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基于电磁辐射特性的直流电弧检测方法 被引量:23
1
作者 熊庆 肖戎 +3 位作者 汲胜昌 祝令瑜 刘源 钟理鹏 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2967-2975,共9页
直流电源系统中的直流电弧由于难以熄灭,是导致系统故障的主要原因之一,对其检测方法展开研究具有重要意义。为此提出了一种基于电弧电磁辐射特性的直流电弧检测方法,通过搭建直流电弧产生装置模拟直流系统中松弛连接的情况,设计4阶Hilb... 直流电源系统中的直流电弧由于难以熄灭,是导致系统故障的主要原因之一,对其检测方法展开研究具有重要意义。为此提出了一种基于电弧电磁辐射特性的直流电弧检测方法,通过搭建直流电弧产生装置模拟直流系统中松弛连接的情况,设计4阶Hilbert天线测量直流电弧电磁辐射信号。电弧的电磁辐射信号与电流突变信号变化一致,且突变脉冲的时间间隔满足Gamma分布。对不同的电流突变进行频谱分析发现,在该试验条件下,电磁辐射信号在频谱上存在明显的特征频率(12.9 MHz),并且不同回路电流下幅值最大的电磁辐射频率在12~14MHz范围内。与开关操作时的信号进行对比发现,直流电弧的最大幅值电磁辐射频率大于开关操作的最大频率,直流电弧脉冲的平均时间间隔(37μs)比开关操作时的时间间隔(7.4μs)长,开关操作时能够检测到多个持续时间较长的脉冲簇。电磁辐射信号的特征频率、脉冲时间间隔以及脉冲簇持续时间可作为直流电弧的检测参量判断电弧故障。 展开更多
关键词 直流电弧特性 电磁辐射脉冲 电弧故障检测 Hilbert天线 电弧电流突变 开关操作
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低压交流电弧故障检测方法研究综述 被引量:19
2
作者 王尧 田明 +2 位作者 牛峰 包志舟 李奎 《电器与能效管理技术》 2018年第10期8-13,44,共7页
低压交流电弧故障是电气火灾事故的重要诱因。分析了低压交流电弧故障的产生机理及故障特征,综述了当前电弧故障检测方法及AFCI产品标准。现有电弧故障检测方法主要依靠故障电弧电压电流的时频域特征实现。指出目前电弧故障检测方法存... 低压交流电弧故障是电气火灾事故的重要诱因。分析了低压交流电弧故障的产生机理及故障特征,综述了当前电弧故障检测方法及AFCI产品标准。现有电弧故障检测方法主要依靠故障电弧电压电流的时频域特征实现。指出目前电弧故障检测方法存在的不足,主要是非线性负荷下的误动作问题。最后,展望了电弧故障检测技术发展方向,包括电弧故障多源信息融合识别、电弧故障自适应保护以及直流系统电弧故障保护等。 展开更多
关键词 电弧故障检测 电弧故障保护电器 电气火灾 机理 故障特征
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电弧故障检测的分析和研究 被引量:9
3
作者 施惠冬 潘东强 付华 《低压电器》 2013年第6期15-20,共6页
介绍了电弧故障检测的基本原理。分析了电弧故障检测技术的现状、难点及其技术应用。通过对串联电弧故障波形和并联电弧故障波形特征的研究,提出了电弧频谱分析方法,既有助于电弧特征的研究,又有助于提高电弧故障检测的可靠性,是电弧故... 介绍了电弧故障检测的基本原理。分析了电弧故障检测技术的现状、难点及其技术应用。通过对串联电弧故障波形和并联电弧故障波形特征的研究,提出了电弧频谱分析方法,既有助于电弧特征的研究,又有助于提高电弧故障检测的可靠性,是电弧故障检测的有力手段。 展开更多
关键词 电弧故障断路器 电弧故障检测 电弧故障检测装置 频谱 离散傅里叶 变换
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基于电流频谱积分差值的光伏系统电弧故障检测和定位 被引量:11
4
作者 熊庆 刘小军 +3 位作者 郭自清 冯先勇 汲胜昌 祝令瑜 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1625-1633,共9页
光伏系统中的直流电弧故障由于具有负阻性而难以检测,严重危害系统的安全运行。该文提出利用并联电容电流的频谱积分差值检测光伏系统中直流电弧故障的方法,搭建了离网光伏实验平台,在光伏系统中各支路并联电容,利用霍尔电流传感器检测... 光伏系统中的直流电弧故障由于具有负阻性而难以检测,严重危害系统的安全运行。该文提出利用并联电容电流的频谱积分差值检测光伏系统中直流电弧故障的方法,搭建了离网光伏实验平台,在光伏系统中各支路并联电容,利用霍尔电流传感器检测电容电流。同时研究了系统中不同位置发生串联或并联电弧故障时,电容电流的幅值、脉冲极性和频谱特性,并与对地短路故障和开关操作时的电容电流特性进行对比。对故障发生前后0.5 ms时间内的电流频谱进行积分,并计算频谱积分差值。研究结果表明:发生对地短路故障以及开关操作时,电容电流幅值远大于发生电弧故障时的幅值;电弧故障的频谱积分差值在1.1×10^(4)~2.5×10^(4)A·Hz范围内,能够作为直流电弧故障检测判据;电容电流首个脉冲的极性反映故障与电容并联支路的相对位置,可实现电弧故障定位。 展开更多
关键词 光伏系统 电弧故障检测 故障定位 电流频谱积分 并联电容
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基于小波重构信号奇异点的航空故障电弧检测 被引量:10
5
作者 崔芮华 胡文达 耿丽恺 《电气传动》 北大核心 2018年第6期69-72,共4页
通过航空交流串联故障电弧的模拟试验,对多种线性和非线性负载,在不同电流情况下的电弧电流数据进行系统采集。利用小波变换提取特征参量,并用K均值聚类算法实现智能化辨别故障电弧。试验结果证明这是一种可靠的串联电弧故障检测方法,... 通过航空交流串联故障电弧的模拟试验,对多种线性和非线性负载,在不同电流情况下的电弧电流数据进行系统采集。利用小波变换提取特征参量,并用K均值聚类算法实现智能化辨别故障电弧。试验结果证明这是一种可靠的串联电弧故障检测方法,可以检测在不同负载类型以及电流值不同的电路运行状态下,是否有电弧产生;而且区分效果好、运算量较小、易于嵌入式系统实现,为电弧检测在航空电气系统上的研究和设计提供了一种切实可行的新思路。 展开更多
关键词 航空故障电弧 电弧故障检测 小波分析 奇异信号 K均值聚类
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基于自组织特征映射网络的电弧故障检测方法 被引量:8
6
作者 林靖怡 王尧 +1 位作者 李奎 田明 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期210-216,共7页
一般利用故障电弧产生时的电流波形特性进行电弧故障检测。随着线路负载种类的日益增多,故障电弧产生时的电流波形与某些负载无弧情况下的电流波形十分相似,难以通过简单的电流时频域特征进行电弧故障检测,影响电弧故障检测的准确性。... 一般利用故障电弧产生时的电流波形特性进行电弧故障检测。随着线路负载种类的日益增多,故障电弧产生时的电流波形与某些负载无弧情况下的电流波形十分相似,难以通过简单的电流时频域特征进行电弧故障检测,影响电弧故障检测的准确性。针对该问题,提出一种自组织特征映射网络与滑窗法相结合的电弧故障检测方法,在自组织特征映射网络自主挖掘电流数据内在特征的基础上,利用相邻周期电流样本之间的关联性与连续性,对电流信号进行连续检测,提高电弧故障检测准确率。所提方法能有效实现电弧故障检测,电弧故障检测准确率可达99%。 展开更多
关键词 故障电弧 电流波形 自组织特征映射网络 滑窗法 电弧故障检测
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电动汽车串联型电弧故障检测方法 被引量:2
7
作者 刘艳丽 王浩 张帆 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期222-231,共10页
电弧故障是引发电气火灾的主要原因之一。在电动汽车电气系统中,直流串联电弧故障通常发生在接触点松动或线路连接损坏处,会引起火灾、爆炸等严重事故。为快速、准确地检测电动汽车串联型电弧故障,搭建了电动汽车故障电弧实验平台,采集... 电弧故障是引发电气火灾的主要原因之一。在电动汽车电气系统中,直流串联电弧故障通常发生在接触点松动或线路连接损坏处,会引起火灾、爆炸等严重事故。为快速、准确地检测电动汽车串联型电弧故障,搭建了电动汽车故障电弧实验平台,采集不同工况下干路电流时间序列并建立了样本库。通过轻量化卷积神经网络,建立了基于改进Mobilenet网络的串联故障电弧检测模型。通过对比分析学习率、网络层数、样本长度,对模型进行了优化。该优化模型通过干路电流可实现电动汽车串联型故障电弧的检测和故障选线,检测准确率达到96.39%,论文为电动汽车电气系统电弧故障检测提供了一种可行性方案。 展开更多
关键词 电动汽车 轻量化卷积神经网络 改进Mobilenet 电弧故障检测 电弧故障选线
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基于罗氏线圈检测电弧高频分量的电弧故障检测方法
8
作者 宣姝 毛茜 +1 位作者 杨晓薇 程小明 《电气时代》 2024年第8期88-91,共4页
介绍了利用罗氏线圈di/dt传感器对低压交流电路中的串联电弧故障进行检测。通过模拟不同负载和电流等级下的串联电弧故障,了解电弧信号的模式和等级特征。罗氏线圈设计用于检测电弧信号的高频di/dt分量。实验结果清楚地表明,通过检测di... 介绍了利用罗氏线圈di/dt传感器对低压交流电路中的串联电弧故障进行检测。通过模拟不同负载和电流等级下的串联电弧故障,了解电弧信号的模式和等级特征。罗氏线圈设计用于检测电弧信号的高频di/dt分量。实验结果清楚地表明,通过检测di/dt的高频分量,可以可靠地检测串联电弧故障情况。 展开更多
关键词 串联电弧故障 不同负载 罗氏线圈 高频分量 DI/DT 低压交流 电弧故障检测 传感器
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自适应模糊神经网络多信息融合串联型电弧故障检测方法
9
作者 王建元 吕至亨 《吉林电力》 2024年第1期40-44,共5页
针对低压交流串联电弧故障因其特殊性难以识别的问题,在实验室建立了实验平台,采集不同负载下的正常和电弧故障的电流波形数据,提出一种自适应模糊神经网络(adaptive neuro fuzzy inference system,ANFIS)多信息融合串联型电弧故障检测... 针对低压交流串联电弧故障因其特殊性难以识别的问题,在实验室建立了实验平台,采集不同负载下的正常和电弧故障的电流波形数据,提出一种自适应模糊神经网络(adaptive neuro fuzzy inference system,ANFIS)多信息融合串联型电弧故障检测方法,通过多层次特征参数提取,对自适应模糊神经网络进行训练、测试。结果表明,该方法可以有效地克服反向传播(back propagation,BP)神经网络故障诊断中收敛速度慢、误差精度大的缺点,得到更为精准、理想的诊断结果。 展开更多
关键词 自适应模糊神经网络 多信息融合 电弧故障检测
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基于多卷积和结构搜索的电弧故障检测模型
10
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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基于合成时频分布图的轻量级网络小电流故障电弧检测
11
作者 冷友伟 《中国人民警察大学学报》 2024年第8期54-60,共7页
为有效解决故障电弧检测问题,提出一种基于时频分布图的轻量级网络小电流故障电弧检测方法。参照相关标准进行电弧试验,并采集电弧试验数据,通过把电流数据转换成合成时频分布图构造训练集和测试集,输入STF-GhostNet模型识别故障电弧并... 为有效解决故障电弧检测问题,提出一种基于时频分布图的轻量级网络小电流故障电弧检测方法。参照相关标准进行电弧试验,并采集电弧试验数据,通过把电流数据转换成合成时频分布图构造训练集和测试集,输入STF-GhostNet模型识别故障电弧并输出结果。试验结果表明:采用该方法进行故障电弧检测准确率约为94.1%,与传统BP模型、AlexNet相比,准确率明显提高。 展开更多
关键词 神经网络 时频分析 电弧故障检测 小电流电弧 STF-GhostNet
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用于光伏串联电弧辐射检测的五阶Hilbert分形天线设计
12
作者 丁稳房 江城澳 毛政霖 《中南民族大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第4期554-560,共7页
串联电弧是光伏系统的主要故障类型之一,掌握光伏电弧的辐射特性是解决光伏电弧检测的重要前提.为实现对故障电弧的检测,需要设计针对电弧特征频带的天线.为此,对Hilbert分形天线进行研究,设计了五阶Hilbert分形天线实现电弧故障检测.... 串联电弧是光伏系统的主要故障类型之一,掌握光伏电弧的辐射特性是解决光伏电弧检测的重要前提.为实现对故障电弧的检测,需要设计针对电弧特征频带的天线.为此,对Hilbert分形天线进行研究,设计了五阶Hilbert分形天线实现电弧故障检测.通过提高分形天线阶数,减小谐振频率,扩大天线带宽.设计结果表明:五阶Hilbert天线在0~500 MHz电磁辐射能量较大的频段内驻波比小于3(在10~140 MHz和170~500 MHz频段内VSWR<3),增益为-38 dB,方向性良好.通过搭建光伏串联电弧实验平台和设计的五阶Hilbert分形天线,分析电弧电磁辐射信号时频特性.研究可为光伏系统电弧故障的检测提供参考. 展开更多
关键词 光伏串联电弧 五阶Hilbert分形天线 电弧辐射特性 电弧故障检测
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基于时频域参数分析的直流电弧故障检测装置
13
作者 周学 代文鑫 《电器与能效管理技术》 2024年第8期86-90,99,共6页
针对现有的直流电弧故障检测方法容易受到环境影响,无法实现精准检测,且算法结构复杂,难以部署于实际应用,基于短时傅里叶变换设计一种直流电弧故障检测算法。通过分析电弧电流信号在频域上的幅值变化趋势,将频谱划分为不同的阶段,计算... 针对现有的直流电弧故障检测方法容易受到环境影响,无法实现精准检测,且算法结构复杂,难以部署于实际应用,基于短时傅里叶变换设计一种直流电弧故障检测算法。通过分析电弧电流信号在频域上的幅值变化趋势,将频谱划分为不同的阶段,计算不同阶段频率积分的比值,根据大量实验结果得到判定的阈值从而实现电弧故障检测。最后,选择合适的单片机实现检测算法并进行测试,验证所提算法的有效性。结果表明,所提算法不仅能在多种类型负载并联的情况下及时检测出电弧故障,检测的准确率可达94.4%,而且在面对正常状态电流时的误判率为0,证明其具有较好的稳健性。 展开更多
关键词 直流电弧故障 短时傅里叶变换 时频域数据分析 电弧故障检测
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光伏电站中直流电弧故障的噪声强度分析 被引量:4
14
作者 李智华 钟杰人 +1 位作者 吴春华 汪飞 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期180-186,共7页
针对大型光伏阵列中不同位置的直流串联电弧或并联电弧故障,基于电弧静态伏安特性和光伏阵列输出I-V特性,分析电弧的稳态工作点和电阻特性,进而定性推断电弧电流信号噪声的强度关系。结合实验测试,从电弧电流频域分量大小的角度,明确了... 针对大型光伏阵列中不同位置的直流串联电弧或并联电弧故障,基于电弧静态伏安特性和光伏阵列输出I-V特性,分析电弧的稳态工作点和电阻特性,进而定性推断电弧电流信号噪声的强度关系。结合实验测试,从电弧电流频域分量大小的角度,明确了光伏阵列不同位置的同类型电弧故障检测的难易程度,为大型光伏电站中各种位置的电弧故障有效检测提供了参考。 展开更多
关键词 光伏电站 直流电弧故障 电弧噪声强度 电弧故障检测
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一种基于Daubechies小波的航空电弧故障检测方法研究 被引量:5
15
作者 崔芮华 胡文达 《电器与能效管理技术》 2017年第4期7-11,共5页
针对航空交流故障电弧的类型,进行点接触和铡刀两组模拟试验,得到了故障电弧电流数据。采用小波变换对数据进行分析并提取特征参量,提出一种基于Daubechies小波的航空电弧故障检测方法。试验证明,所提方法是一种可靠的电弧故障检测方法... 针对航空交流故障电弧的类型,进行点接触和铡刀两组模拟试验,得到了故障电弧电流数据。采用小波变换对数据进行分析并提取特征参量,提出一种基于Daubechies小波的航空电弧故障检测方法。试验证明,所提方法是一种可靠的电弧故障检测方法,可为航空电弧故障断路器的深入研究和设计提供参考。 展开更多
关键词 航空故障电弧 电弧故障检测 小波分析 模极大值
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电弧故障检测技术分析与发展趋势 被引量:5
16
作者 徐宵伟 陈永亮 《电器与能效管理技术》 2018年第10期14-19,共6页
概述了电弧故障产生的原因及基本特征,分析了电弧故障的硬件电路部分,重点介绍了互感器以及控制电路部分。针对电弧故障的时频域特征,分析了几种运用智能算法的电弧故障检测方法。结合现代化发展,分析了电弧故障检测装置未来向着智能化... 概述了电弧故障产生的原因及基本特征,分析了电弧故障的硬件电路部分,重点介绍了互感器以及控制电路部分。针对电弧故障的时频域特征,分析了几种运用智能算法的电弧故障检测方法。结合现代化发展,分析了电弧故障检测装置未来向着智能化、系统化和灵活多样化方向的发展趋势。 展开更多
关键词 电弧故障检测 互感器 控制电路 智能算法 智能化
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电动汽车充电系统串联电弧故障智能识别方法 被引量:1
17
作者 潘广旭 裴丽伟 +2 位作者 李兴玉 王希涛 班云升 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2023年第10期107-114,共8页
为解决电动汽车充电系统串联电弧故障电弧电流难以准确检测的问题,提出一种基于机器学习的电动汽车充电系统串联电弧故障识别方法。首先,搭建电动汽车充电系统电弧故障实验平台,采集不同工况下故障电弧电流数据;然后,采用离散傅里叶变... 为解决电动汽车充电系统串联电弧故障电弧电流难以准确检测的问题,提出一种基于机器学习的电动汽车充电系统串联电弧故障识别方法。首先,搭建电动汽车充电系统电弧故障实验平台,采集不同工况下故障电弧电流数据;然后,采用离散傅里叶变换进行特征分析,并构建故障电弧特征数据集;最后,基于16层视觉几何群网络训练得到电弧故障检测模型,并利用各工况下测试集对电弧故障检测模型进行测试。研究结果表明该方法识别准确率均可达到98%以上,并拥有良好的抗干扰能力。 展开更多
关键词 电动汽车充电系统 直流电弧 电弧故障检测 16层视觉几何群网络
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一种基于SVM的电弧故障检测方法 被引量:4
18
作者 楼嘉宇 马琪 《杭州电子科技大学学报(自然科学版)》 2015年第6期28-31,共4页
提出一种基于支持向量机分类的电弧故障检测方法,首先分析得出电弧故障检测的特征频段,然后利用采集的电弧故障检测样本数据在进行主成分分析法预处理后对支持向量机进行训练和优化,计算出一个支持向量机分类器模型,该模型可根据特征频... 提出一种基于支持向量机分类的电弧故障检测方法,首先分析得出电弧故障检测的特征频段,然后利用采集的电弧故障检测样本数据在进行主成分分析法预处理后对支持向量机进行训练和优化,计算出一个支持向量机分类器模型,该模型可根据特征频段内提取的线电流数据来判断是否发生电弧故障。实验结果表明该方法是有效的,平均0.25 ms可完成一次判断且准确度达到95%以上。 展开更多
关键词 支持向量机 电弧故障检测 主成分分析法
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基于概率神经网络的串联电弧故障检测 被引量:4
19
作者 吴丰成 曲娜 +2 位作者 任行浩 许凯 张鹏辉 《电子技术应用》 2018年第12期65-68,共4页
故障电弧分为串联电弧和并联电弧,并联电弧故障表现为电流短路、故障电流大,现有电气保护体系能对其保护;而串联电弧故障因受线路负载限制,其故障电流小,以至于现有体系无法实现对串联电弧故障保护,存在电气安全隐患。提出一种方法通过... 故障电弧分为串联电弧和并联电弧,并联电弧故障表现为电流短路、故障电流大,现有电气保护体系能对其保护;而串联电弧故障因受线路负载限制,其故障电流小,以至于现有体系无法实现对串联电弧故障保护,存在电气安全隐患。提出一种方法通过实验获得正常工作和电弧故障时电流波形,并提取小波变换的特征值,将特征值输入概率神经网络模型,参照UL 1699标准,通过计算0.5 s内检测到的故障半周期数是否大于8,大于8则判断为电弧故障。通过MATLAB分析,选择40组测试数据,故障识别率为95%,表明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 电弧故障检测 概率神经网络 特征信号值 小波变换
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航空线缆电弧故障引发电气火灾研究综述
20
作者 刘苏德 王子昕 +2 位作者 靖子洋 施大伟 吴淑群 《电气工程学报》 CSCD 2023年第3期18-34,共17页
在航空领域中,线缆电弧引发的电气火灾是一项严重的安全隐患。随着多电/全电飞机的发展,航空电气系统对电气设计、安装提出了更高的安全要求。本文对航空线缆电弧故障引发电气火灾的原因、机理、检测、预防和扑灭进行了综述。调查统计... 在航空领域中,线缆电弧引发的电气火灾是一项严重的安全隐患。随着多电/全电飞机的发展,航空电气系统对电气设计、安装提出了更高的安全要求。本文对航空线缆电弧故障引发电气火灾的原因、机理、检测、预防和扑灭进行了综述。调查统计了欧洲空中航行安全组织公开数据中由线缆电弧引发的飞机火灾事故并分析其原因,介绍了电弧引燃线缆机理研究的近况,然后结合目前国内外飞机实际情况,讨论了航空线缆电弧引发电气火灾的预警技术和灭火技术。针对航空线缆绝缘失效以及布线不当易引发电气火灾问题提出了预防建议,强调了发展高可靠性且能作用于飞机所有电气设备电弧探测技术、火灾预警技术和灭火系统的重要性,同时也提出探测电弧火源引发航空线缆的机理研究仍存在挑战。 展开更多
关键词 航空线缆 电气线路互联系统 线缆着火 火灾探测器 电弧故障检测
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