基于小波分析和Schwarz 模型的串联电弧故障仿真研究

消防科学与技术 ›› 2020, Vol. 39 ›› Issue (9): 1260-1263.

基于小波分析和Schwarz 模型的串联电弧故障仿真研究

李玮祯,曲娜，张帅，郑天芳

沈阳航空航天大学安全工程学院，辽宁沈阳110136

出版日期:2020-09-15 发布日期:2020-09-15
通讯作者: 曲娜(1979-)，女，沈阳航空航天大学安全工程学院副教授。
作者简介:李玮祯（1999-），女，沈阳航空航天大学安全工程学院本科生，主要从事电气火灾探测理论与技术方面的学习及研究，辽宁省沈阳市沈北新区道义大街，110136。
基金资助:
国家自然科学基金青年项目（61901283）；辽宁省经济社会发展研究课题（2020lslktqn-056）；沈阳航空航天大学大学生创新训练计划项目（201910143475）

Research on arc fault simulation based on Schwarz model and wavelet analysis

LI Wei-zhen，QU Na，ZHANG Shuai，ZHENG Tian-fang

Safety Engineering College of Engineering, Shenyang Aerospace University, Liaoning Shenyang 110136,China

Online:2020-09-15 Published:2020-09-15

摘要/Abstract

摘要： 为防范串联电弧故障引起的事故，研究Schwarz 电弧仿真模型。利用Schwarz 电弧模型对非线性负载电路进行模拟仿真和对比，分析出故障电路时电压和电流波形的特点。采用小波分析算法对电流进行分解，计算不同频段的能量。结果显示，在线性负载电路出现电弧故障时d6 频段前后能量变比系数大，非线性负载电路出现电弧故障时Ea6 和d5 频段前后能量变比系数大。利用这个特点，通过检测d6、Ea6 和d5 频段的电流能量，可以判断电路是否发生故障，有助于防范串联电弧故障引起的火灾事故。

关键词: Schwarz 电弧模型, 串联电弧故障, 电气火灾, 小波分析

Abstract: Studying Schwarz arc simulation model contributes to keeping away accidents caused by series arc faults. Simulating and contrasting nonlinear loaded circuit arc model can analyze the features of voltage and electricity by using Schwarz when circuit fails. Using the wavelet analysis to decompose electricity and then calculate energy of different frequency band. Finally we find energy's variation ratio coefficient of d6 frequency band is the biggest when there is an arc fault in the linear load circuit. And energy's variation ratio coefficient of Ea6 and d5 frequency band are the biggest when there is an arc fault in the nonlinear load circuit. So taking advantage of the feature can judge if circuit fault occurs by detecting electricity energy of d6, Ea6 and d5,and keep away accidents caused by series arc faults.

Key words: Schwarz arc model, series arc fault, electrical fire, wavelet andlysis

李玮祯, 曲娜, 张帅, 郑天芳. 基于小波分析和Schwarz 模型的串联电弧故障仿真研究[J]. 消防科学与技术, 2020, 39(9): 1260-1263.

LI Wei-zhen, QU Na, ZHANG Shuai, ZHENG Tian-fang. Research on arc fault simulation based on Schwarz model and wavelet analysis[J]. Fire Science and Technology, 2020, 39(9): 1260-1263.

[1]	赵翊彤, 张瑾, 李阳, 王勇. 热辐射对BVVB护套线短路类型及燃烧行为影响研究[J]. 消防科学与技术, 2023, 42(5): 643-647.
[2]	门茂琛, 杜雨佳, 徐铭铭, 吴焕昭. 基于剩余电流波形特征量的智能电气火灾监控研究[J]. 消防科学与技术, 2023, 42(4): 550-555.
[3]	郑斌, 贾慧军, 曾笑, 李英辉. 智能电能表采集数据在火灾调查中的应用[J]. 消防科学与技术, 2023, 42(3): 429-434.
[4]	孔令哲, 何柏娜, 边晨曦, 刘雨佳. 光伏直流串联电弧故障区域识别[J]. 消防科学与技术, 2022, 41(12): 1623-1628.
[5]	高鹏, 李洋, 吕忠. 低压电气接地故障引燃特性及痕迹特征研究[J]. 消防科学与技术, 2022, 41(11): 1599-1603.
[6]	丁可. 一起火灾事故调查中的若干误区及对策[J]. 消防科学与技术, 2021, 40(7): 1102-1105.
[7]	邵峥亚. 起火部位与火灾原因无关的一次短路分析[J]. 消防科学与技术, 2021, 40(7): 1099-1101.
[8]	张金宝, 向熠堃, 周广英, 李阳. 铝合金导线过电流熔痕微观形貌特征[J]. 消防科学与技术, 2021, 40(6): 932-935.
[9]	黄超, 黄洪澜. 导线绝缘层灰烬断面SEM鉴定火灾痕迹研究[J]. 消防科学与技术, 2021, 40(4): 598-601.
[10]	林庆文, 王鑫玉, 李阳, 冯骁, 何芬芬. 过电流铜包铝导线线芯发热及绝缘燃烧规律研究[J]. 消防科学与技术, 2021, 40(2): 168-171.
[11]	赵艳红, 李岩, 白玛坚才. 铝导线违规连接点过热故障及痕迹分析[J]. 消防科学与技术, 2021, 40(11): 1699-1702.
[12]	邢国新, 赵海龙, 吴志强. 热解粒子式电气火灾探测器在地铁中的应用[J]. 消防科学与技术, 2021, 40(11): 1695-1698.
[13]	蒋剑锋, 杨留方, 曹伟嘉, 廖有为. 基于NB-IoT 与单片机的组合式电气火灾探测器设计与实现[J]. 消防科学与技术, 2020, 39(8): 1142-1144.
[14]	张梅红, 宋建江. 从新冠病毒疫情反思住宅建筑消防安全对策[J]. 消防科学与技术, 2020, 39(7): 1013-1015.
[15]	吴志强, 王德坤, 赵海龙, 伍林. 遏制电气火灾多发的阻性漏电检测技术分析[J]. 消防科学与技术, 2020, 39(7): 991-993.