一种基于频域分类的故障电弧检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于频域分类的故障电弧检测方法，主要针对现有低压交流供电系统下的故障电弧算法由于电阻型负载故障电流和开关电源型正常电流相似而导致的误判问题。本发明专利技术包括：选用不同类型的典型负载，在低压交流系统下，利用电流互感器和示波器结合的方法，对低压回路中的不同类型负载进行回路电流信号采集；对采集到的时域电流信号进行分析，提取其中的时频域特征，并根据从中提取到的频域特征将负载分为开关电源负载和非开关电源负载；对不同类别的负载分别利用划分好的训练集构建基于随机森林的故障电弧检测模型；利用训练好的故障检测模型对不同负载的故障进行甄别，判断电路中是否出现电弧故障。判断电路中是否出现电弧故障。判断电路中是否出现电弧故障。

【技术实现步骤摘要】
一种基于频域分类的故障电弧检测方法


[0001]本专利技术属于低压配电系统串联故障电弧识别
，尤其涉及一种基于频域分类的故障电弧检测方法。

技术介绍

[0002]当某些绝缘介质(例如空气)被电压击穿会产生持续放电现象，这种放电现象被称为电弧，电弧通常伴随电极的部分挥发。人们利用电弧产生的火花和高温用于电弧炉、电弧焊接等，这一类电弧被称为“有用电弧”，然而在日常生活中由于输电线长时间带载、过载运行产生热量或者由于外力导致的绝缘层老化、破损，也会产生电弧现象。这种电弧会产生放电火花、引燃周边的可燃物造成火灾，产生严重后果，这类电弧是人们不希望产生的，被称为故障电弧。
[0003]尽管低压供电系统配置了断路器、熔断器及剩余电流动作断路器等保护电器，对于维护供电可靠性、减少电气火灾事故起到了很大作用，但是这些保护装置无法对电弧故障进行有效保护。故障电弧电流通常较小，特别是对于串联电弧故障，其电弧电流受线路负载限制，一般小于线路正常工作电流，供电系统的断路器或熔断器无法切除此类电弧故障。同时，串联故障电弧也不会引起线路电流矢量和的变化，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于频域分类的故障电弧检测方法，其特征在于，该方法包括：在低压交流系统下，使用电流互感器以及示波器对回路中的不同负载进行电流信号采集；对采集到的负载正常电流进行快速傅里叶变换得到电流频谱，将各负载电流频谱与纯阻性负载电流频谱做相关运算，以计算结果对负载进行预分类，将负载分为开关电源类和非开关电源类；对采集到的正常和故障电流进行时频域特征提取，将提取到的特征组成特征矩阵进行模型训练和故障识别；将开关电源类和非开关电源类的特征向量添加标签分别形成样本集，将两个不同类型的样本集分别按照7：3划分训练集和测试集；利用带有标签的训练集作为随机森林的输入，训练和调整随机森林模型参数，将训练好的模型保存作为故障电弧检测算法的判决准则。分别训练得到不同类型的两个随机森林模型后，使用划分好的测试集验证基于时频域分析和随机森林的故障检测算法是有效的。2.根据权利要求1所述的基于频域分类的故障电弧检测方法，其特征在于，在低压交流供电系统下对电流信号进行采集，采集到的电流为220V/50Hz交流信号，不同负载电流在正常和故障情况下特征均不相同，在轻微燃弧和剧烈燃弧条件下电流也不相同。3.根据权利要求1所述的基于频域分类的故障电弧检测方法，其特征在于，将负载正常电流进行快速傅里叶变换得到电流频谱，将各电流频谱与纯阻性电流频谱做相关，根据相关系数将负载分为开关电源型负载和非开关电源型负载。4.根据权利要求1所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅，陈进，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：