基于电流相似度与高频能量的串联故障电弧检测方法

王尧，田明，谢振华，班云升，侯林明，李奎

(1.河北工业大学 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室，天津 300130；2.河北工业大学 河北省电磁场与电器可靠性重点实验室，天津 300130；3.浙江省机电设计研究院有限公司，杭州 310000)

0 引 言

低压供电线路绝缘损坏、接线不良等原因容易引起故障电弧。故障电弧伴生局部高温，极易引发电气火灾事故。串联故障电弧电流较小，系统内的常规保护装置无法对其进行有效保护[1-2]。同时，电弧支路电流微弱特征还会被非线性负载正常支路电流“淹没”，进一步增加了故障电弧检测的难度。因此，如何准确识别串联故障电弧是有效避免电气火灾的重点，已成为众多学者研究热点[3-4]。

国内外学者提出了多种故障电弧检测方法，主要包括根据电弧电流半波不对称性以及电流变化率等时域特征的电弧故障检测方法[5-6]；根据电弧电压电流谐波变化等频域特征的电弧故障检测方法[8-11]；根据电弧时-频域特征的电弧故障检测方法[12-14]。文献[6]提出一种基于电弧电流相邻周期差值与小波降噪的电弧故障识别方法。文献[7]提出一种利用电弧电流周期均值变化率的检测方法。文献[11]采用40 kHz～100 kHz作为电弧故障电流特征频段，并对200 μs时间窗口内的电流信号进行傅里叶变换，提出了基于实时频谱分析的故障电弧检测算法。文献[13]以不同负载条件下电弧电流处于“零休”期间时电流高频分量的变化作为电弧故障诊断判据，实现电弧故障的识别与分类。……