电弧故障断路器(ArcFaultCircuitInterrrupters，通称AFCI)技术是一种全新的电源电路保护技术，其关键作用是避免故障电弧引起的火灾。伴随着在我国社会经济的飞速发展,生产制造及住户耗电量日益提高,电气设备安全事故也更为高发,在其中因故障电弧造成的电气设备安全事故所占占比愈来愈高,对故障电弧的科学研究及保护己经造成了普遍关心。因为产生电弧故障时的电弧电流量小于过电流保护设备所设置的姿势电流量,另外故障产生时也无对地泄露,因此传统式的保护设备没法对故障电弧给予合理的安全防护。因此,对故障电弧特点的科学研究并在这个基础上研发出新式的电弧故障断路器具备十分关键的实际意义。文中最先从电力学和物理的视角讨论了电弧的诱因及产生全过程。以后讨论了电弧数字信号处理的数学软件,包含短时间傅里叶变换和小波分析。

比照后得到小波分析更合适剖析包含故障电弧以内的离散系统数据信号。故障电弧的检测方式是AFCI设计取得成功的基本。检测方式的明确提出要根据故障电弧的特点。文中关键从时域频域2个视角科学研究故障电弧的特性。最先根据比照不一样负荷电弧电流量的波型,汇总出故障电弧频域特点,并根据此明确提出频域检测优化算法。以后将故障电弧在matlab下开展小波分解,汇总出故障电弧时域特点,根据此明确提出时域检测优化算法。在故障电弧检测方法的基本上开展AFCI的硬件开发和软件开发。AFCI总体上而言是一个规范的嵌入式操作系统。关键的硬件配置控制模块包含了开关电源电路控制模块、数据信号收集控制模块、高通滤波控制模块、脱口推动控制模块、走电保护控制模块及其单片机设计最小系统。硬件配置的设计方案不但要考虑到作用的完成,还需要考虑到线路板的EMC难题。

PCB的设计方案要从关键点下手提高控制模块的抗干扰性。手机软件选用C语言撰写编码,开发工具为MDK4.0。手机软件关键包含AD收集、信号分析、故障检测和看门狗1等控制模块。软件开发要达到数据处理方法的实用性和优化算法的稳定性等规定。AFCI样品设计方案完成后，本文根据国内电弧故障断路器颁布的GB/T31143-2014规定，对电弧故障断路器的姿态特性进行了试验。主要是认证所设计方案的AFCI能不能在不一样规定的电源电路配备中,检测到故障电弧后,在要求時间内进行脱口姿势,及其在繁杂自然环境下是不是具有抗干扰性和清除错误操作的工作能力。

实验结果显示,本毕业论文所设计方案的AFCI试品做到了姿势特性规范的规定。