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研 制 背 景

据统计：据**部消防局统计2011年至2016年，我国共发生电气火灾52.4万起，造成3261人死亡， 2063人受伤。直接经济损失92亿元，均占全国火灾总量及损失的30%以上。尤其占重特大火 灾总数的70%。

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火灾案例一

2018-05-30日上午，福田区宝田苑小区A栋10楼着火。接警 后，福田警方联合消防、街道、物业部门赶到现场扑灭火 灾，火灾没有造成人员死亡，过火面积约10平方米。南都 记者昨日在现场看到，着火房子位于临街一侧。仅仅是一 街之隔，便是一个加油站。今日，福田警方表示，起火原 因系住户在房间内违规对电动车电池充电引发。

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目前,广泛应用的电气保护系统是断路器和熔断器构成的过流、过载保护机构,此类保护机构 通常状况下无法准确识别并及时动作以切断故障电弧

线路与中性线发生短路时,会在区域 1 内生成并联故障电弧,线路负载的减小使得电弧电流突 然增大,其电弧特性也更为明显,从而释放大量能量导致在短时间内引起电气火灾。线路中发 生串联电弧故障时,会在区域 2 内生成故障电弧,此时受到设备负载等电路参数的影响,导致故 障电弧电流较小,能量较低,但串联故障电弧可以长时间持续并产生能量积累,从而引发电气 火灾。

故障电弧断路器如何进行故障电弧的检测和识别

家辉电气故障电弧断路器采用电子技术识别电弧状态，故障电弧检测是电弧

故障保护的关键环节。关于电弧及故障电弧检测的研究始于 20 世纪 80 年代末

和 90 年代初的美国。利用电弧放电的光、热、声和电磁等特性，主要的电弧检

测及故障识别方法：

1 依据电弧波形特性：通过判断电流波形导数以及累积电弧周期是否均超过设定 阀值来识别电弧故障。

2 依据电弧高频能量突变：故障电弧断路器通过检测电流信号高频部分的能量突 变识别电弧，并通过检测电弧次数来识别电弧故障。

3 采用高频小波变换：对负载电流高频取样，计算非过零离散小波系数，连同低 频电流过零信号确定是否满足阈值。

4 采用傅式变换：采用短时傅利叶变换分析采样信号的基波分量、奇次和偶次谐 波分量的变化，提取和判断串联电弧故障特征。

5 采用时频分析：故障电弧断路器基于反映电流突变的高低脉冲经延时衰减时间 的差异，以高于和低于阈值的时域作为判断依据。

6

采用高频信号对比：通过判断周期性产生的高频电流是否区别于正常的开关电 弧，并检测频谱范围是否区别于由于电力电子器件等应用产生的普通高频谐波。

7 采用弧光波长切换：故障电弧断路器将所接收到的电弧光中的紫外光变换为可 见光，由光电转换器转换成触发信号。