,是电气火灾的重灾区。低压交流串联故障电弧具有负阻特性,传统继电保护难以检测,其可在短时间内产生高温,引发火灾速度极快。因此,该文搭建交流故障电弧致火风险实验平台,分析交流故障电弧物理特性;构建磁流体动力学故障电弧仿真模型,研究电弧起始阶段和稳定阶段下的温度发展过程和影响因素,并结合现有标准分析了规定动作时间范围内的故障电弧潜在危害。通过实验验证了仿真模型在电弧最高温度、周围温度和电极温度上的可靠性,并直观展示了小电流故障电弧的危害性。该文研究表明,交流故障电弧温度随电流瞬时值呈周期性发展,电流等级和弧隙距离是主要的影响因素,其中电流等级起决定作用。32 A电流等级以下电弧最高温度随电流值近似呈线性增长,32 A以上增速明显放缓。1 A及2 A小电流等级下故障电弧也具备引燃能力,适当的安全距离和严格的切除时间是限制故障电弧致火风险的有效手段。 展开更多
关键词 低压故障电弧 串联电弧 磁流体动力学仿真 电气火灾 电弧致火风险
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基于Chirplet稀疏表示的大电流光伏系统微弱故障电弧检测方法 被引量:2
6
作者 武涵聪 陈思磊 +2 位作者 孟羽 杨淇 李兴文 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第3期1148-1159,I0029,共13页
针对光伏直流系统大电流等级下早期微弱故障电弧特征难以提取的问题,提出基于Chirplet稀疏表示提取早期微弱故障电弧时频信息的方法。首先,搭建含有电阻、电子负载以及逆变器负载的直流故障电弧实验平台,研究Chirplet稀疏表示对大电流... 针对光伏直流系统大电流等级下早期微弱故障电弧特征难以提取的问题,提出基于Chirplet稀疏表示提取早期微弱故障电弧时频信息的方法。首先,搭建含有电阻、电子负载以及逆变器负载的直流故障电弧实验平台,研究Chirplet稀疏表示对大电流等级不同系统拓扑下早期微弱故障电弧时频信息的提取效果;通过多策略改进的哈里斯鹰算法优化Chirplet时频原子字典的构成,以消除逆变器噪声对微弱电弧时频信息的强干扰,实现基于Chirplet稀疏表示的最佳检测特征构建,并通过实验数据验证大电流母线上的特征对于支路小电流生弧和铝电极材料生弧条件下微弱故障电弧检测的普适性;最后,基于K-means无监督分类器构建故障电弧的检测算法,检测结果表明,所提Chirplet稀疏表示特征的波形检出准确率为100%、平均检出时间为0.31 s,相较于现有方法的准确率平均提升48.22%、检出时间平均缩短1.9 s,并基于树莓派平台完成算法的硬件实现。 展开更多
关键词 直流故障电弧 大电流 稀疏表示 Chirplet函数 改进哈里斯鹰优化
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基于空心电极的三相交流电弧等离子体炬建模与实验研究
7
作者 宋竟绮 郝瑞祥 +2 位作者 袁帆 周法 陈海群 《电工技术学报》 北大核心 2025年第13期4125-4137,4179,共14页
为满足热防护测试中对测试设备的成本低、功率范围宽、持续运行时间长等要求,该文研发了一种双进气道空心电极结构的三相交流电弧等离子体炬,建立三维湍流磁流体动力学多物理场耦合仿真模型,得到了整个炬内电弧等离子体的流动状态和电-... 为满足热防护测试中对测试设备的成本低、功率范围宽、持续运行时间长等要求,该文研发了一种双进气道空心电极结构的三相交流电弧等离子体炬,建立三维湍流磁流体动力学多物理场耦合仿真模型,得到了整个炬内电弧等离子体的流动状态和电-热特性,并揭示了进气量、工作电流、进气量分配比和工作频率对等离子体炬内多物理场分布和电弧特性的影响规律。研究表明,在进气量从30 g/s增大到60 g/s的过程中,壁面流动气体的冷却效应显著强于弧柱加热效应,使炬内温度呈下降趋势;电弧电压随着工作电流的减小、总进气量的增加和进气量分配比的增加而增大;电弧工作频率在1 kHz时比工频具有更稳定的运动趋势,弧根旋转速度更快,与电极接触面积变小,有助于提高电极寿命。仿真与实验结果对比误差均在8%以内,验证了所建模型的准确性。 展开更多
关键词 空心电极 交流等离子体炬 三维电弧建模 电弧高频特性
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聚酰亚胺防护材料对气体电弧辐射温度场的影响特性研究
8
作者 琚泽立 张一博 +4 位作者 汤牧涵 侯喆 腾森 廖敏夫 段雄英 《高压电器》 北大核心 2025年第1期89-95,共7页
在城市电网中,电弧导致的电气灼烧伤害愈发频繁。聚酰亚胺作为电弧防护材料具有耐高温、高阻热性,是保护带电作业人员生命安全的有效装备,但目前对于聚酰亚胺电弧防护材料的阻热实际效果研究相对较少。文中建立了有聚酰亚胺材料影响下... 在城市电网中,电弧导致的电气灼烧伤害愈发频繁。聚酰亚胺作为电弧防护材料具有耐高温、高阻热性,是保护带电作业人员生命安全的有效装备,但目前对于聚酰亚胺电弧防护材料的阻热实际效果研究相对较少。文中建立了有聚酰亚胺材料影响下的气体电弧温度场仿真模型,得到了燃弧过程中聚酰亚胺对电弧辐射温度场分布的影响。在实验室搭建了气体电弧发生装置,改变电弧电流大小、电弧电极间距、铜量热计测量点距电弧中心点距离,通过铜量热计测量温升得到聚酰亚胺防护材料对气体电弧辐射温度场的变化规律。仿真和试验结果表明,聚酰亚胺对气体电弧的辐射温度场具有明显的阻隔作用,其在不同的电弧辐射条件下均可以展现出良好的隔热性,证明了聚酰亚胺材料在带电作业环境中对气体电弧辐射具有优异的防护性能。 展开更多
关键词 电弧 温度场 有限元仿真 聚酰亚胺 防电弧织物 热防护性能
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真空电弧中不同倾斜角度的阴极射流下阴极斑点弧坑形成和发展的建模仿真
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作者 张润铭 王立军 +2 位作者 王聪 高荷笑 刘心怡 《高电压技术》 北大核心 2025年第1期438-449,I0047,共13页
在真空电弧中,当存在复合磁场或特殊电极结构时,其阴极射流通常会发生倾斜。通过仿真分析此种情况下阴极斑点的形成和发展过程,有助于了解倾斜阴极射流下阴极烧蚀的机理。为此建立三维不对称模型来研究真空电弧中不同倾斜角度的阴极射... 在真空电弧中,当存在复合磁场或特殊电极结构时,其阴极射流通常会发生倾斜。通过仿真分析此种情况下阴极斑点的形成和发展过程,有助于了解倾斜阴极射流下阴极烧蚀的机理。为此建立三维不对称模型来研究真空电弧中不同倾斜角度的阴极射流下阴极斑点的形成和发展过程。该模型包括质量、动量、传热(能量)、电流连续性和电势方程,采用能流密度、压力和电流值作为外加参数。仿真结果比较了不同倾斜角度的阴极射流下阴极斑点弧坑的烧蚀形貌、阴极温度、液态金属速度以及阴极内部电流密度。研究结果表明,倾斜的阴极射流会使得阴极表面出现椭圆形状的弧坑形貌,并且当阴极射流与电极之间的夹角α越小时,椭圆弧坑的长轴越长。当α为30°时,液态金属液滴会首先更多地出现在与能量流入方向相反的方向上,随着电极的熔化,弧坑表面会形成一个“屏障”,阻碍了液态金属液滴的产生,随后液态金属液滴会更多地出现在能量流入的方向。α越小,能流通量与阴极金属之间的接触面积越大,这也使得阴极温度和液态金属速度的最大值都越大。仿真结果与其他研究人员的实验结果相符。 展开更多
关键词 阴极斑点 倾斜阴极射流 弧坑烧蚀形貌 真空电弧 建模仿真
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基于FP-Growth数据挖掘的直流串联故障电弧特征提取及检测方法
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作者 杨晓华 费正源 +3 位作者 代盛国 刘家欣 陈思磊 李兴文 《广东电力》 北大核心 2025年第3期104-112,共9页
为解决传统时频分析方法难以有效提取多种电极材料下的故障电弧特征,导致故障电弧检测装置拒动而引发火灾的问题,提出了基于频繁模式增长(FP-Growth)数据挖掘的直流故障电弧检测算法,实现多种电极材料下的特征有效提取。基于改进粒子群... 为解决传统时频分析方法难以有效提取多种电极材料下的故障电弧特征,导致故障电弧检测装置拒动而引发火灾的问题,提出了基于频繁模式增长(FP-Growth)数据挖掘的直流故障电弧检测算法,实现多种电极材料下的特征有效提取。基于改进粒子群算法对检测算法的准确率、检测时间和内存大小进行协同优化,实现在硬件资源受限条件下故障电弧检测算法最优参数的选取。经过测试验证表明该方法能够快速、有效地检测不同电极材料下的直流串联故障电弧,为基于材料差异的故障电弧特征提取及检测方法的硬件实现提供参考。 展开更多
关键词 故障电弧 频繁模式增长 协同优化 改进粒子群 硬件实现 机器学习
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基于阻抗匹配的单线自补偿式电弧故障检测方法
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作者 吴荣俊 郑昕 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期108-122,共15页
由于电气线路的老化或配置不当,电气安全事故数量逐年上升,而交流电弧故障是电气火灾的重要诱因。考虑到交流电流性质、负载类型等复杂因素,提出基于阻抗匹配的单线自补偿式电弧故障检测方法,实现对故障电弧的通用检测。详细分析电气线... 由于电气线路的老化或配置不当,电气安全事故数量逐年上升,而交流电弧故障是电气火灾的重要诱因。考虑到交流电流性质、负载类型等复杂因素,提出基于阻抗匹配的单线自补偿式电弧故障检测方法,实现对故障电弧的通用检测。详细分析电气线路中电流耦合信号的影响因素,对线路电流耦合磁通进行仿真分析,验证耦合信号的抗干扰性。利用在互感器副边匹配电感与线路等效电路实现并联谐振,使得互感器能在特定高频频段信号经过时感应到较大电信号,通过理论计算确定该方法的适用性,并布置谐振测试平台进行验证。设计样机在电弧故障实验平台进行实测验证,结果表明该方案可有效提取电弧故障特征,区分出负载启动高频谐波与故障高频谐波,实现对GB 14287.4—2014中规定的各类型电弧故障的实时、准确判断。 展开更多
关键词 电弧故障 通用检测 高频谐振 自补偿 阻抗匹配
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电动汽车驱动电机与负载模拟系统建模及电弧故障仿真研究 被引量:5
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作者 杨凯 庄宏航 +2 位作者 董毓利 张认成 涂然 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期237-245,共9页
电弧故障是引发电动汽车电气火灾的重要原因之一。电动汽车行驶工况复杂,电机及其驱动系统电压高、电流大,且其电弧故障随机性强、隐蔽性高导致真车故障实验难以开展,因此提出一种借助小功率电机与负载系统模拟故障的方法,以便快速开展... 电弧故障是引发电动汽车电气火灾的重要原因之一。电动汽车行驶工况复杂,电机及其驱动系统电压高、电流大,且其电弧故障随机性强、隐蔽性高导致真车故障实验难以开展,因此提出一种借助小功率电机与负载系统模拟故障的方法,以便快速开展大量实验,研究电弧故障特性。首先,在电动汽车负载转矩计算和等效缩放的基础上搭建了模拟实验平台,采集三相永磁同步电机线路串联电弧故障电流。其次,运用MATLAB软件构建空间矢量脉宽调制控制的电动汽车驱动电机与负载模拟系统,引入Cassie电弧故障模型并进行改进,对电动汽车三相永磁同步电机线路串联电弧故障展开仿真分析。最后,采用基于平肩宽度占比和小波包分解能量占比的特征提取方法,将仿真数据与实测数据进行比较并定量评价。结果表明,所提出的高斯电弧故障复合模型的相对平均误差最小,仅为7.6%。所构建的仿真系统可有效模拟实际线路的电弧故障,对电动汽车电气火灾的防控具有重要意义。 展开更多
关键词 电动汽车 驱动电机 负载模拟 电弧故障 模型评价
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铜蒸气对密封直流接触器氢-氮混合气体电弧特性的影响 被引量:1
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作者 程显 张钰峥 +2 位作者 葛国伟 秦聪 陈鸿源 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4951-4960,共10页
密封直流接触器开断过程电弧烧蚀触头产生的铜蒸气对氢-氮混合气体电弧特性及开断性能具有重要作用。依据平衡态等离子体理论计算出铜蒸气不同占比的氢-氮混合气体的各项物性参数,引入铜蒸气影响,建立了基于磁流体动力学理论的氢-氮混... 密封直流接触器开断过程电弧烧蚀触头产生的铜蒸气对氢-氮混合气体电弧特性及开断性能具有重要作用。依据平衡态等离子体理论计算出铜蒸气不同占比的氢-氮混合气体的各项物性参数,引入铜蒸气影响,建立了基于磁流体动力学理论的氢-氮混合气体电弧模型,系统研究了铜蒸气在混合气体中占比及分布规律对燃弧特性、电弧发展演变特性等的影响规律。基于可拆卸腔体开展了实验验证,750 V/250 A密封直流接触器实验中电弧重击穿概率、熄弧时间变化等规律与理论分析结果基本相符,验证了铜蒸气对燃弧特性的影响。研究表明:随着铜蒸气在混合气体中占比提高,燃弧过程电弧温度缓慢降低,熄弧时间逐步提高,重击穿概率增大,且铜蒸气不均匀分布比均匀分布熄弧时间有所降低。研究结果为混合气体直流燃弧特性和高可靠性密封直流接触器优化设计提供理论参考。 展开更多
关键词 密封直流接触器 铜蒸气 氢-氮混合气体 电弧 燃弧特性
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基于多卷积和结构搜索的电弧故障检测模型 被引量:4
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作者 刘艳丽 王浩 +1 位作者 李佳原 张帆 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期117-127,共11页
串联型电弧故障主要由电路中电气接触点接触不良引起,是引发电动汽车电气火灾的主要原因之一,直接威胁着车内人员的生命安全。为对其进行研究,论文搭建了电动汽车直流串联型电弧故障实验平台,获取了系统处于不同工作状态下的电源端电压... 串联型电弧故障主要由电路中电气接触点接触不良引起,是引发电动汽车电气火灾的主要原因之一,直接威胁着车内人员的生命安全。为对其进行研究,论文搭建了电动汽车直流串联型电弧故障实验平台,获取了系统处于不同工作状态下的电源端电压信号,分析了电弧故障对电源端电压的影响。在构建检测模型时,论文使用了卷积神经网络,引入轻量型的卷积操作并考虑了其在实际应用中的局限性。将常规卷积和轻量化卷积操作结合,构建了电弧故障检测的初步模型。接着以网络的规模和准确率为评估指标,通过具有精英保留策略的遗传算法对模型的外部结构和内部参数进行搜索。最终建立了适合电动汽车的电弧故障检测(arc fault detection,AFD)的检测模型AFDNet。该模型的检测准确率达到93.73%,在嵌入式设备Jetson Nano(JN)中的运行时间为10.82 ms。模型建立后,论文在网络的规模、准确性及实时性方面,将搜索算法的搜索结果与其他的网络结构进行比较,验证了搜索算法所得结果的合理性。并通过与其他检测方法对比,证明了电动汽车电弧故障检测模型AFDNet性能的优越。 展开更多
关键词 电动汽车 电弧故障检测 轻量化卷积 遗传算法 精英保留策略
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低压配电网故障电弧引燃导线绝缘材料研究综述
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作者 汪亚龙 李华亮 +1 位作者 熊超琳 陆守香 《广东电力》 北大核心 2025年第5期85-96,共12页
聚焦于低压配电网故障电弧引燃导线绝缘材料这一问题,通过系统梳理国内外文献,归纳多种分析方法,对故障电弧的特征、动力学参数展开剖析,探究导线绝缘材料在故障电弧作用下的引燃特性、影响因素以及现有的预测评估方法等核心内容,并探... 聚焦于低压配电网故障电弧引燃导线绝缘材料这一问题,通过系统梳理国内外文献,归纳多种分析方法,对故障电弧的特征、动力学参数展开剖析,探究导线绝缘材料在故障电弧作用下的引燃特性、影响因素以及现有的预测评估方法等核心内容,并探讨相应的防火措施和检测技术。结果表明:低压配电网故障电弧呈现出复杂多样的动力学参数,其分类及危害需进一步明晰;现有的防火措施和检测技术尚存在诸多不完善之处,难以高效预防及及时察觉故障电弧。已有研究多聚焦于导线绝缘材料热解动力学研究成果及阻燃剂影响等方面,但存在2个明显局限:其一,现有研究多集中于并联故障电弧,而对串联故障电弧的关注明显不足;其二,关于导线绝缘材料的电弧点燃机制的研究仍较薄弱,特别是对添加了阻燃剂的绝缘材料热分解行为尚未有可靠的预测方法。针对上述研究现状中存在的不足,总结该领域研究现状,为后续深入研究指明方向,促进防护技术的进一步发展,进而保障低压配电网的安全稳定运行。 展开更多
关键词 低压配电网 电弧 导线 点燃 神经网络
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改进黑翅鸢算法的1D-2D-GAF-PCNN-GRU-MSA弓网电弧检测应用 被引量:2
16
作者 李斌 舒嘉辉 +1 位作者 严灵潇 田浩 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第10期201-211,共11页
针对高速列车运行时高速气流场对受电弓碳滑板与接触网之间的接触压力和电弧状态影响。通过计算得出更符合实际状态下的接触压力和电弧状态模型,建立了考虑高速气流场影响的弓网电弧实验模型。提出了改进黑翅鸢算法(IBKA)的1D-2D-GAF-PC... 针对高速列车运行时高速气流场对受电弓碳滑板与接触网之间的接触压力和电弧状态影响。通过计算得出更符合实际状态下的接触压力和电弧状态模型,建立了考虑高速气流场影响的弓网电弧实验模型。提出了改进黑翅鸢算法(IBKA)的1D-2D-GAF-PCNN-GRU-MSA故障检测模型。应用格拉姆角场(GAF)将一维接触电压信号时序图象化转换为二维图像并通过双通道卷积神经网络(PCNN)进行特征识别。另将一维时序信号通过门控循环单元(GRU)捕捉时序信号特征。将一维时序信号特征与二维图像特征进行特征融合,弥补各自局限性。针对模型中的难以确定的学习率、门控循环单元网络层神经元个数等参数,融入改进黑翅鸢算法(IBKA)对参数寻优使模型更加合理。最后,融合多头自注意力机制提高模型准确率。将提出的模型与其他3种模型分别对3组不同实验条件的弓网电弧模型进行检测,验证提出的模型具有较强的鲁棒性和较高的准确性。 展开更多
关键词 高速气流场 改进黑翅鸢算法 特征融合 格拉姆角场 故障检测
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基于改进EfficientNetV2算法的三相串联故障电弧检测 被引量:1
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作者 余琼芳 张宇海 赵亮 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期299-305,共7页
串联电弧故障在电气火灾中的成因中占据着重要的比例,在具有变频器的三相电机线路中,由于多种电弧电流复杂行为以及多种负载的存在,很难准确识别变频器后部线路中发生的串联电弧故障。为了解决这一问题,提出了一种改进的EfficientNetV2... 串联电弧故障在电气火灾中的成因中占据着重要的比例,在具有变频器的三相电机线路中,由于多种电弧电流复杂行为以及多种负载的存在,很难准确识别变频器后部线路中发生的串联电弧故障。为了解决这一问题,提出了一种改进的EfficientNetV2算法。搭建低电压三相电弧故障数据采集平台,采集了所需要的正常状态和故障状态的电流信号。为了充分利用机器视觉的优势,采用马尔可夫变迁场(MTF)将采集到的时域电流信号编码为图像。将MTF图像送入模型中进行训练和测试,该模型具有轻量级高效的通道注意力和双池化空间注意力,更加专注于电弧特征,提高网络性能。实验结果表明,该方法的准确率可达98.99%。 展开更多
关键词 EfficientNetV2 注意力机制 马尔可夫变迁场 三相电弧故障
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基于时频域融合和ECA-1DCNN的航空串联故障电弧检测 被引量:1
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作者 闫锋 苏忠允 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第5期1937-1945,共9页
为了快速准确地检测航空交流线路中出现的串联故障电弧,提出了一种基于时频域融合和加入高效注意力机制(efficient channel attention, ECA)的一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network, 1DCNN)的故障检测算法。... 为了快速准确地检测航空交流线路中出现的串联故障电弧,提出了一种基于时频域融合和加入高效注意力机制(efficient channel attention, ECA)的一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network, 1DCNN)的故障检测算法。首先,搭建航空交流电弧故障实验平台,负载选择多类型、多参数值进行电流信号的采集;其次,为了保留更多的故障信息,分析其特征频段,经过大量数据验证,航空串联电弧在发生时,1 000~4 000 Hz分量具有一定的占比,因此将原始信号与特征频段进行融合,融合后的一维数据作为模型输入;最后,搭建ECA-1DCNN检测模型,进行训练,并通过K折交叉验证模型的有效性,得到测试集平均准确率为97.96%。该方法网络层数较少,计算快速,避免了复杂时频域计算过程,较为智能,对航空串联电弧检测装置的研究提供了理论参考。 展开更多
关键词 串联电弧 高效注意力机制 特征频段 一维卷积神经网络 K折交叉验证
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光学测试平台在气体电弧测试中的应用研究
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作者 刘绍勇 王纪儒 +3 位作者 孙昊 阎对丰 刘广义 张宝强 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期163-170,共8页
断路器是保障电力网络安全和可靠的重要设备,气体断路器开断电流时产生开关电弧,燃弧过程是一个时间尺度毫秒级且伴有复杂物理、化学反应的高温暂态过程。受其高温、瞬态特性的制约,在对开断过程气体电弧的研究中,可成熟应用于关键参数... 断路器是保障电力网络安全和可靠的重要设备,气体断路器开断电流时产生开关电弧,燃弧过程是一个时间尺度毫秒级且伴有复杂物理、化学反应的高温暂态过程。受其高温、瞬态特性的制约,在对开断过程气体电弧的研究中,可成熟应用于关键参数测量的方法相对有限。为构建更为精准可靠的电弧模型并开展相关计算,需要获得电弧等离子体在不同条件下的行为机理和关键微观参数,因此需对气体电弧微观参数的测试技术进行进一步的研究。该研究基于XIHARI气体电弧关键参数测试平台,介绍了纹影法和发射光谱法在电弧测试装置上的应用,对比了不同测试方法的原理和适用范围并搭建了相应的光学测试平台,为光学诊断方法在气体断路器开断过程燃弧机理和行为模式研究的应用提供了参考与支撑。 展开更多
关键词 气体电弧 光学诊断 纹影法 发射光谱法
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基于OD-LTP的振动条件下串联型故障电弧检测方法研究
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作者 刘艳丽 张凌玮 +1 位作者 吕正阳 王家林 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期203-211,共9页
当三相异步电动机发生机械振动时,主回路中接触不良的电气接触点在振动作用下会产生串联型故障电弧,进而影响电路安全甚至引发电气火灾。而振动条件会加剧了故障电弧信号的复杂性,因此本文以回路电流信号为研究对象,提出了一种振动条件... 当三相异步电动机发生机械振动时,主回路中接触不良的电气接触点在振动作用下会产生串联型故障电弧,进而影响电路安全甚至引发电气火灾。而振动条件会加剧了故障电弧信号的复杂性,因此本文以回路电流信号为研究对象,提出了一种振动条件下的高实时性串联型故障电弧检测方法。首先通过构建滑动记忆矩阵对实验电流数据进行动态保存,其次通过正交方向改进局部三值化模式(orthogonality direction local ternary pattern,OD-LTP)提取滑动记忆矩阵的纹理特征,最终将统计的OD-LTP图像的灰度分布直方图幅值作为特征向量,通过基于沙猫群优化(sand cat swarm optimization,SCSO)的支持向量机(support vector machine,SVM)建立振动串联型故障电弧检测模型。本文通过对比不同矩阵参数,得到最佳的滑动记忆矩阵尺寸,最终所提方法对故障电弧识别的准确率达到99.2%。通过对不同工况、不同特征提取方法对比分析,表明本文提出方法不仅适用于不同工况运行的工业电机变频器系统,其相对于其他特征提取方法也具有较高的实时性。 展开更多
关键词 串联型故障电弧 滑动记忆矩阵 OD-LTP SCSO-SVM 快速性
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