地区：上海市 宝山区
关键词：中国农业大学1;中国电力科学研究院;新疆农业大学;黑龙江八一农垦大学;河北农业大学等
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000000029
成果描述：
| 剩余电流保护装置（RCD）在我国低压配电网中得到了广泛的应用，对于防止触电伤亡事故以及避免因漏电而引起的电气火灾事故具有非常重要的作用。但是我国目前在线运行的剩余电流保护装置，其动作电流的整定值与生物体触电电流无关，通常是将总剩余电流的有效值作为是否动作的唯一判据。理论研究和大量运行经验表明，这类判据无法有效识别可能对触电者构成生命危险的触电支路电流信号，在动作原理上存在先天不足和缺陷，经常导致误动或拒动现象的发生，大大降低了剩余电流保护装置的可靠性和正确投运率。针对上述问题，在国家自然科学基金和国家电网公司重点专项课题的支持下，由中国农业大学、中国电力科学研究院、新疆农业大学、黑龙江八一农垦大学、河北农业大学等单位组成联合科研团队，经过多年深入研究和探索，设计和构建了生物体触电物理实验平台，确定特定生物体实验对象、触电方式及触电路径，试验获取不同场景生物体触电信号的原始数据波形，积极开展生物体触电暂态信息快速提取与识别方法研究，取得了一批先进的理论研究成果，为我国新一代剩余电流保护装置的研究和开发奠定了坚实的理论和技术基础。主要创新点如下：1.设计和构建了生物体触电物理实验平台，模拟不同场景生物体触电实验，获取批量动/植物触电实验数据，完善生物体触电波形数据。在此基础上，创新性地建立了我国低压电网生物体触电实验波形数据库。2.基于降噪和滤除高次谐波的不同要求，设计了窗函数FIR数字滤波器和基于消除相位延迟的FIR触电信号数字滤波器，可分别用于生物体触电剩余电流保护的整体优化计算模型和生物体触电多端口等值阻抗模型的信号预处理，满足快速动作和高精度滤波的不同需求。3.采用快速傅里叶变换和最小二乘法，对批量实验样本数据进行数值分析和数据拟合，建立了工频条件下，以触电电压和典型体重为输入量，以触电电流为输出量的生物体触电多端口阻抗电路模型，为定量分析和评估生物体触电电流提供了有效的技术手段。4.采用信号统计量方法，分析了生物体不同触电周期剩余电流的均值、标准差、方根幅值等统计特征，掌握了暂态剩余电流的不同统计特征的变化规律，提出了基于统计特征的剩余电流暂态普适特征量的度量方法。5.提出了基于剩余电流幅值突变特征的触电故障时刻检测方法、基于暂态普适特征量与支持向量机的触电故障类型识别方法、以及基于最小二乘支持向量机的触电支路电流分量提取和计算方法。上述三种配套的系列方法，为新一代基于生物体触电电流分量而动作的自适应型剩余电流保护装置的开发提供了可靠的技术方法。6.建立了基于生物体触电电流关键特征和瞬变微增量而动作的自适应剩余电流保护的“幅值-时间”边界特性及综合动作判据，为开发基于生物体触电电流动作的新型剩余电流保护装置，进而为提高剩余电流动作保护装置的选择性、灵敏性和可靠性奠定了良好的基础。所提出的综合边界特性和动作判据，不仅可以自动识别生物体触电进而切除事故电源，也可同时监测和预警电气设备泄漏电流的异常变化。 |
