基于电流波形相空间重构和分形理论的电弧故障检测方法

摘要

本发明涉及一种基于电流波形相空间重构和分形理论的电弧故障检测方法，其特点是利用电流互感器采集被保护线路电流信号，经精密电阻转换成电压信号，再经A/D转化器获得数字信号输入DSP中。在DSP中对采集到的电流信号进行归一化处理，将处理后的电流信号进行相空间重构，获得相空间轨迹图，为放大电流特征量，将空心的电流相空间轨迹图进行填充，得到实心的相空间平面图，利用分形原理计算电流信号相空间轨迹图的计盒维数，依此为电流信号的特征量，判断线路中是否出现电弧故障。

主权项

基于电流波形相空间重构和分形理论的电弧故障检测方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：(1) 将被保护线路电流经过电流互感器采集到系统之中，电流信号经过精密取样电阻转化为电压信号，转化后的电压信号送入A/D转换器，使之转换成DSP所能识别的数字量，后续步骤中针对线路电流信号的分析与处理全是通过对该经过转化而获得的电压信号的运算来完成的；(2) 以被保护线路带载情况下正常工作电流峰值为基准，将电流信号归一化处理，出现电弧故障时段的电流值同比例调整，即将检测到的被保护线路的电流值除以正常带载工作的线路电流峰值，该步骤即通过调理经精密取样电阻转化后而获得的电压信号来完成；(3) 在所采集到的被保护线路电流信号中，按时间次序依次截取完整的一个周波，其中含有线路正常工作电流周波与线路出现电弧故障时段的电流周波，此一个周期的电流波形起点与终点为电流的过零点；按时间次序依次对所截取的线路电流周波进行相空间重构，对应每一个电流周波得到一个对应的相空间轨迹图；(4) 利用分形理论计算线路正常带载工作电流周波相空间轨迹图的分形维数和线路出现电弧故障时段的电流周波相空间轨迹图的分形维数，两种情况下的电流相空间轨迹图分形维数存在较大差异，以此为判据检测电弧故障的出现。