[发明专利]串联故障电弧的检测方法及系统、设备、存储介质

说明书

本发明公开了一种串联故障电弧的检测方法及系统、设备、存储介质，该检测方法首先得到每个工频周期的采样序列，进行标准化处理之后分别计算每个工频周期序列数据的多个特征量，通过采用多个特征量来描述交流电流波形，从多个维度很好地体现出电流数据的特性，有利于提高检测精准度。然后，设置滑动检测窗口，滑动检测窗口的长度为N个工频周期，利用滑动检测窗口在多个工频周期组成的特征量序列上滑动，基于窗口滑动前后的两组特征值数据之间的距离计算结果来进行串联故障电弧的判定。整体检测识别算法基于两个特征矩阵的距离计算结果实现，无需对电流数据进行分解后进行特征量比对，算法相对较为简单，对于嵌入式系统的性能没有过高的要求。

技术领域

本发明涉及用电安全检测技术领域，特别地，涉及一种串联故障电弧的检测方法及系统、设备、计算机可读取的存储介质。

背景技术

随着我国科学技术的飞速发展，城市内居民密度也日益加大，导致了区域内的家用电器密度也逐年加大，使得电气火灾占总火灾的比重逐年增加，其中故障电弧导致的电气火灾占了很大一部分。串联故障电弧是由线路电气连接点处的接触不良、绝缘层内单根导线的断裂等引起的一种故障电弧，由于电弧是一种等离子体，相当于一个阻值很小的动态电阻，当故障电弧以串联的形式在线路中存在时，其电弧电流往往小于过流保护器的额定电流，故而无法触发保护动作，导致串联故障电弧长时间存在，最终引发火灾。

目前，国内现有的串联故障电弧检测方法，主要是利用傅里叶分解、小波分析等技术方法对电流或电压数据进行分解并计算特征量，通过与正常情况下分解得到的特征量进行对比，从而判断是否有串联故障电弧产生。但是，利用这些方法的算法设计比较复杂，而且对嵌入式系统的性能有较高的要求，此外，如吸尘器、电子灯光调节器等非线性负载在正常工作时会产生大量高次谐波，这会加大基于频域的算法的检测难度，检测准确度较差。因此，目前的串联故障电弧检测算法较为复杂、检测准确度较差。

发明内容

本发明提供了一种串联故障电弧的检测方法及系统、设备、计算机可读取的存储介质，以解决现有的串联故障电弧检测算法较为复杂、检测准确度较差的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种串联故障电弧的检测方法，包括以下内容：

步骤S1：周期性采集用电总线路中的瞬时电流数据，得到每个工频周期的采样序列；

步骤S2：对多个工频周期的采样序列数据进行标准化处理；

步骤S3：对于标准化处理后的每个工频周期的采样数据序列，分别计算每个工频周期序列数据的多个特征量；

步骤S4：设置滑动检测窗口，所述滑动检测窗口的长度为N个工频周期；

步骤S5：利用滑动检测窗口在多个工频周期组成的特征量序列上滑动，并计算窗口滑动前后的两组特征值数据之间的距离，基于距离计算结果进行串联故障电弧的判定。

进一步地，在所述步骤S1和步骤S2之间还包括以下内容：

步骤S12：基于当前工频周期的采样序列数据计算得到电流有效值，将计算得到的电流有效值与预设的算法开启阈值进行比较，若计算得到的电流有效值大于预设的算法开启阈值，则执行步骤S2。

进一步地，所述步骤S3中的特征量包括半波对称指标、过零率指标、模糊熵指标、分割线性指标、峭度指标和裕度指标中的至少一种。

进一步地，所述步骤S5包括以下内容：

步骤S51：利用滑动检测窗口在多个工频周期组成的特征量序列上滑动，直至滑动检测窗口被填满，得到当前窗口内的特征值矩阵S，并对所述特征值矩阵S中的每个特征列向量进行标准化处理；

步骤S52：将滑动检测窗口在多个工频周期组成的特征量序列上向前滑动一个工频周期的长度，获得新窗口内的特征值矩阵S’，并对新窗口内的特征值矩阵S’中的每个特征列向量进行标准化处理；