基于FFT和电磁辐射的低压电弧故障检测

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1、2012年9月15日Modern现E代lec电tro子nic技sT术echniqueSep．2012第35卷第18期Vo1．35No．18基于FFT和电磁辐射的低压电弧故障检测杨晟健，钟清华’(华南师范大学物理与电信工程学院，广东广州510006)摘要：为了快速、有效地检测低压串联电弧，分别对电弧电流信号和电磁辐射进行了检测。对相同负载条件下的电弧电流和正常工作电流信号进行快速傅里叶变换，并以二者频域特性差异作为电弧故障检测的依据。结合简易环形天线接收到的电弧电磁辐射可以进一步提高电弧故障检测的正确率。最后，综合电弧

2、电磁辐射和电弧电流的频域特性，提出了低压电弧故障检测算法。该方法运算量小，易于在嵌入式装置实现，对于电弧故障断路器的研制具有一定参考价值。关键词：电弧故障；快速傅里叶变换；电磁辐射；故障检测中图分类号：TNgl1—34文献标识码：A文章编号：1004-373X(2012)18—0086—03Low—tensionarcfaultdetectionbasedonFFTandelectromagneticradiationYANGSheng-jian，ZHONGQing—hua(CollegeofPhysics＆Tdec

3、ommunicationEngineering，SouthChinaNormalUniversity，Guangzhou510006。China)Abstract：Fortherapidandeffectivedetectionoflow-tensionseriesarc，thearccurrentsignalandelectromagneticradia—tionweredetected．Thearccurrentandnormaloperationcurrentsignalunderthesameloadcond

4、itionisprocessedwithfastFouriertransform(FFT)suchthattOcapturetheirc0rresp0ndingfeaturesinfrequencydomainasabasisforarcfaultdetec-tion．Combiningthearcelectromagneticradiationreceivedbythesimpleloopantenna，theaccuracyofarcfaultdetectioncanbeimproved．Atlast，based

5、onthearcelectromagneticradiationandfrequencydomaincharacteristicofarccurrent，alow-ten-sionarcfaultdetectionalgorithmisproposed．Theproposedapproachcanbeperformedwiththeadvantageoflowcomplexity，iseasytoimplementinembeddeddevices，andprovidesaguidelineforthedevelop

6、mentofarcfaultcircuit_interrupter．Keywords：arcingfault；FFT；electromagneticradiation；faultdetection装置：电弧故障断路器(AreFaultCircuitInterrupter，0引言AFCI)，电气火灾仅占火灾总数的8．4，远远低于我电弧是一种电流穿透绝缘介质的发光放电行为，通国。美国国家电气法规(NEC)要求从2002年起，卧室常伴随着部分电极的挥发_l。低压电弧故障电流信号内必须安装AFCI，2004年8月1日以后，在

7、美国市场的典型特征有电流波形含丰富的高频噪声、电流上升率销售的家用空调的电源插头要求必须具有AFCI功增加、电流每次过零附近出现“平肩”现象，发生时间具能_6]。这些规定将会进一步减少美国电气火灾的数量，有间歇性、发生位置有随机性等]。根据电弧在供电但目前国内既没有相关法规也没有相关低压AFCI线路中发生的不同位置可以将电弧分为并联电弧、串联产品。电弧、火线对地电弧三大类]。并联电弧的电流大，因1电弧故障测试平台此检测也相对要容易，串联电弧的电流较小且电流特性与负载有关，检测难度大。参考UL1699标准中的相关规定制

8、做了一个电弧串联电弧一般是由于电线发生断裂或者街头松动发生器。电弧发生器主要由固定底座、一个固定的铜棒等原因造成的，因为电弧发生时附近的温度可以达到电极，一个可以移动一端尖锐的石墨一碳电极，滑动块等2000℃以上，很容易点燃周围的易燃物，因此电弧故组成。将电弧发生器、l800W的电阻型电热水壶负障检测对电气火灾的防护有着重要的意义。根据相关载、