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。仍存在局限性。目前针对直流电弧电磁辐射特性的研究较少，文献[19]提出了计算电弧辐射电场功率谱的方法，电弧辐射电磁场与电流变化率成正比，而直流电弧与不同开关操作的电磁辐射特性的区别还有待研究。本文搭建直流电弧产生装置，设计4阶Hilbert天线检测直流电弧发生时辐射的电磁信号，分析电流和电磁辐射信号的幅值、频谱及其相关性，并与开关操作时的信号进行对比，提出基于电磁辐射信号特征的检测方法。本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.wanguanji138.com直流电弧检测方法-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港钢管滚圆机滚弧机折弯机1直流电弧产生装置直流电弧试验系统由直流电源、电弧产生装置以及负载构成，见图1。其中，电弧产生装置由一个固定电极和一个移动电极组成，铜棒电极由绝缘夹钳固定在导轨上的滑块上，与直流电源、负载构成试验回路，通过步进电机控制电极移动的距离和速度。当两个电极从接触良好到分开时，可模拟实际直流系统中松弛连接、接触不良等情况下产生的直流电唬直流电压源电压200V，回路负载56，黄铜电极直径8mm，典型的直流故障电弧电压和电流波形见图2。图中电弧电压波形的上升沿以及电流图1直流电弧产生装置示意图Figrt天线方向图Fig算每个时间窗内电流的最大值和最小值之差ImaxImin，当该差值大于给定的阈值It时，认为窗口内发生了电流突变。取窗口内电流最大值Imax所在位置作为突变发生的标记时刻。为了平衡峰值检测灵敏度和误判率，阈值It通常取所有数据标准差的3~4倍。最后，将间隔过短的两侧峰值进行剔除，以防止伪峰值对时间特征的影响。在2~3ms的时间内检测到的电流突变如图7中标注所示。在整个采样周期中，利用上述检测方法共采集到48次电流突变，计算相邻突变之间的时间间隔，并将48次突变的间隔时间分布描绘见图8。电流突变时刻具有随机性，大部分电流突变时间间隔<0.1ms。将电流突变的时间间隔作为一个随机变量，分析其随机分布特征。电流突变间隔的期望值为37μs，图6电弧电流与电弧电磁辐射n图7电弧电流突变位置Ft图8电弧电流突变的时间间隔分布图F方差为1.03μs。统计在0~0.08ms时间内每0.01ms电流突变发生的比例，作为电流突变发生的概率，用该概率除以时间区间的宽度，获得相应区间内的概率分布，即/,1,2,,8iixxpit==Δ(1)式中：xi为第i个0.01ms区间内电流突变的个数；x为0~0.08ms时间内电流突变的总数；t为时间区间的宽度。所有区间内概率密度组成该随机变量的概率直流电弧检测方法-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港钢管滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.wanguanji138.com