基于STM32的故障电弧检测装置设计.pdf

简介：
本论文介绍了一种基于STM32微控制器的故障电弧检测装置的设计方案，该装置能够有效识别并预警电气系统中的潜在危险。 ### 低压配电线路电弧故障检测的重要性 在电气系统运行过程中，由于电路老化、过载工作或不良连接等原因可能会产生一种称为“电弧”的现象。这种现象会导致火灾等严重事故的发生。因此，在研究与应用中，如何有效地识别和处理这类问题一直是核心任务。 ### 故障电弧检测技术原理 通过采集负载电流信号并分析其波形特征可以实现故障电弧的检测。当出现电弧时，电流波形会表现出不同于正常工作状态的独特特性，主要表现在过零点后的上升速率、正半周期内的采样时间宽度以及该时间段内电压幅值的变化上。这些差异被用作判断是否存在故障的关键依据。 ### STM32微控制器平台的应用 为了验证基于时域分析的电弧检测算法的有效性，在硬件实现方面选择了STM32系列微控制器作为开发平台。由于其高性能和低能耗特性，该芯片广泛应用于嵌入式系统设计中。 ### 故障电弧检测装置功能概述 所研发的故障电弧检测设备能够完成电流信号采集、过零点识别以及数据处理等一系列任务，并具备串联型故障电弧自动判别能力。通过实验测试证明了其在实际应用中的可靠性和准确性，特别是在面对特定类型负载（如日光灯和吸尘器）时表现尤为出色。 ### 故障电弧检测装置构成与工作原理 该设备主要由三个部分组成：电流信号采集电路、过零点识别硬件以及微处理器单元。其中，通过使用电流互感器将大电流转换为便于测量的小信号，并经放大和滤波处理后送入计算核心进行进一步分析；若系统判断存在电弧故障，则会触发警报机制。 ### 实验验证与性能评估 实验编号及DOI码分别为***（2018）***和10.16526***/ki.11-4762tp.2018.05.003，分类号为TP277。结果表明该装置能够准确识别串联型故障电弧，并且在正常工作条件下不会误报。 ### 关键术语解释 电流信号：指负载运行时产生的电流波形。 特征量：用以区分不同状态下的关键参数值，包括过零点后的上升速率、正半周期内的采样时间宽度及电压幅值等。 故障电弧检测技术：利用特定算法分析电流特性来识别潜在危险的技术手段。 STM32平台：采用的微控制器系列。 ### 总结 基于STM32设计开发的故障电弧检测设备在实验中表现出色，具备高准确度和可靠性，在实际应用领域具有广阔前景。该成果有助于提升电气系统的安全水平并有效预防由电弧引发的重大事故。