【摘 要】
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电弧故障已逐渐成为住宅建筑电气火灾事故的主要成因之一。由于电弧故障拥有因其复杂、随机和不确定等特性,传统的空气开关断路器无法及时响应切断电源并因此失效。针对这种情况,本文对电弧故障特征进行了初步分析。提出了基于时间片的电弧故障特征检测算法,结合该算法和离散小波变换（Mallat算法）,实现了一个数字硬件检测电路。该电路与高速ADC一起协同工作,对电弧故障信号进行分析和计算,克服了传统MCU软件实现
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电弧故障已逐渐成为住宅建筑电气火灾事故的主要成因之一。由于电弧故障拥有因其复杂、随机和不确定等特性,传统的空气开关断路器无法及时响应切断电源并因此失效。针对这种情况,本文对电弧故障特征进行了初步分析。提出了基于时间片的电弧故障特征检测算法,结合该算法和离散小波变换（Mallat算法）,实现了一个数字硬件检测电路。该电路与高速ADC一起协同工作,对电弧故障信号进行分析和计算,克服了传统MCU软件实现方式的计算瓶颈。在该硬件单元的基础上,设计了一款用于低压交流串联电弧故障检测的SoC芯片。该SoC芯片采用55nm标准CMOS工艺制造,硅片尺寸为1.55*1.9mm2,功耗为66mW,并利用该SoC芯片搭建了一个电弧故障检测系统。根据该系统提出了一种基于对电网和电流信号同时测量以初步定位电弧故障发生位置的方法。最后对该系统在实验条件下进行测试,测试结果表明该系统可以实时检测低出低压交流串联电弧故障,检测时间低于80ms,故障识别率达到97%。
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