Impedance Arc Model Considering High-Frequency Characteristics of Fault Arc Current

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.03.002

Abstract

Abstract:

Aiming at the limitations of traditional arc models in the simulation of high-frequency characteristics of arc current,an impedance arc model considering the high-frequency characteristics of arc current was proposed.On the basis of arc resistance,arc column inductance,arc gap capacitance and line parameters on both sides of the arc gap are taken into account in the model.Moreover,the arc current is decomposed into low-frequency current and high-frequency current,which are generated by the low-frequency path and the high-frequency path respectively.Through the comparison of Simulink simulated waveforms and measured waveforms,the accuracy of the impedance arc model and its feasibility in series arc fault simulation are verified.

Key words: series arc faults, impedance arc model, high-frequency arc current, high-frequency path, low-frequency path

CLC Number:

TM501 ⁺.2

GAO Xiaoqing, CHEN Xiaojun, BAO Guanghai. Impedance Arc Model Considering High-Frequency Characteristics of Fault Arc Current[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2021, 0(3): 6-7.

Figures/Tables 11

References 26

[1]	余琼芳, 胡亚倩, 杨艺. 低压交流串联故障电弧检测概述[J]. 电器与能效管理技术, 2020(1):24-30.
[2]	李兴文. 低压电器空气电弧的近期研究进展[J]. 电器与能效管理技术, 2018(22):12-19.
[3]	晏坤, 马尚, 王伟, 等. 基于小波分析和Cassie模型的低压串联电弧放电检测及故障保护仿真研究[J]. 电器与能效管理技术, 2019(18):48-52,67.
[4]	张春燕, 王建全. 基于电弧模型仿真的电气火灾智能算法研究[J]. 机电工程, 2016,33(4):498-501.
[5]	姜斌峰, 王莉. 低压交流电线故障电弧模型研究[J]. 电力系统及其自动化学报, 2009,21(4):20-24.
[6]	CASSIE A M. Arc rupture and circuit severity:A new theory[R]. CIGRE, 1939.
[7]	MAYR O. Beitrage zur theorie des statischen und des dynamischen lichtbogens[J]. Archiv Fur Elektrotechnik, 1943,37(12):588-608.
[8]	VAN DER SLUIS L, RUTGERS W R, KOREMAN C G A. A physical arc model for the simulation of current zero behavior of high-voltage circuit breakers[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 1992,7(2):1016-1022.
[9]	SCHAVEMAKER P H, VAN DER SLUIS L. An improved Mayr-type arc model based on current-zero measurements[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 2000,15(2):580-584.
[10]	杨明波, 龙毅, 樊三军, 等. 基于组合Mayr和Cassie电弧模型的弧光接地故障仿真及分析[J]. 电测与仪表, 2019,56(10):8-13.
[11]	刘艳丽, 郭凤仪, 李磊, 等. 一种串联型故障电弧数学模型[J]. 电工技术学报, 2019,34(14):2901-2912.
[12]	田荟, 吴细秀, 张欢. VFTO计算中隔离开关燃弧模型探究[J]. 高压电器, 2013,49(5):106-113.
[13]	孟涛, 林莘, 徐建源. 分段电弧模型下VFTO的计算与分析[J]. 电工技术学报, 2010,25(9):69-73.
[14]	林莘, 王娜, 徐建源. 动态电弧模型下特快速瞬态过电压特性的计算与分析[J]. 中国电机工程学报, 2012,32(16):157-164.
[15]	郭凤仪, 王鑫, 刘艳丽. 基于Mayr模型改进的适用于串联故障电弧的新模型[J]. 电工电能新技术, 2015,32(2):67-71.
[16]	王启龙, 王博文, 管红立, 等. 低压交流串联故障电弧模型及实验[J]. 电力系统及其自动化学报, 2018,30(2):26-29,35.
[17]	许志红. 电器理论基础[M]. 北京: 机械工业出版社, 2014.
[18]	高艳艳, 张认成, 杨建红, 等. 基于高频特性的故障电弧识别方法的研究[J]. 电器与能效管理技术, 2014(15):7-9,18.
[19]	黄凯, 鲍光海, 刘德军. 基于电磁辐射的交直流故障电弧检测研究[J]. 电器与能效管理技术, 2018(14):1-6,12.
[20]	王尧, 韦强强, 葛磊蛟, 等. 基于电弧电流高频分量的串联交流故障电弧检测方法[J]. 电力自动化设备, 2017,37(7):191-197.
[21]	刘志伟, 陈少昆, 李成坤, 等. 碳铜电极在不同极性下的燃弧特性分析[J]. 电器与能效管理技术, 2020(2):25-29.
[22]	高国强, 李成坤, 魏文赋, 等. 站内工况下降弓电弧特性的仿真研究[J]. 电器与能效管理技术, 2020(1):17-23.
[23]	张东, 鲁超, 母婷佑, 等. 弓网电弧作用下碳-铜材料转移特性分析[J]. 电器与能效管理技术, 2020(6):15-19.
[24]	江润, 方艳东, 鲍光海, 等. 适用于低压串联故障电弧的Mayr改进模型[J]. 电器与能效管理技术, 2019(21):14-18.
[25]	詹花茂, 郑记玲, 段韶峰, 等. 短空气间隙弧阻模型的研究[J]. 高压电器, 2012,48(10):12-16,21.
[26]	张冠英, 张艳娇, 赵远, 等. 基于高斯过程分类的串联直流电弧故障检测[J]. 高压电器, 2020,56(4):1-7,14.