42、电气设备电弧故障识别与固定翼无人机着陆轨迹跟踪技术解析

电气设备电弧故障识别与固定翼无人机着陆轨迹跟踪技术解析

电气设备电弧故障识别方法

在电力系统中，电弧故障是引发电气火灾的重要隐患之一。传统的低压供配电系统中的微型断路器和剩余电流保护装置，无法对串联电弧故障起到有效的保护作用。因此，开发电弧故障保护装置成为了低压电器的重要发展方向。

测试系统设计与电流波形采集

为了检测线路中的电弧故障，采用了自行设计的电弧故障测试系统，对常用的电气负载进行测试。这些负载包括线性电气负载（进一步细分为纯电阻负载和电感负载）和非线性电气负载。通过该系统，采集了电气负载正常工作时的电流波形以及发生电弧故障时的电流波形。

电流波形的相空间重构与分形计算

• 相空间重构 ：相空间重构理论源于混沌动力学。其基本方法是利用系统状态变量 $x_i(t)$ 的延迟变量 $x_i(t + τ)$ 构建一个 $m$ 维的状态向量：
  $X_i(t) = [x_i(t), x_i(t + τ), x_i(t + 2τ), …, x_i(t + (m -1)τ)]$
  其中，$m$ 为嵌入维数，$τ$ 为时间延迟，$x_i(t)$ 为相空间中的点，$i = 0, 1, 2, 3, …, N-(m-1)$，$N$ 为时间序列的长度。若原系统状态空间的关联维数为 $d$，且 $m > 2d + 1$，则重构的动态系统与原系统拓扑等价。
  在本次研究中，对采集到的电气负载电流时间序列进行相空间重构，重构后的电流信号相平面图的横坐标为 $I_x = i(t)$，纵坐标为 $I_y = i(t + τ)$。相空间重构系统的时间延迟 $τ$ 为 1 ms，嵌入