故障電弧診斷總結(jié).doc

研究意義： 電弧故障（Arc Fault）有并聯(lián)電弧故障和串聯(lián)電弧故障之分。并聯(lián)電弧故障表現(xiàn)為電路短路，故障電流大，現(xiàn)有電氣保護(hù)體系能對(duì)其保護(hù)；而串聯(lián)電弧故障因受線路負(fù)載限制，其故障電流小，常為530A，甚至更低（熒光燈電弧故障電流有效值約為0.1A），以至于現(xiàn)有保護(hù)體系無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)串聯(lián)電弧故障保護(hù)，是現(xiàn)有電氣保護(hù)體系的漏洞之一，存在潛在電氣安全隱患。串聯(lián)電弧可分為“好弧”和“壞弧”，如電弧焊機(jī)、有刷電機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的電弧及插拔插座時(shí)產(chǎn)生的電弧常稱為“好弧”；其他非按人類意愿或控制產(chǎn)生的電弧稱為“壞弧”。對(duì)電弧故障進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，不應(yīng)將“好弧”誤判為電弧故障，進(jìn)而切斷電源造成不必要損失。實(shí)時(shí)準(zhǔn)確檢測(cè)串聯(lián)電弧故障，并切斷故障電路是避免電弧持續(xù)燃燒以至于釀成火災(zāi)等事故的有效途徑。依據(jù)電弧發(fā)生時(shí)所產(chǎn)生的聲、光、電、磁等特性，采用實(shí)驗(yàn)方法研究電弧特性。以電弧電、磁特征作為檢測(cè)方法輸入，實(shí)驗(yàn)研究了電弧故障，分析說(shuō)明串聯(lián)電弧與并聯(lián)電弧，交流電弧與直流電弧之不同；在頻域展開電弧特性研究，指出故障電弧特征量多集中在2-200kHz頻段。隨著電力電子技術(shù)發(fā)展，非線性負(fù)載增多，傳統(tǒng)基于電弧“零休”等特性的檢測(cè)方法已不能滿足要求。采用AR參數(shù)模型對(duì)低壓電弧故障進(jìn)行檢測(cè)，并給出回路識(shí)別參考矢量；采用小波熵分析電弧故障，指出若小波熵值大于0.002則可判定發(fā)生電弧故障；基于小波變換模極大值建立電弧故障神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，以實(shí)現(xiàn)電弧故障檢測(cè)與分類。注：輸入?yún)?shù)的提取可以從一下三個(gè)方面：（1）負(fù)載正常工作時(shí)的電流特性；（2）開關(guān)插拔產(chǎn)生的正常電弧電流特性現(xiàn)實(shí)中我們?cè)诎?、插插頭的瞬間也會(huì)產(chǎn)生電弧，它們持續(xù)的時(shí)間短，在瞬間就熄滅了，不連續(xù)也不影響線路中設(shè)備的正常工作，幾乎不會(huì)因此產(chǎn)生火災(zāi)而威脅環(huán)境的安全；（3）故障電?。ń佑|不良）的電流特性。主要是由于線路絕緣層老化、絕緣損壞或者短路等原因而產(chǎn)生的電弧。這種電弧持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，電弧燃燒時(shí)放出大量的熱量，對(duì)周圍環(huán)境存在極大的火災(zāi)安全隱患，是需要預(yù)防制止的電弧，也稱為故障電弧。一、采用高頻特性的低壓電弧故障識(shí)別方法(2016.6)摘要：針對(duì)不同類型負(fù)載的電弧故障，提出一種基于小波熵的電弧故障普適性檢測(cè)方法。運(yùn)用小波變換提取電弧故障發(fā)生時(shí)在電流過(guò)零點(diǎn)附近產(chǎn)生的高頻信號(hào)，采用該高頻信號(hào)的小波熵表征電弧故障的突變信息，并利用最小二乘支持向量機(jī)對(duì)小波熵進(jìn)行分類，實(shí)現(xiàn)對(duì)電弧故障的有效識(shí)別。引言：電弧故障是引起電氣火災(zāi)的重要原因之一，傳統(tǒng)的電弧故障檢測(cè)方法多基于電弧產(chǎn)生的弧光、弧聲、溫度等物理參數(shù)，但是線路中電弧故障位置的不確定性限制了這些方法的應(yīng)用。電弧電流測(cè)量的便利性使其成為電弧故障檢測(cè)的理想?yún)?shù)。 傳統(tǒng)電弧故障的識(shí)別方法主要基于電弧電流的諧波占有率分析法，小波提取電弧電流故障特征的時(shí)頻分析法以及基于自回歸模型參數(shù)的識(shí)別方法等。其局限性在于：因?yàn)殡娀」收衔恢貌淮_定，電弧電壓無(wú)法測(cè)得；負(fù)載類型繁多且連接方式不同，難于可靠區(qū)分電弧故障與正常負(fù)載電弧。本文運(yùn)用小波分析提取電弧故障發(fā)生時(shí)電流過(guò)零點(diǎn)附近 1.25 MHz2.5 MHz 的高頻信號(hào)，以此高頻信號(hào)的小波能量熵作為識(shí)別參數(shù)，借助支持向量機(jī)對(duì)電弧故障信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，以期獲得具有適應(yīng)于大多數(shù)負(fù)載及負(fù)載混聯(lián)時(shí)電弧故障識(shí)別的普適性檢測(cè)算法。1、 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建主要由以碳，石墨棒和銅棒為電極的可調(diào)式電弧故障發(fā)生裝置、隔離變壓器、電流波形傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)采樣頻率為 5MHz/s。2.小波熵原理簡(jiǎn)介2.1 小波變換傳統(tǒng)的在頻域分析方法是傅里葉變換，但其不能反映信號(hào)的時(shí)域特征，發(fā)生電弧故障時(shí)信號(hào)產(chǎn)生短時(shí)高頻沖擊和微弱的波形突變，經(jīng)傅里葉變換后，這些時(shí)域特征因積分而被踢出，因此傅里葉變換難以提取電弧故障有效信息。小波變換從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面來(lái)反映電弧故障信號(hào)時(shí)頻特征，可以用于辨別電弧故障時(shí)電流信號(hào)的微小變化。二、采用小波熵的串聯(lián)型故障電弧檢測(cè)方法(2010.12.30)摘要：一些電氣設(shè)備正常工作時(shí)的電流特性與故障電弧電流的典型特性相似，當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生串聯(lián)型故障電弧時(shí)，使得故障電弧的可靠診斷與檢測(cè)十分困難。提出一種利用小波熵來(lái)反應(yīng)故障電弧電流信號(hào)的能量分布，并由此提取故障電弧電流中瞬變信號(hào)的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障電弧電流信號(hào)中低能量瞬變信號(hào)的有效提取，從而為串聯(lián)型故障電弧的診斷提供依據(jù)。引言：故障電弧它經(jīng)常發(fā)生在絕緣老化或破損的線路和設(shè)備中，或者在導(dǎo)體松弛連接等情況下發(fā)生。能夠描述故障電弧的物理量有很多，比如溫度、弧聲、弧光、電弧電壓等。用于測(cè)量這些物理參數(shù)的傳感器必須安裝在故障電弧發(fā)生點(diǎn)附近，本文提出以電弧電流作為故障電弧檢測(cè)和分析的物理參數(shù)，提取能用于快速有效診斷故障電弧的特征量。 注：線性負(fù)載與非線性負(fù)載區(qū)別 二者表現(xiàn)出來(lái)的區(qū)別就是：“二者都施加正弦電壓時(shí)，線性負(fù)載的電流是正弦的，非線性負(fù)載的電流是非正弦的?！?線性負(fù)載：故障電弧發(fā)生時(shí)，電弧電流會(huì)產(chǎn)生較明顯的“零休現(xiàn)象”，而故障電弧發(fā)生前電流卻不存在這種“零休現(xiàn)象”。可以采用小波分析算法及快速傅里葉變換實(shí)現(xiàn)快速診斷。非線性負(fù)載：施加正弦交流電壓時(shí)波形將發(fā)生嚴(yán)重畸變，出現(xiàn)類似前述的電流“零休現(xiàn)象”，因此很難直接利用這一電流特征來(lái)診斷故障電弧。利用多分辨分析小波分析理論。1.小波熵原理簡(jiǎn)介 1.1 小波變換在瞬變信號(hào)檢測(cè)領(lǐng)域中，引入小波熵的概念，用來(lái)發(fā)現(xiàn)信號(hào)中微小的異常變化，能夠?qū)r(shí)頻域上能量分布特性進(jìn)行定量描述。小波熵值表征了信號(hào)復(fù)雜度在時(shí)頻的變化情況。三、低壓系統(tǒng)串聯(lián)故障電弧在線檢測(cè)方法(2016.4)摘要：本文首先基于居民用電系統(tǒng)搭建了模擬串聯(lián)故障電弧的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以常見家用電器為負(fù)載的實(shí)驗(yàn)方案并采集到不同條件下的故障電弧信號(hào)?；陔娀‰娏鞯奶匦苑治?。引言：國(guó)內(nèi)外電弧檢測(cè)的方法大致可以歸納為三類：建立電弧模型并通過(guò)檢測(cè)相應(yīng)的參量檢測(cè)電??；根據(jù)電弧發(fā)生時(shí)所產(chǎn)生的弧光、噪聲、輻射、溫度等變化檢測(cè)電??；根據(jù)電弧發(fā)生時(shí)的電流、電壓波形變化檢測(cè)電弧。在家庭供配電線路中，開關(guān)操作頻繁（正常工作電弧）、設(shè)備線路狀況復(fù)雜，容易發(fā)生觸頭松動(dòng)、絕緣老化、擊穿、接地故障（故障電?。┑葐?wèn)題，增加了故障電弧發(fā)生的概率。由于用電設(shè)備分散，利用電弧光、熱等物理現(xiàn)象來(lái)檢測(cè)電弧并不現(xiàn)實(shí)，適合利用線路電流的變化來(lái)檢測(cè)電弧。1、 利用線路電流檢測(cè)電弧研究現(xiàn)狀目前的檢測(cè)方法可以分為三大類：一類基于電弧的某個(gè)或某些特征，如基于電弧電流畸變點(diǎn)的小波分析法，基于電弧電流高頻諧波的傅里葉分析方法，基于電弧電流上升率的分形法，基于電弧隨機(jī)性的差值-方均根檢測(cè)方法；二是對(duì)電弧進(jìn)行整體識(shí)別，已有的算法有模型參數(shù)法，支持向量機(jī)法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法；三是上述兩種方法的組合，基于電弧電流波形的畸變性，通過(guò)小波變換的細(xì)節(jié)系數(shù)檢測(cè)電弧電流的畸變點(diǎn)，進(jìn)而檢測(cè)出電弧。然而某些非線性負(fù)載正常工作時(shí)也存在相似的畸變點(diǎn)，不同負(fù)載下的細(xì)節(jié)系數(shù)閾值不統(tǒng)一，需要判斷負(fù)載的類型；從整體識(shí)別的角度，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)電弧信號(hào)進(jìn)行訓(xùn)練，其特點(diǎn)是識(shí)別率較高，但是實(shí)時(shí)性差，需要對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練。把小波（包）檢測(cè)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別進(jìn)行結(jié)合，以減少模式識(shí)別的數(shù)據(jù)量，提高了檢測(cè)的實(shí)時(shí)性，然而其改善程度并不明顯。對(duì)燃弧前后的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行波形分析，在相鄰周期波形相減的基礎(chǔ)上，利用小波閾值消噪提取到故障電弧特征量，并應(yīng)用軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明該檢測(cè)方法具有很高的識(shí)別率。2、 實(shí)驗(yàn)裝置與數(shù)據(jù)采集 2.1實(shí)驗(yàn)裝置 2.2數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集使用示波器，采樣速率選擇為 20k Hz，實(shí)驗(yàn)步驟如圖 2所示，調(diào)節(jié)示波器的采樣速率和延遲時(shí)間，使采集到的波形跨越正常、起弧、燃弧、熄弧全過(guò)程。四、電弧故障斷路器的故障電弧電流特性研究（實(shí)例）(2012.6)摘要：電弧故障斷路器能夠發(fā)現(xiàn)故障電弧，其工作的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確辨識(shí)故障電弧。研究故障電弧電流同正常電流之間的本質(zhì)差異，通過(guò)不同的數(shù)學(xué)方法分析電弧和正常情況下電流數(shù)據(jù)的特征，為識(shí)別故障電弧提供依據(jù)。通過(guò)搭建的電弧實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，模擬線路中發(fā)生串聯(lián)電弧時(shí)的狀況，獲得了分別單獨(dú)以純電阻、調(diào)光燈、空調(diào)、計(jì)算機(jī)和調(diào)光燈組合作為負(fù)載時(shí)各自的故障弧電流和正常電流的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)（不同負(fù)載的故障電弧電流和正常電流）。對(duì)于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行數(shù)據(jù)指標(biāo)的分析，分析了負(fù)載在故障電弧和正常兩種情形下電流有效值、平均值、峰峰值、平肩部百分比和電流上升率等數(shù)據(jù)指標(biāo)之間的差異，找出同一負(fù)載兩情形下這些指標(biāo)下的特征。其次，運(yùn)用傅里葉變換觀察兩種情況下的頻譜特征，并比較發(fā)生故障電弧時(shí)奇次諧波含量和偶次諧波含量與正常情形時(shí)存在的差異。進(jìn)一歩運(yùn)用小波變換分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)分解重構(gòu)后的誤差值大小選擇合適的小波基函數(shù)及分解層數(shù)，依據(jù)所選擇的小波基函數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪聲處理，信號(hào)故障點(diǎn)的判斷，提取小波變換后的能量特征向量，并運(yùn)用該特征向量作為小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入樣本。傅里葉分析結(jié)果和小波變化分析結(jié)果的故障電弧神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)方法。1、對(duì)于電弧的一般特性：（1）電壓和電流中均包含大量的高頻噪聲信號(hào)；（2）電壓的波形類似于矩形波；（3）電弧存在電降，因此對(duì)同一電路來(lái)講，非電弧電流幅值一般大于電弧電流，線路存在補(bǔ)償?shù)那闆r除外；（4）非電弧電流的上升率通常小于電弧電流；（5）每過(guò)半個(gè)周期，電弧電流先于非電弧電流的零點(diǎn)前熄滅，后于非電弧電流的零點(diǎn)后重燃，在這個(gè)區(qū)域建立一段幅值接近零且變換不明顯的區(qū)域，被定義為“平肩部”；（6）電弧通常也是零星的、短脈沖間穿插著部分正常的電流。對(duì)電弧的檢測(cè)可依據(jù)這些特性，研究合適的檢測(cè)方法。故障電弧電壓電流波形電弧普遍分為三種形式：串聯(lián)電弧、并聯(lián)電弧和對(duì)地電弧，如下圖所示。若將第三種形式產(chǎn)生的電弧歸納到第二類中，此時(shí)分為串聯(lián)弧和并聯(lián)電弧。電弧發(fā)生器及測(cè)量電路圖： 電弧實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖：安裝電極部分：銅棒電極和碳極：2、 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及其處理 比較了兩種電流數(shù)據(jù)的有效值、平均值、峰峰值、平肩部百分比及上升率的差異，即指標(biāo)分析法。一般純電阻負(fù)載，正常情形的波形與發(fā)生電弧故障時(shí)的波形差異明顯；但負(fù)載位60W和300W的調(diào)光燈時(shí)，波形變化不是特別明顯。3、 數(shù)據(jù)的小波變換 傅里葉變換是一種全局的分析，因此無(wú)法表述信號(hào)的時(shí)頻局部特性，而時(shí)頻局部特性恰好又是非平穩(wěn)信號(hào)最基本且關(guān)鍵的性質(zhì)，穩(wěn)定信號(hào)理想的處理工具還是傅里葉變換分析。傅里葉分析：將信號(hào)分解為不同頻率的正弦波。小波分析：將信號(hào)分解為不同尺度（比例縮放）、平移（起始位置）的小波。 連續(xù)小波變換的5個(gè)基本步驟： 1、選取一個(gè)小波，將其與原始信號(hào)的開始一段進(jìn)行比較。小波基函數(shù)的選取可通過(guò)小波分解層數(shù)誤差比較。 2、計(jì)算小波系數(shù)C， 其值的大小取決于小波與選取信號(hào)段的相似程度，越相似其值越大。更精確的是若信號(hào)與小波能量都等于1，則C可解釋為互相關(guān)系數(shù)。 注意：系數(shù)的大小與所選擇小波的形狀有關(guān)。 3、從左到右平移小波逐段重復(fù)步驟1、2的比較，直到完成整個(gè)信號(hào)的比較。 4、小波伸縮（尺度化），重復(fù)步驟13。 5、重復(fù)14步得到所有尺度下的小波系數(shù)。 離散小波變換：連續(xù)小波變換的計(jì)算量非常大，費(fèi)時(shí)。第一部濾波：逼近和細(xì)節(jié)逼近成分對(duì)應(yīng)大尺度低頻分量，細(xì)節(jié)成分對(duì)應(yīng)小尺度高頻分量。原始信號(hào)S通過(guò)兩個(gè)互補(bǔ)的濾波器得到兩個(gè)信號(hào)A和D.使用的原信號(hào)為一疊加有高頻噪聲的實(shí)正弦信號(hào),其分解原理圖如下，在離散小波分析中采用二取一的”降采樣技術(shù)”得到分別具有500點(diǎn)的小波系數(shù)cD和cA;Matlab語(yǔ)句如下 s = sin(20.*linspace(0,pi,1000) + 0.5.*rand(1,1000);cA,cD = dwt(s,db2);db2為小波類型。離散小波多級(jí)分解(Multiple-Level Decomposition)小波分解樹(wavelet decomposition tree)分解時(shí)對(duì)逼近系數(shù)進(jìn)行反復(fù)分解.信號(hào)的小波分解：小波重構(gòu)：小波分解是小波分析的一半,與此相對(duì)的另一半是信號(hào)的小波重構(gòu)(reconstruction), 或綜合(synthesis) (無(wú)信息丟失).稱為小波逆變換(IDWT).下圖為信號(hào)的小波重構(gòu)示意圖：由小波分解得到的小波系數(shù)重構(gòu)信號(hào)。信號(hào)的小波重構(gòu)涉及濾波和上采樣上采樣：小波重構(gòu)中的上采樣是在兩原數(shù)據(jù)點(diǎn)間插入零值。前面所述的是由小波分解系數(shù)重構(gòu)原始信號(hào), 與此類似, 我們也可由小波分解系數(shù)重構(gòu)某一級(jí)的逼近和細(xì)節(jié)信號(hào).單級(jí)重構(gòu)多級(jí)重構(gòu)濾波器與小波形狀的聯(lián)系：在實(shí)際使用小波中,很少直接從構(gòu)造一個(gè)小波開始,而是設(shè)計(jì)適合的鏡像濾波器,進(jìn)而選定小波函數(shù)計(jì)出波形.構(gòu)造適合db2小波的低通重構(gòu)濾波器L：（1） 低通濾波器系數(shù)可由Matlab中的dbaux命令得到;（2）若反轉(zhuǎn)該濾波器系數(shù)向量, 并且每一偶數(shù)樣本乘以-1, 則可得到高通重構(gòu)濾波器H的系數(shù).（3） H上采樣( H系數(shù)間隔插零)（4）上采樣向量與原始低通濾波器卷乘（5） 若重復(fù)該過(guò)程幾次, 即上采樣并將結(jié)果濾波器向量與原始低通濾波器系數(shù)卷乘,則可得到以下圖案. 不難看出濾波器形狀越來(lái)越接近db2小波, 這表明小波的形狀完全由重構(gòu)濾波器決定.二者的重要聯(lián)系說(shuō)明:我們不能任意選擇一個(gè)形狀稱之為小波并進(jìn)行小波分析. 至少當(dāng)需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行精確重構(gòu)時(shí),我們不能選擇任意的小波形狀. 我們必須選取由積分鏡像分解濾波器所決定的形狀作為小波.通過(guò)重復(fù)上采樣并與高通濾波器進(jìn)行卷積可得到小波函數(shù)（小波的波形細(xì)節(jié)信號(hào)）; 重復(fù)上采樣并與低通濾波器進(jìn)行卷積可得到尺度函數(shù)的近似形狀（逼近信號(hào)）.小波的多級(jí)分解和重構(gòu)可表示為這一過(guò)程包括兩個(gè)方面: 信號(hào)分解得到小波系數(shù), 由小波系數(shù)重構(gòu)原信號(hào).4、 小波變換后的特征量提取 進(jìn)一歩的分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的特性，采用了提取特征量是比較好的方式，能使分析的結(jié)果更具普遍性。 通過(guò)對(duì)分解后的信號(hào)釆用單支重構(gòu)，然后提取每層小波的能量。采用的提取各頻段能量的計(jì)算公式如下所示：其中為分解層數(shù)，對(duì)于本文中計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)能量特征提取，此時(shí)取為分解重構(gòu)后的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，近似信號(hào)的能量只需計(jì)算分解的最后一層信號(hào)的能量，即而總的能量計(jì)算公式為：因此，可得到信號(hào)小波變換后的特征向量為； 小波變換最重要的是在眾多小波基函數(shù)中選擇合適的小波基函數(shù)，文中給出了常見的小波函數(shù)，重點(diǎn)介紹了本文使用的小波函數(shù)，并比較了函數(shù)各個(gè)系列在不同分解層數(shù)下的誤差，以此為參考，選擇合適的分解層數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行了層分解。采用小波分析統(tǒng)計(jì)了負(fù)載信號(hào)分解后的能量，提取能量特征向量，進(jìn)一歩說(shuō)明數(shù)據(jù)在小波變換后的特征，同時(shí)，為后面的進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的判別提供訓(xùn)練和測(cè)試樣本。5、 小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)（其模型精度具有爭(zhēng)議） 小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的產(chǎn)物，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與小波函數(shù)結(jié)合方式為緊致型結(jié)構(gòu)，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層中神經(jīng)元的傳統(tǒng)激發(fā)函數(shù)用小波函數(shù)來(lái)代替。注意： 1、理論上講任何一個(gè)連續(xù)的非多項(xiàng)式、常數(shù)函數(shù)都可以做為BP的激活函數(shù)，而且這都是已經(jīng)在數(shù)學(xué)上證明過(guò)的問(wèn)題。2、但sigmoid函數(shù)相對(duì)其他函數(shù)有它自身的優(yōu)點(diǎn)，比如說(shuō)光滑性，魯棒性，以及在求導(dǎo)的時(shí)候可以用它自身的某種形式來(lái)表示。3、這一點(diǎn)在做數(shù)值試驗(yàn)的時(shí)候很重要，因?yàn)闄?quán)值的反向傳播，要求激活函數(shù)的導(dǎo)數(shù)。4、多層就有多個(gè)導(dǎo)數(shù)，如果用一般的連續(xù)函數(shù)，這對(duì)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)和運(yùn)算都是一個(gè)問(wèn)題，此外還要考慮整個(gè)模型的收斂速度，我上面提到連續(xù)函數(shù)都可以做激活函數(shù)。5、但是相應(yīng)的Sigmoidal型函數(shù)的收斂速度還是比較快的（相同的結(jié)構(gòu)前提下）。6、還有就是BP在做分類問(wèn)題的時(shí)候，Sigmoidal函數(shù)能比較好的執(zhí)行這一條件，關(guān)于連續(xù)函數(shù)可以做激活函數(shù)的證明，可以在IEEE trans. on neural networks 和NeuralNetworks以及Neural Computating 和Neural Computation上找到。五、電流型串聯(lián)電弧故障檢測(cè)（2013.10）摘要：對(duì)低壓配電線路電弧故障的特征進(jìn)行分析研究，采用 Mallat 算法對(duì)低壓線路電弧故障電流實(shí)施變換，獲得各尺度小波變換的小波分量，與正常運(yùn)行分量相比其故障特征明顯，且高尺度的小波分量還可以抑制噪聲干擾。還對(duì)啟動(dòng)電流和電弧故障的小波分量加以比較。引言：低壓配電線路常因接觸不良等而出現(xiàn)電弧故障，如果沒(méi)有及時(shí)切斷線路，可能導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生而電弧故障電流通常在額定范圍之內(nèi)，傳統(tǒng)的斷路器無(wú)法將這類電弧加以準(zhǔn)確檢測(cè)。美國(guó)全國(guó)電氣規(guī)程在 2008 年強(qiáng)制規(guī)定所有的家用線路都必須安裝防火災(zāi)的 AFCI（電弧故障斷路器），為了提高 AFCI 的可靠性，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了多種電弧故障檢測(cè)的方法，用短時(shí)傅里葉變換分別分析了在阻性負(fù)載和計(jì)算機(jī)負(fù)載下，串聯(lián)電弧電流的基頻分量諧波分量變化的特征。采用小波變換對(duì)電弧故障電流加以分解結(jié)合 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提取故障辨識(shí)模式，而 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)需要較多的樣本數(shù)據(jù)。采用 SVM( 支持向量機(jī)) 對(duì)電弧故障進(jìn)行識(shí)別，該方法對(duì)阻感性負(fù)載有一定的識(shí)別能力。計(jì)算了電流上升率，通過(guò)判斷相鄰電流的波動(dòng)程度以辨別額定工作電流和電弧故障電流。根據(jù)國(guó)標(biāo) GB /T 7260-3-2003，電路中可以分為線性負(fù)載和非線性負(fù)載兩類。上述這幾種檢測(cè)方法的辨識(shí)泛化能力不強(qiáng)，未能提出一種可適用于多類型負(fù)載的檢測(cè)方案。本研究結(jié)合多分辨率分析對(duì)配電線路的電流信號(hào)實(shí)施小波變換，提出一種可以提取電弧故障時(shí)的特征，解決配電線路電弧故障與非線性負(fù)載正常運(yùn)行的有效區(qū)分，同時(shí)防止了負(fù)載設(shè)備的啟動(dòng)電流引起誤判斷。1、 電弧故障檢測(cè)方案與理論分析 1.1故障檢測(cè)原理 實(shí)驗(yàn)線路采用一個(gè)自制的電弧發(fā)生器來(lái)模擬線路發(fā)生電弧的現(xiàn)象。將它和各種負(fù)載設(shè)備串聯(lián)接入線路，以研究不同負(fù)載下發(fā)生故障電弧的特性。電弧發(fā)生器由一根可移動(dòng)電極( 銅棒) 和一根固定電極( 碳棒) 組成。1.2算法理論分析利用 Mallat 算法實(shí)現(xiàn)小波變換進(jìn)行電弧故障識(shí)別，即用不同的分辨率逐級(jí)逼近信號(hào)函數(shù)：其中: V 反映了電弧故障電流信號(hào) f( t) 的近似分量，W 反映了電流信號(hào)的細(xì)節(jié)分量，因電弧故障電流信號(hào)其頻譜是有限的，如果選擇足夠大的尺度空間，可將電流信號(hào)用各個(gè)尺度下標(biāo)準(zhǔn)正交基的組合將其展開，即：將電弧故障電流信號(hào) f( t) 按 Mallat 算法進(jìn)行逐層二抽取分解，如圖 3。d為不同尺度下分解出來(lái)的高頻分量即小波變換值，其包含著電弧故障電流噪聲和突變信號(hào)信息。 而且隨著尺度的增大，噪聲引起的小波變換模的極大值迅速減少，而表征電弧故障的奇異信號(hào)的小波變換值便可突顯出來(lái)。2、電弧故障特征的提取常見負(fù)載下，配電線路電弧故障電流一般伴隨著幾個(gè)明顯的特征，如電流“零休”現(xiàn)象、電流正負(fù)半周不對(duì)稱、波形失去周期性以及具有豐富的高頻諧波等。為了有效地區(qū)分負(fù)載啟動(dòng)、正常運(yùn)行與電弧故障狀態(tài)，選用基于 db4 小波函數(shù)的 Mallat 算法快速分析來(lái)提取電弧故障特征值。六、電氣火災(zāi)故障電弧探測(cè)器的研究（2013）摘要：建筑物低壓配電系統(tǒng)中，現(xiàn)有預(yù)防電氣火災(zāi)的保護(hù)裝置，主要對(duì)過(guò)載、短路等引起的過(guò)電流及由接地故障產(chǎn)生的剩余電流起到檢測(cè)作用。當(dāng)發(fā)生易引起電氣火災(zāi)的串聯(lián)型故障電弧時(shí)，因故障電流值低于傳統(tǒng)保護(hù)裝置的動(dòng)作閥值，不能全面、有效的預(yù)防電氣火災(zāi)致使我國(guó)每年因電氣故障引發(fā)的火災(zāi)，居其他原因引發(fā)火災(zāi)的首位。對(duì)建筑物低壓配電系統(tǒng)中，常引起電氣火災(zāi)的故障電弧，我國(guó)目前還沒(méi)有頒布明確的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；現(xiàn)有預(yù)防電氣火災(zāi)的預(yù)警裝置不能全面有效的檢測(cè)配電線路上的“串弧”?；谏鲜鲈?，本文對(duì)建筑物低壓配電系統(tǒng)中，易引起電氣火災(zāi)的故障電弧檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究。1、 故障電弧檢測(cè)的研究現(xiàn)狀為了檢測(cè)故障電弧，美國(guó)學(xué)者在年就設(shè)計(jì)研發(fā)出了一種故障電弧斷路器（AFCI），該設(shè)備可以檢測(cè)因短路，線路誤接，線路老化等引起的故障電弧。加拿大大學(xué)的等研究人員在燃弧點(diǎn)附近放置相應(yīng)的傳感器，通過(guò)這些傳感器來(lái)檢測(cè)故障電弧所產(chǎn)生的電磁福射、噪聲和熱量，只有當(dāng)這三種傳感器同時(shí)都檢測(cè)到故障信號(hào)時(shí)，才能確定系統(tǒng)中產(chǎn)生了電弧故障。電弧電流的頻域特性的發(fā)現(xiàn)使得在頻域領(lǐng)域進(jìn)行電弧故障的檢測(cè)成為了可能。后來(lái)電弧檢測(cè)中引入了傅里葉分解、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析等算法。由于故障電弧發(fā)生的隨機(jī)性，對(duì)于故障電弧的檢測(cè)具有一定的難度。由于溫度，弧光，氣壓等傳統(tǒng)的電弧傳感器無(wú)法精準(zhǔn)的檢測(cè)到故障電弧的發(fā)生位置。另一方面一些電弧是非常微弱和短暫的，比如通常所說(shuō)的“好弧”它無(wú)法導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生，它不是本文所提出的故障電弧，這樣就會(huì)加大我們的檢測(cè)難度。2、 故障電弧的產(chǎn)生 故障電弧電流“零休”：當(dāng)故障電弧發(fā)生時(shí)，在電弧電流過(guò)零點(diǎn)的前后一段時(shí)間里，故障電弧氣隙之間的阻抗會(huì)變得很大，這是限制故障電弧電流值的一個(gè)重要因素。在電弧電流的上個(gè)周期結(jié)束與下半個(gè)周期開始的這個(gè)時(shí)間里，電弧電流并不是一般的正弦波，而是另外的一個(gè)規(guī)律，那就是電弧電流等于電弧兩端電壓與電弧阻抗的比值。在這段過(guò)零點(diǎn)的一小段時(shí)間內(nèi)，由于阻抗變大，故障電弧電流就會(huì)限制的非常小，幾乎為零。下一個(gè)半周期同樣也會(huì)出現(xiàn)相同的現(xiàn)象，在這段時(shí)間里我們把這種電流近乎為零的現(xiàn)象稱之為電弧電流的“零休現(xiàn)象”。 電弧的零休時(shí)間跟許多因素有著很大的關(guān)聯(lián)，一方面，它與氣隙內(nèi)部相關(guān)，另一個(gè)方面，它與電路的電壓，電流以及負(fù)載的類型相關(guān)。一般情況，電弧的“零休”時(shí)間會(huì)從幾微秒到幾十微妙。故障電弧的“零休”現(xiàn)象為故障電弧的研究提供一定的理論基礎(chǔ)，也為故障電弧檢測(cè)技術(shù)指出了研究方向。3、 故障電弧實(shí)驗(yàn)裝置的構(gòu)建 本實(shí)驗(yàn)裝置的主要構(gòu)造分為以下幾塊：220V（50HZ）純凈交流電源，電弧發(fā)生裝置，數(shù)字示波器，電流傳感器。它包括一個(gè)靜止的直徑為6.4mm碳石墨電極與一個(gè)可以移動(dòng)的銅質(zhì)電極，靜止電極接220V交流電，移動(dòng)電極可以接至負(fù)載。首先可以將兩個(gè)電極處于一個(gè)完全接觸的狀態(tài)，即是一個(gè)線路完全閉合狀態(tài)，這樣可以觀察到接負(fù)載后供電線路的正常情況的電流特性，然后旋轉(zhuǎn)右邊的調(diào)節(jié)器，可以將活動(dòng)電極慢慢移動(dòng)使得它與靜止電極慢慢分離，當(dāng)它們的間隙到達(dá)的了一定的距離以后電弧就會(huì)發(fā)生了，電弧發(fā)生以后立即停止移動(dòng)電極確保電弧持續(xù)發(fā)生。這時(shí)候可以觀察在接入負(fù)載以后供電線路上產(chǎn)生故障電弧時(shí)的電流特性。 為了保證采樣精度達(dá)到實(shí)驗(yàn)的要求，該數(shù)字示波器的主要參數(shù)設(shè)定如下表2.1所示:電弧電流的波形會(huì)發(fā)生很明顯的畸變。于是必須針對(duì)這個(gè)現(xiàn)象展開研究，觀察在供電線路中故障電弧的電流特性會(huì)受到哪些因素的影響。本文在實(shí)驗(yàn)中將不同類型的負(fù)載接入實(shí)驗(yàn)的供電線路，然后觀察和分析故障電弧產(chǎn)生時(shí)零休現(xiàn)象的變化情況。在建筑電氣中，大量的存在著阻感性的負(fù)載，所以本文在本次實(shí)驗(yàn)中選用阻性，感性，阻感性三種負(fù)載進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)的主要工作有以下幾點(diǎn)：(1)在純阻性負(fù)載的情況下，故障電弧電流的基本特性；(2)在純感性負(fù)載的情況下，故障電弧電流的基本特性；(3)在阻感負(fù)載的情況下，故障電弧電流的基本特性；(4)對(duì)比以上三種負(fù)載下故障電弧的差別與相同點(diǎn)。4、故障電弧電流數(shù)據(jù)處理與分析很多專家都提到，對(duì)于故障電弧的檢測(cè)的難點(diǎn)就在于區(qū)分一些熱拔插或者特殊負(fù)載造成的好弧與故障電弧的差別，因?yàn)閺闹庇^上看它們都會(huì)出現(xiàn)一些共同的特征，這就需要利用小波分析對(duì)這個(gè)零休時(shí)間做一個(gè)判別。七、故障電弧檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)研究及斷路器開發(fā)（2013.6）1、故障電弧發(fā)展背景 據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，僅大約電流產(chǎn)生的電弧溫度即可達(dá)到2000-3000，足以引燃任何可燃物，而且當(dāng)電壓低至20V時(shí)，電弧也可穩(wěn)定存在，難以熄滅。這種故障電弧常成為電氣火災(zāi)的點(diǎn)火源。發(fā)生故障電弧時(shí)，負(fù)載電流通常是非常小的，小于目前電力系統(tǒng)特別是廣泛安裝在低壓配電領(lǐng)域的設(shè)備的過(guò)電流保護(hù)設(shè)定值，線路發(fā)生故障電弧不在保護(hù)的范圍之中。所以檢測(cè)故障電弧時(shí)，必須把它和設(shè)備正常工作電弧如電焊、電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電弧或開關(guān)電器、插拔電器時(shí)產(chǎn)生的電?。┑男盘?hào)及其他相似信號(hào)區(qū)別開來(lái)，提供迅速有效保護(hù)的同時(shí)，防止誤動(dòng)作的發(fā)生，做到檢測(cè)故障電弧的同時(shí)，不影響線路正常工作。2、 故障電弧實(shí)驗(yàn)平臺(tái)2.1波形儲(chǔ)存設(shè)備我們采用Tektronix公司的DPO3000系列的示波器，該示波器為4條通道、100MHZ帶寬、所有通道上采樣率可以達(dá)到2.5GS/s、所有通道具有5M的記錄長(zhǎng)度。示波器能將記錄的點(diǎn)以excel的格式存儲(chǔ)在外圍儲(chǔ)存設(shè)備中（如U盤、移動(dòng)硬盤），如此我們就可以將采集到的數(shù)據(jù)利用Matlab等軟件進(jìn)行分析。3、 故障電弧實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)研究分析利用Daubechies 4階小波變換在軟件中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。低頻系數(shù)只是重繪了原始波形，波形與原始波形一樣，電流值沒(méi)有改變，只能反映故障電弧波形的概貌，并不能反映故障電弧細(xì)節(jié)特征；高頻系數(shù)部分，正常電流和產(chǎn)生故障電弧時(shí)的電流波形對(duì)應(yīng)的高頻系數(shù)區(qū)別很明顯：正常電流高頻系數(shù)值很小，故障電弧高頻系數(shù)在每個(gè)周期中都有很大的值，其值大小是正常電流高頻系數(shù)的十到幾十倍，我們可以通過(guò)這一特性來(lái)判斷回路是否有故障電弧發(fā)生。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，回路連接的負(fù)載各式各樣，每種負(fù)載的內(nèi)阻各不相同，這將導(dǎo)致回路中的電流大小也不相同，那么對(duì)應(yīng)小波變換獲得的高頻系數(shù)值會(huì)因負(fù)載的不同而不同，這給研發(fā)適用于多場(chǎng)合、多用途的故障電弧斷路器帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。本課題中采取的解決方案是：在某時(shí)刻，利用已經(jīng)計(jì)算得到的高頻系數(shù)除以該時(shí)刻回路中的對(duì)應(yīng)的電流值(等效于低頻系數(shù))，利用獲得的比值大小來(lái)判斷回路中是否有故障電弧產(chǎn)生。這樣做的好處在于無(wú)需考慮回路中接了何種負(fù)載，只需計(jì)算上述的比值就能判斷回路中是否有故障電弧產(chǎn)生。我們可以通過(guò)能量的角度來(lái)解釋高頻系數(shù)與低頻系數(shù)比值的物理意義：經(jīng)小波變換后的低頻系數(shù)是原信號(hào)去除了高頻信號(hào)后、反應(yīng)信號(hào)概貌的部分；高頻系數(shù)部分是原信號(hào)包含的突變信號(hào)、反應(yīng)信號(hào)細(xì)節(jié)的部分；高頻系數(shù)與低頻系數(shù)的比值反應(yīng)了在某個(gè)時(shí)刻，單位能量所含的突變信號(hào)量，即線路正常工作時(shí)，單位能量保護(hù)的突變信號(hào)很少，比值很小，而線路發(fā)生故障電弧時(shí)，單位能量中包含了較多的突變信號(hào)，比值較大。八、故障電弧檢測(cè)技術(shù)研究（2016.3）1、 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 針對(duì)故障電弧能夠造成一系列的危害，由上海電器科學(xué)研究院負(fù)責(zé)起草，中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部于 2013年12月31日發(fā)布了有關(guān)故障電弧檢測(cè)裝置的準(zhǔn)則電弧故障檢測(cè)裝置（AFDD）。該準(zhǔn)則規(guī)定：自 2014 年 7 月 1 日開始實(shí)施的 JB/T11681-2013適用于在所規(guī)定的條件下能夠?qū)崿F(xiàn)燃燒的故障電弧電流實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。同時(shí)該準(zhǔn)則還將燃燒的故障電弧電流與火災(zāi)危險(xiǎn)動(dòng)作值比較，并適用于當(dāng)燃燒的故障電弧電流超過(guò)動(dòng)作時(shí)斷開被保護(hù)電路等功能的裝置。另外由公安部沈陽(yáng)消防科學(xué)研究所負(fù)責(zé)起草并于 2014 年 6 月 24 日發(fā)布了有關(guān)故障電弧檢測(cè)裝置的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB14287.4-2014。該國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的第四部分關(guān)于故障電弧探測(cè)裝置于 2015 年 6 月 1 日開始實(shí)施。表明了故障電弧防護(hù)技術(shù)的研究及其相應(yīng)的斷路器裝置的研發(fā)與應(yīng)用已經(jīng)引起有關(guān)科研院所以及消防部門的高度重視。目前有關(guān)故障電弧檢測(cè)的方法大致上可以分為兩類：一類是利用故障電弧發(fā)生時(shí)所產(chǎn)生的一些物理現(xiàn)象如弧聲、高溫、弧光、電磁波等特性來(lái)識(shí)別故障電弧。另一類故障電弧的檢測(cè)方法是利用故障電弧發(fā)生時(shí)線路中的電流、電壓等電氣特性異常來(lái)檢測(cè)故障電弧。2、小波分析理論與模式識(shí)別算法2.1小波分析與故障電弧檢測(cè)中的應(yīng)用（1） 小波濾波和降噪處理。由于所采集的信號(hào)難免受到外界噪聲的干擾，運(yùn)用小波分析的方法能有效去除信號(hào)中的干擾，提高采集信號(hào)的可信度。（2） 信號(hào)的奇異性檢測(cè)。對(duì)信號(hào)進(jìn)行小波分解，小波系數(shù)的模極大值對(duì)應(yīng)著信號(hào)的奇異點(diǎn)，利用這一性質(zhì)可以檢測(cè)信號(hào)的奇異性。（3） 信號(hào)熵的提取。對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行小波包子空間分解，提取各個(gè)頻帶的能量熵。根據(jù)被測(cè)信號(hào)在不同的小波分解層次上表現(xiàn)為奇異點(diǎn)位置為對(duì)應(yīng)整齊的性質(zhì)。此外它還能實(shí)現(xiàn)在強(qiáng)噪聲污染情況下微弱信號(hào)的提取，并反映信號(hào)的能量分布情況。3、故障電弧實(shí)驗(yàn)與分析 3.1改進(jìn) BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)（將小波變換的模極值作為輸入）BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的方面還存在幾點(diǎn)不足，特別是一些處理時(shí)間要求比較短的場(chǎng)合還需要做出改進(jìn)。BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在：某些特殊問(wèn)題訓(xùn)練時(shí)間有可能過(guò)長(zhǎng)，若在訓(xùn)練過(guò)程中權(quán)值改變的幅度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致激活函數(shù)趨于飽和，進(jìn)而無(wú)法調(diào)節(jié)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值。使用 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值收斂到的最終值并不一定是所期望的最優(yōu)解，而有可能是局部極小值。另外還有遺忘舊樣本。九、故障電弧模式識(shí)別算法的研究（2011）摘要：采集典型家用電器正常工作、開關(guān)斷開、開關(guān)閉合、產(chǎn)生故障電弧時(shí)的電流波形和數(shù)據(jù),利用小波分析理論提取能夠描述串聯(lián)型故障電弧特性的特征量作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入量,再用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練和檢驗(yàn)建立的網(wǎng)絡(luò)模型,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)故障電弧的模式識(shí)別。1、 小波函數(shù)的選擇（難點(diǎn)）目前有幾十種小波函數(shù),而且人們還在不斷構(gòu)造新的小波函數(shù)和相應(yīng)的小波濾波器來(lái)滿足不同小波分析應(yīng)用的需要。各種小波函數(shù)性質(zhì)各異,有的適合理論推導(dǎo),如小波、高斯函數(shù)小波類有的更適合計(jì)算有的時(shí)域上有一較長(zhǎng)的支撐有的可以得到完全重構(gòu)有的則不能實(shí)現(xiàn)原信號(hào)的恢復(fù)。然而,由于小波函數(shù)針對(duì)不同的工程應(yīng)用表現(xiàn)出的特性具有復(fù)雜性,小波函數(shù)的選擇目前也是小波分析理論研究的難題,按什么樣的原則能夠選擇最優(yōu)的小波函數(shù)還沒(méi)有有效的方法。一般用枚舉法來(lái)挑選合適的小波（進(jìn)行比較）,當(dāng)然這種選擇不一定是最優(yōu)的。合理地挑選小波基函數(shù)主要應(yīng)從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮：（1） 緊支性；（2）消失矩；（3）正則性；（4）對(duì)稱性。2、 小波變換的時(shí)頻域特性分析小波變換的高頻部分有較高的時(shí)間分辨率和較低的頻率分辨率,而它的低頻部分有較低的時(shí)間辨率和較高的頻率分辨率。3、 基于小波變換和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障電弧模式識(shí)別3.1特征提取從實(shí)驗(yàn)所得到的電弧電流波形,我們可以看到電弧電流在過(guò)零點(diǎn)時(shí)有一個(gè)明顯的“零體”區(qū)間,而且由于負(fù)載和電弧燃燒情況不同,電弧電弧電流信號(hào)波形有一明顯的突變。3.2提取特征量本文用離散小波變換來(lái)處理數(shù)據(jù)。小波重構(gòu)信號(hào)能精確地反決原始信號(hào)在時(shí)頻域上的變化情況,而小波能量譜能反映各個(gè)頻段能量在總能量中所占比例。3.3小波函數(shù)類型選擇小波函數(shù)類型的選擇。一般選擇與輸入波形最匹配的基木小波。提出如下選擇方法對(duì)于給定輸入信一號(hào),首先使用不同基本小波進(jìn)行小波分解然后對(duì)各尺度上的小波系數(shù)進(jìn)行閾值處理,低于閾值的小波系數(shù)置零最后選取非零小波系數(shù)個(gè)數(shù)最少的基本小波作為分析用小波。本文用實(shí)驗(yàn)樣本在不同的小波基函數(shù)和分解層數(shù)下分解并重構(gòu),通過(guò)比較它們重構(gòu)信號(hào)和原始信號(hào)的偏差來(lái)確定最佳的小波基函數(shù)和分解層數(shù)。十、光伏系統(tǒng)直流電弧故障特征及檢測(cè)方法研究（2016）思路介紹：串聯(lián)電弧的能量大，對(duì)線路和設(shè)備危害極大，且易引發(fā)火災(zāi)事故；但目前的低壓斷路器、熔斷器等裝置僅能對(duì)過(guò)流、短路等故障進(jìn)行檢測(cè)和保護(hù)，不能對(duì)電弧故障起作用，由于串聯(lián)電弧故障電流較小，難以被保護(hù)裝置檢測(cè)到，所以需設(shè)置額外的故障電弧檢測(cè)裝置。在電弧故障發(fā)生時(shí)，電弧兩端的電流會(huì)瞬間下降，而兩端的電壓會(huì)瞬間提高。電弧故障發(fā)生時(shí)，常伴隨有某一特定的高頻信號(hào)，在正常工作情況下該高頻信號(hào)并不出現(xiàn)，一旦該信號(hào)出現(xiàn)，則表明存在電弧故障。不同負(fù)載及連接方式不同通常高頻信號(hào)也會(huì)有很大差異，所以需要建立精度較高的模型。十一、基于改進(jìn)小波變換的故障電弧檢測(cè)方法的研究（2016）1、 故障電弧檢測(cè)方法在故障電弧的研究和檢測(cè)方面，國(guó)內(nèi)外主要有三類研究方法:第一類，建立相應(yīng)的故障電弧數(shù)學(xué)模型；第二類，利用故障電弧產(chǎn)生時(shí)的物理特性作為檢測(cè)的依據(jù)；第三類，利用故障電弧的電壓、電流特性作為檢測(cè)的依據(jù)。上述方法不足：第一類方法數(shù)學(xué)模型的建立可以使故障電弧檢測(cè)更加精密，但是需要建立純粹的數(shù)學(xué)模型，很多故障電弧的參數(shù)無(wú)法準(zhǔn)確的獲得；第二類方法簡(jiǎn)單易行，但是這類檢測(cè)方法有一個(gè)弊端: 需要將檢測(cè)的設(shè)備安裝在故障點(diǎn)的附近，這樣才能準(zhǔn)確無(wú)誤的進(jìn)行檢測(cè)；第三類方法就是對(duì)電力線路中的電流