创新电弧故障检测关键技术

助力低压配电系统电气火灾预防

据中国消防年鉴统计，电气火灾占各类火灾事故的比重约为30%，其中由电弧故障引发的火灾超过75%，成为引发电气火灾的主要原因。当前，预防电气火灾的保护设备存在多种缺陷，无法有效早期识别隐藏的电弧故障，难以及时预警此类风险，这是电气火灾频发的关键原因。

为此，国网湖北电科院研发了多类型电气火灾致因故障模拟实证平台，创新地开发了故障电弧精准识别技术。研制了一整套电气火灾防控装备和监控系统，实现了配电系统从电弧发现、预警至防控措施实施的全过程管控，显著增强了配电系统抵御电气火灾的能力。

构建故障电弧仿真平台

实现数据采集与功能验证

故障仿真是获取故障数据、检测相关设备及系统功能的关键。因此，项目团队发明了机电协同闭环控制的电弧故障动态模拟方法，创新地研发了能够精确控制参数的故障电弧模拟发生装置，构建了涵盖多种电气火灾起因的故障模拟仿真平台，能够模拟3种典型电气拓扑结构、4种不同接地方式和15种分布式电源等数百种组合负载，有效解决了电弧数据采集和电气防火设备及系统的综合测试难题。

创新电弧故障检测法

确保高精度识别

故障电弧由于其形态多样，与正常操作电弧相似以及不易察觉的特点而难以被检测，易引发故障电弧保护装置误报和漏报问题。通过深入研究，项目团队建立了串/并联电弧电压模型，发现了电弧电压低频共性特征，首创基于电压特征的串联/并联电弧检测方法和区段定位方法，解决了电弧电流故障特征弱，精准检测和落地应用难的难题；开发了一种基于电流突变向量比的创新接地电弧故障检测技术，解决了高固有剩余电流场景下的接地电保误动难题，实现了对各类电弧的精准检测。

开发全防控电气火灾系统与设备

实现电气火灾全过程防控

项目团队创新性建立了低压配网电气火灾监测公共数据模型，攻克了即插即用、拓扑识别、终端同步等物联应用关键技术，研制了新型故障电弧保护断路器、剩余电流保护断路器等电气火灾防控成套装备及系统，构建了覆盖全网络物联架构下的系统级电气火灾防治方案，实现了配电系统从电弧发现、预警、防控的全方位监控，这些成果已被纳入中国消防协会的团体标准，彰显了其在电力行业的影响力。

示范工程应用实践及推广

项目团队研发的故障电弧保护器、剩余电流保护断路器等电气火灾防控成套装备及系统已转化为实际应用，成功在电科院建立了示范工程，广泛应用于湖北、福建等多个省份的配电系统，有效提升了火灾防控能力，实现了配电系统中多类电弧故障的全环节监测、预警以及有效的致火防控。

展望

下一步，国网湖北电科院将进一步结合新型配电系统示范工程推广及应用成果，针对新型配电系统中的光伏、电动汽车充电等直流电源和负载的电弧故障开展深入研究，升级优化相关成果的技术性能和应用策略，积极拓展成果在更多行业和地区的应用范围，为新型配电系统安全运行提供全面的保护方案，提升系统电气火灾防控能力。