阻性负载下串联故障电弧电流特征及分析

本文主要探讨了阻性负载下低压故障电弧的特性分析。研究者通过建立一个串联电弧检测试验平台，针对不同功率等级的阻性负载，进行了正常工作状态与故障状态下线路电流的采集。重点分析了电流的时域特征，包括零休时间、电流上升率、平均值和有效值等，这些都是衡量电弧故障的重要参数。此外，还深入研究了电流的频域特性，利用傅里叶变换方法分析了各次谐波因数，发现2~6次谐波因数及其变化率在区分串联故障电弧上具有较高的敏感性。 零休时间，即电流瞬时值等于0的时间段，反映了电弧熄灭和重燃过程中电流的中断。电流上升率则揭示了故障电弧对电流动态变化的影响。正常情况下，电流的正负半周波形是对称的，但在串联故障电弧下，这种对称性会被破坏。文献[12]提到，故障电弧会导致电流谐波成分的变化，特别是各次谐波因数的改变，这一特性可能被用于电弧故障的识别。 研究发现，阻性负载的存在对串联故障电弧电流特征有显著影响，因为持续燃烧的故障电弧相当于一个近似的阻性负载，限制了电流的峰值。然而，由于电弧燃烧过程中的非线性和随机性，这些特征会随负载功率的变化而变化。因此，深入理解阻性负载对电弧电流行为的影响对于设计有效的故障检测算法至关重要。 通过对大量实验数据的细致分析，文章得出结论，选择2~6次谐波因数及其变化率作为判断串联故障电弧的判据更为合理，这为实际应用中的故障电弧检测技术提供了重要的理论支持。该研究不仅有助于提升电力系统的安全性，也为电弧故障断路器（AFCI）的设计和优化提供了科学依据。