仪器仪表学报

作者：高 伟，陈渊隆，黄天富

单位：高 伟,1. 福州大学电气工程与自动化学院，2. 福州大学至诚学院电气工程系,,陈渊隆,1. 福州大学电气工程与自动化学院,,黄天富,3. 国网福建省电力有限公司营销服务中心,

关键词：剩余电流动作保护装置;触电故障;串联电弧;小波包分解;特征分量动态优选

基金：福建省自然科学基金(2021J01633)项目资助

目前剩余电流动作保护装置(RCDs)仅依靠固定阈值作为动作判据,在参数配合整定不合理、谐波含量大和高频电弧脉冲等因素的影响下,存在拒动和误动的风险,且无法有效辨识出真正的触电事件。对此,提出了一种基于小波包分解和特征分量动态优选的新型RCD动作判据,可快速识别出常规接地故障、触电、电弧等多种类型的故障。首先,利用高阶统计量中对信号冲击敏感的峭度值捕捉故障起始时刻,并通过计算该时刻前后各一周波差分剩余电流信号的能量比,以实时甄别异常状态。其次,收集故障前一周波和故障启动后三周波的差分剩余电流信号进行小波包分解,融合各节点分量的峭度值、小波包能量比与样本熵特征为动态优选指标(DOI),并结合各分量DOI的贡献度重构低频与高频信号,以突出各故障类型在不同频段电流波形中的故障特征信息。最后,提取不同重构信号的电气量特征,透过双层链式规则实现故障精准分类。该方法已在RCD样机上进行验证,实验结果表明,其在低压交流配电网的串联电弧、接地电弧、触电故障以及常规接地故障检测中表现优异,识别率达到97.52%,平均诊断时间为79.6ms,能够满足RCDs所要求的灵敏性和可靠性,有效提升了RCDs的实际应用价值。

来源：2025年第1期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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