[发明专利]一种交流断路器燃弧故障预警方法

权利要求书

1.一种交流断路器燃弧故障预警方法，用以通过获取交流断路器动态燃弧模型进行预警，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)将交流断路器燃弧过程分为时间连续的三个阶段，包括预击穿阶段、燃弧阶段和熄弧阶段；

2)分别获取预击穿阶段、燃弧阶段和熄弧阶段对应的阶段燃弧模型，预击穿阶段的阶段燃弧模型为：

其中，R_j(t)为预击穿阶段的燃弧电阻，c为单位长度电压，l为电弧长度，i为电弧电流，t₁、t₂为预击穿阶段的起止时间点；

燃弧阶段的阶段燃弧模型为：

R_w(t)＝a

其中，R_w(t)为燃弧阶段的电阻，a为一定值；

熄弧阶段的阶段燃弧模型为：

其中，R_x(t)为熄弧阶段的燃弧电阻，τ为熄弧时间常数，L为滤波器支路的等效电感，R为滤波器支路的等效电阻；

3)将全部阶段燃弧模型按时间连续接合最终获得交流断路器动态燃弧模型；

4)根据交流断路器动态燃弧模型进行断路器燃弧故障预警，具体的预警步骤如下：

41)正常运行中，断路器处于断开状态，电路中电流为0，若在某一时刻t₁滤波器支路首次出现电流的绝对值|i_c(t₁)|≥0.01，直至时刻t₂，电流的绝对值为|i_c(t₂)|＜0.01且在接下来的1ms内，滤波器支路的电流始终满足|i_c(t)|＜0.01，则初步认为断路器发生了燃弧故障，此时的燃弧故障称为伪燃弧故障；

42)在伪燃弧故障阶段，故障滤波器需要记录燃弧开始时间t₁、结束时间t₂，母线侧电压U(t)和电流实测燃弧电流i_c(t)，根据燃弧模型，得到在理想情况下的动态电弧电阻R_m(t)；

43)根据记录的母线侧电压U(t)和燃弧电流i_c(t)，求得实际的燃弧电阻R_c(t)，公式如下：

44)将两个燃弧电阻R_m(t)和R_c(t)写成两个一维数组R_m(n)和R_c(n)，n＝1,2,…,N，则计算R_m(n)和R_c(n)的相关系数α_mc，计算式如下：

其中，为依据模型求得的电弧电阻R_m(t)的平均值，为实际录波数据求得的电弧电阻R_c(t)的平均值；

5)当α_mc≥0.8时，说明模拟电弧电阻与实际电弧电阻具有较强的相似性，则认为此时的伪燃弧阶段即为实际燃弧阶段，系统发出交流断路器燃弧故障预警信号，交流断路器等待进一步检修，若α_mc＜0.8时，说明模拟电弧电阻与实际电弧电阻的相似性较弱，则认为此阶段的交流断路器未处于出现燃弧过程，交流断路器正常运行，预警过程结束。