[实用新型]基于深度学习的串联型故障电弧试验平台

说明书

本实用新型涉及基于深度学习的串联型故障电弧试验平台，属于电气消防应用领域。该试验平台包括：串联型故障电弧发生器、电网模拟器、RLC可编程负载、可编程序控制器、数据采集处理器和深度学习计算机，串联型故障电弧发生器通过电缆串联于电网模拟器和RLC可编程负载之间，构成试验电源与负载调节回路，电网模拟器、RLC可编程负载、可编程序控制器、数据采集处理器分别与深度学习计算机连接，数据采集处理器与串联型故障电弧发生器内部的弧压传感器、电流互感器、弧光传感器连接，可编程序控制器串联型故障电弧发生器内部的步进电机和旋转编码器连接。本实用新型以提高串联型故障电弧探测和识别的准确性，弥补此类产品的市场空白。

技术领域

本实用新型属于电气消防应用领域。特别涉及一种基于深度学习的串联型故障电弧试验平台。

背景技术

近年来，由于电气原因造成的火灾事故居高不下，给国家和人民生命财产造成巨大损失。据应急管理部消防救援局统计显示，2017年全国共发生火灾28.1 万起，在全部火灾中，因电气原因引发的火灾占总数的35.7％，其中电气线路问题占电气火灾总数的62.2％、电器设备故障占31.3％、其他电气方面原因占6.5％。在65起较大火灾中，电气引发的有35起，占较大火灾的53.9％。在6起重大火灾中，电气引发的有3起，占重大火灾的50％。在这些电气火灾中，由故障电弧引发的火灾占电气火灾总数的一半以上。由此可见，电气火灾是引发火灾的主要原因，电气线路故障电弧问题又是电气火灾的主要诱因。因此，加强电气火灾预防尤其是对故障电弧的检测，已成为电气火灾预防的重要任务之一。

目前，市场上故障电弧探测产品良莠不齐，功能指标等也没有统一的规范。电弧探测准确率普遍不高，究其原因主要是无法建立精确的故障电弧模型，导致故障电弧检测方法比较单一。

本实用新型采用电网模拟器、可编程负载、高性能微处理器、可编程序控制器和高性能计算机构造一种智能型串联故障电弧试验平台，全自动多维度采集故障电弧样本数据，通过深度学习算法训练串联故障电弧识别模型，采用该模型进行串联故障电弧的探测和识别，能够有效提高串联故障电弧识别的准确率。

有授权公告号CN102331536B，授权公告日2013年5月1日，名称为《故障电弧可控模拟发生装置》的中国实用新型专利。该专利所实用新型的装置采用可控电极模拟故障电弧的发生并对电弧电压和电流进行采样检测。该方法不能改变负载回路的电压和电流，只能针对单一电压条件下的故障电弧特性进行检测试验，虽能对故障电弧的性能进行检测，但无法实现多变量、多样本数据的自动检测。

有授权公告号CN101696986B，授权公告日2012年6月13日，名称为《故障电弧检测方法及保护装置》的中国实用新型专利。该专利的故障电弧检测方法是先对电流信号进行采样，再从采样信号中分离出高频部分，然后通过检测该高频部分的能量突变来识别电弧。该方法仅针对阻性负载的直流故障电弧检测，无法改变负载的性质，且不能做到负载的连续调节。

有授权公告号CN105425118B，授权公告日2018年9月4日，名称为《一种多信息融合故障电弧检测方法及装置》的中国实用新型专利。该专利实用新型了一种故障电弧模拟试验平台，通过采集和分析不同负载时的正常工作状态和故障电弧状态时的电流波形数据，提取两者的特性差异并通过超闭球CMAC 神经网络算法来进行故障电弧的特征提取。该实用新型装置的试验平台功能单一，无法对电网参数如电能质量指标等进行调节，所采用的CMAC神经网络无法进行深度学习。

有授权公告号CN103513148B，授权公告日2016年3月30日，名称为《一种故障电弧模拟发生装置及方法》的中国实用新型专利。该专利所实用新型的故障电弧模拟发生装置可以通过步进电机改变固定电极和可动电极间的间隙大小，能够完成故障电弧的发生，但不包括电弧数据采集与分析环节，也无法实现多变量数据的自动采集和样本提取，该专利也没有对故障电弧的判据加以说明。