摘要:通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn),由電弧故障引發(fā)的新能源汽車起火事故呈逐年增多趨勢(shì),我國(guó)品牌眾多的新能源客車尤為嚴(yán)重。為了選擇和優(yōu)化區(qū)分故障電弧的特征參量,識(shí)別汽車電弧故障,首先介紹了直流故障電弧產(chǎn)生機(jī)理、特性和類型,分析了時(shí)域、頻域和時(shí)頻域3種直流電弧故障檢測(cè)方法。其次,搭建了模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng),獲取不同負(fù)載下的正常電弧和故障電弧回路信號(hào)。然后,建立時(shí)頻域Cassie電弧仿真模型,利用5層小波包分解技術(shù),重構(gòu)和提取電弧故障發(fā)生前后的電流信號(hào),使用能量比值作為特征參量。研究結(jié)果表明,在檢測(cè)周期內(nèi)大于閾值的特征量區(qū)分度明顯,能有效識(shí)別直流電弧故障。
關(guān)鍵詞:電弧故障;Cassie模型;小波包;電氣火災(zāi);新能源汽車
1新能源汽車電氣火災(zāi)現(xiàn)狀及原因分析
據(jù)2017年《中國(guó)消防年鑒》的數(shù)據(jù)顯示,2007—2016年,我國(guó)汽車火災(zāi)首要原因是電氣故障,占總數(shù)的44%,其次是供油系統(tǒng)故障,占火災(zāi)總數(shù)的29.4%,三是機(jī)械故障,占總數(shù)的14.6%,之后依次為排氣系統(tǒng)故障(5.6%)、人為意外原因(3.8%)和自燃(1.2%)。2017年“中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)"發(fā)布的新能源汽車安全報(bào)告顯示,2015年國(guó)內(nèi)發(fā)生起火事故14起,而2016年增加至29起(40輛車),新能源汽車自燃火災(zāi)次數(shù)(包括碰撞后自燃)隨產(chǎn)銷量增長(zhǎng)而急劇增加。根據(jù)該報(bào)告公開(kāi)資料統(tǒng)計(jì),2016年國(guó)內(nèi)外共發(fā)生新能源汽車起火事故35起,涉事車輛共計(jì)45輛(1起人為縱火除外),根據(jù)動(dòng)力類型和起火原因分類,分布數(shù)據(jù)如圖1和圖2所示。
圖12016年新能源汽車起火事故數(shù)量及占比
汽車電源系統(tǒng)故障是導(dǎo)致起火的首要原因,其次是電氣部件故障,再次是充電和浸水短路故障,碰撞后自燃和電氣線路連接故障。其中,純電動(dòng)汽車屬于起火高發(fā)領(lǐng)域,由于私人領(lǐng)域新能源汽車數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng),乘用車領(lǐng)域起火事故逐漸增多。綜合上述原因,除了操作不當(dāng)和產(chǎn)品質(zhì)量缺陷外,由于電氣系統(tǒng)故障產(chǎn)生故障電弧導(dǎo)致的汽車火災(zāi)比例高達(dá)60%。由直流源帶來(lái)的故障電弧給電壓不斷升級(jí)的新能源汽車電氣系統(tǒng)帶來(lái)巨大威脅。
2電弧故障的產(chǎn)生和危害
實(shí)驗(yàn)顯示,在大氣中開(kāi)斷電路,當(dāng)開(kāi)斷電壓超過(guò)12~20V、開(kāi)斷電流超過(guò)0.25~1A時(shí),在觸頭間隙中產(chǎn)生近似圓柱形的導(dǎo)電氣體介質(zhì)即為電弧,具有導(dǎo)電性強(qiáng)、溫度高、亮度大和能量集中等特點(diǎn)。在工業(yè)領(lǐng)域可控狀態(tài)下,如電弧爐、電弧焊等被廣泛利用;而在非控狀態(tài)下產(chǎn)生火花放電和電弧放電等現(xiàn)象,會(huì)對(duì)用電設(shè)備造成損傷或嚴(yán)重電氣事故。在新能源汽車三電系統(tǒng)中,由于電氣設(shè)備的增加和自動(dòng)化程度的提高,增加用電負(fù)荷導(dǎo)致車載線路的復(fù)雜化和電壓等級(jí)的提高(例如14VDC/42VDC雙電壓系統(tǒng)),汽車電氣系統(tǒng)產(chǎn)生電弧故障的概率增大。2013年國(guó)際電工委員會(huì)出臺(tái)了標(biāo)準(zhǔn)IEC62606-2013《電弧故障檢測(cè)設(shè)備的一般要求》,2015年我國(guó)開(kāi)始實(shí)施相同作用的標(biāo)準(zhǔn)GB14287.4—2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng):故障電弧檢測(cè)器》,這類標(biāo)準(zhǔn)用以指導(dǎo)和設(shè)計(jì)故障電弧相關(guān)保護(hù)裝置,快速可靠切斷故障電弧,促進(jìn)新能源汽車“三電"技術(shù)發(fā)展。下面重點(diǎn)分析新能源汽車電弧故障的檢測(cè)方法和測(cè)試系統(tǒng)。
3新能源汽車電弧故障檢測(cè)方法
3.1直流電弧故障檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀
當(dāng)前國(guó)外對(duì)直流電弧故障的研究領(lǐng)域涉及汽車電氣系統(tǒng)、船舶電氣系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)和航空供電系統(tǒng)以及公共能源儲(chǔ)存和高壓直流輸電應(yīng)用系統(tǒng)。主要技術(shù)包括:利用電弧模型仿真電路參量特征與識(shí)別電?。焕秒娀〉幕」?、溫度變化、輻射等物理現(xiàn)象檢測(cè)電弧利用電弧電壓、電流波形特征檢測(cè)故障電弧,此方法又分為時(shí)域分析法、頻域分析法和時(shí)頻域分析法。
國(guó)內(nèi)對(duì)直流電弧故障的研究處于起步階段,對(duì)新能源汽車電弧故障檢測(cè)的技術(shù)文獻(xiàn)較少。西安交通大學(xué)祝令瑜等提出用模式識(shí)別提高閾值法的局限性,研究多信息融合技術(shù)在電弧故障檢測(cè)中的應(yīng)用;南京航空航天大學(xué)王莉等根據(jù)直流電弧故障運(yùn)行參量,提出以回路中電流標(biāo)準(zhǔn)差、電流交流分量與設(shè)定頻段功率和為特征量,利用馬氏距離算法識(shí)別直流電弧故障;華僑大學(xué)丁環(huán)等通過(guò)采集汽車不同負(fù)載正常時(shí)與故障時(shí)的電流參量,在并聯(lián)電弧故障發(fā)生時(shí)研究其時(shí)域波形特征與電火花特性,持續(xù)檢測(cè)多個(gè)電流脈沖判別汽車電弧故障。
國(guó)內(nèi)其他研究偏重于汽車火災(zāi)的產(chǎn)生原因及危害性,提出獲取汽車火災(zāi)后的殘留物和融化痕跡來(lái)識(shí)別事故前存在的電弧故障,驗(yàn)證電弧故障與汽車火災(zāi)的密切關(guān)聯(lián)。但是汽車電氣系統(tǒng)與船舶電氣系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)和航空供電系統(tǒng)相比,電壓等級(jí)較低且固定,負(fù)載種類復(fù)雜多樣,各種儀表車燈等均采用負(fù)極搭鐵方式連接,電弧故障信號(hào)更隱蔽、微弱。而新能源汽車結(jié)構(gòu)復(fù)雜,電氣系統(tǒng)電壓等級(jí)不一,充、用電技術(shù)問(wèn)題和使用環(huán)境惡劣等原因,還有汽車部件故障之外的常見(jiàn)因素,諸如導(dǎo)線老化斷裂、負(fù)極搭鐵不牢靠、線束之間被擠壓、噪音和電磁兼容性等現(xiàn)象都會(huì)導(dǎo)致電弧故障頻發(fā)。隨著汽車傳感器技術(shù)、車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,國(guó)內(nèi)外出臺(tái)電弧相關(guān)安全技術(shù)指標(biāo),使得汽車電弧故障檢測(cè)技術(shù)成為研究熱點(diǎn)。
3.2故障電弧的伏安特性
以某客車24V直流供電系統(tǒng)為例,用純電阻負(fù)載采集得到汽車電弧故障電流和電壓的時(shí)域波形圖,如圖3所示,在T時(shí)刻產(chǎn)生汽車電弧,回路電壓值瞬間增高,在一段時(shí)間內(nèi)電壓維持穩(wěn)定,當(dāng)電弧消失時(shí)迅速恢復(fù)到端電壓。與電壓波形相反,在電弧發(fā)生時(shí)回路電流突然下降,然后波形慢慢地回升,然后趨于平緩,隨著間隙距離增大,電流下降趨近于零,電弧消失。電弧存在時(shí)段里,電壓和電流的波形不斷上下波動(dòng),且它們的變化趨勢(shì)恰好相反。圖4為汽車直流電弧的伏安特性曲線。由圖4可知,故障電弧與正常情況下的伏安特性曲線不同,在電弧產(chǎn)生期和電弧即將熄滅期,伏安特性曲線近似直線,具備純阻性特征;在電弧持續(xù)燃燒期,不具備阻性特征。
圖3汽車電弧故障電流和電壓時(shí)域波形圖
圖4汽車直流電弧伏安特性圖
3.3直流電弧故障檢測(cè)方法
選擇正確的電弧故障檢測(cè)方法是準(zhǔn)確測(cè)試的前提。直流電弧故障分為串聯(lián)電弧故障和并聯(lián)電弧故障,并聯(lián)電弧故障又分為線線電弧故障和搭鐵電弧故障,故障類型如圖5所示。其中,串聯(lián)電弧故障的發(fā)生率占直流電弧故障的絕大部分。
圖5直流電弧故障類型
(1)時(shí)域直流電弧故障檢測(cè)法
由圖3和圖4得出,直流電弧故障會(huì)使回路中的電量發(fā)生突變,電流變化率和電壓變化率與電弧故障的電量變化有關(guān),如果進(jìn)行等周期時(shí)間Ts采樣,通過(guò)公式(1)可得到電壓變化量Δu,通過(guò)公式(2)可得到電流變化量ΔI。采樣周期會(huì)根據(jù)原始直流故障信號(hào)特性調(diào)整,以免出現(xiàn)誤檢測(cè)。
Δu=u(Ts+t)-u(t)(1)
ΔI=Imax-Imin(2)
式(1)~(2)中:Ts為采樣周期時(shí)間;Δu為電壓變化量;u(Ts+t)為Ts+t時(shí)刻的電壓;ΔI為電流變化量;Imax為采樣周期內(nèi)的大電流;Imin為采樣周期內(nèi)的小電流。
MRABLA等2013年提出了另一種時(shí)域檢測(cè)方法,建立的測(cè)試系統(tǒng)如圖6所示,運(yùn)用雙羅氏線圈檢測(cè)電弧故障電路輸出的電量波形,其中一個(gè)羅氏線圈與故障電弧保持距離不變獲得電量信號(hào)f(t),另一個(gè)羅氏線圈與故障電弧保持漸變距離獲取電量信號(hào)g(t),通過(guò)兩個(gè)信號(hào)間的關(guān)聯(lián)程度,通過(guò)公式(3)得到表征量Φ(t),在正常狀態(tài)下其波形平滑,在故障狀態(tài)下其波形產(chǎn)生劇烈波動(dòng)。由于羅氏線圈在檢測(cè)單元中的位置限制,該方法只適合汽車靜態(tài)下的測(cè)試。
圖6雙羅氏線圈電弧故障測(cè)試系統(tǒng)
(2)頻域直流電弧故障檢測(cè)法
通過(guò)對(duì)故障電弧的回路電壓、電流數(shù)據(jù)的傅里葉變換,可以發(fā)現(xiàn)故障電弧暫態(tài)過(guò)程和穩(wěn)態(tài)過(guò)程中各頻段的幅值變化,暫態(tài)時(shí)電壓幅值增加,進(jìn)入燃弧穩(wěn)態(tài)時(shí)幅值回落,低頻段非常明顯。韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué)的GSSEO等研究了不同電壓等級(jí)下串聯(lián)、并聯(lián)和接地電弧的變化特性,得出直流系統(tǒng)電弧故障頻域分析方法,但是新能源汽車負(fù)載頻率大多較低,環(huán)境高頻噪音比較復(fù)雜,給提取電弧故障頻段帶來(lái)影響。
(3)時(shí)頻域直流電弧故障檢測(cè)法
小波變換和短時(shí)傅里葉分析等數(shù)學(xué)工具被應(yīng)用于研究直流電弧故障中。美國(guó)圣地亞哥實(shí)驗(yàn)室成員WANGZ等提出對(duì)比短時(shí)傅里葉變換與正交連續(xù)小波變換兩種方法;美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)YAOX等學(xué)者對(duì)電流信號(hào)極值差進(jìn)行3層小波包分解,利用分解后小波包系數(shù)有效值對(duì)電弧故障識(shí)別;英國(guó)諾丁漢大學(xué)CAOY等[16]學(xué)者提出將信號(hào)能量與電流信號(hào)3層小波包分解后的3層低頻信號(hào)能量的比值,作為電弧特征向量研究故障信號(hào)的時(shí)頻域方法。下面以兩層小波包分解法為例進(jìn)行說(shuō)明。
圖7兩層小波包分解法
如圖7所示,根據(jù)小波類型,利用低通濾波器h[n]2采樣得到逼近信號(hào)a,通過(guò)高通濾波器g[n]2采樣得到細(xì)節(jié)信號(hào)d,2層分解亦同,空間劃分更為細(xì)致。然后利用公式(4)的j節(jié)點(diǎn)處時(shí)間窗分解系數(shù)的方均根值,可以獲得更好的區(qū)分效果。研究者認(rèn)為,不能僅靠一次檢測(cè)結(jié)果判斷電弧故障,應(yīng)連續(xù)重復(fù)檢測(cè)多次,以避免偶然條件下的誤動(dòng)作。
式(4)中:Xj,i為節(jié)點(diǎn)j在i個(gè)時(shí)間窗下分解系數(shù)的方均根值;Kj,n為節(jié)點(diǎn)j處的n個(gè)系數(shù);N為j節(jié)點(diǎn)的全部系數(shù)個(gè)數(shù)。
4新能源汽車電弧故障模擬實(shí)驗(yàn)
4.1模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)的搭建
由于暫未出臺(tái)新能源汽車電弧故障實(shí)驗(yàn)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn),參考國(guó)內(nèi)新能源客車電氣結(jié)構(gòu)和美國(guó)電氣規(guī)范的UL1699b標(biāo)準(zhǔn)搭建電弧故障模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),如圖8所示,測(cè)試不同單一負(fù)載、復(fù)合負(fù)載下汽車電弧故障的回路電流信號(hào)和電壓信號(hào),并經(jīng)過(guò)濾波放大調(diào)理之后,分析故障電弧伏安特性和故障特征,然后識(shí)別汽車電弧故障。
圖8電弧故障模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)
4.2電弧故障模擬實(shí)驗(yàn)方案
實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)給電弧發(fā)生裝置提供12~42V的可調(diào)直流電源,把新能源汽車典型負(fù)載車燈、信號(hào)燈、動(dòng)力電池組、起動(dòng)系統(tǒng)等與電弧發(fā)生裝置串聯(lián),實(shí)驗(yàn)過(guò)程分為正常運(yùn)行和故障運(yùn)行兩種模式,每種模式下有單一串聯(lián)負(fù)載、混合并聯(lián)負(fù)載和突變負(fù)載3種類型。單一串聯(lián)負(fù)載類型較少,而混合式負(fù)載數(shù)量巨大,表1只列舉了12種單一負(fù)載和6種常見(jiàn)混合式負(fù)載,實(shí)際中的突變負(fù)載包括線路碳化、開(kāi)關(guān)燒蝕、過(guò)電壓等復(fù)雜故障。
由于電弧故障的不可預(yù)知性,將電弧故障回路電流作為比對(duì)參數(shù)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,由高頻電流互感器PA3655NL(50~500kHz)采集高頻交流分量,獲得電流信號(hào)數(shù)據(jù),然后信號(hào)調(diào)理電路濾除干擾信號(hào),接著利用采樣率可調(diào)的信號(hào)采集器PXI(1MS/s、2MS/s、250kS/s)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)負(fù)荷切換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)各種類型的切換導(dǎo)通。在60~110kHz頻段下,故障信號(hào)功率譜幅值大于正常信號(hào)值,可作為汽車直流電氣系統(tǒng)電弧故障的特征頻段,但是汽車負(fù)載固有頻率大多分布于低頻,并且攜帶較大能量和噪聲,僅靠功率譜很難識(shí)別復(fù)雜電弧故障。由于故障前后電量的突變,使得電故障電路的信號(hào)能量低于正常電路,因此考慮采用故障發(fā)生前后能量比值作為識(shí)別汽車電弧故障的特征量。
負(fù)載 類型 | 負(fù)載 | 編號(hào) | 負(fù)載類型 | 負(fù)載 | 編號(hào) | ||
正常運(yùn)行 | 故障運(yùn)行 | 正常運(yùn)行 | 故障運(yùn)行 | ||||
單一 串聯(lián) 負(fù)載 | 車燈 | A1 | B1 | 混合式 負(fù)載 | 兩車燈 | A13 | B13 |
左轉(zhuǎn)向燈 | A2 | B2 | |||||
右轉(zhuǎn)向燈 | A3 | B3 | 電機(jī)+車燈 | A14 | B14 | ||
剎車燈 | A4 | B4 | |||||
動(dòng)力電池組 | A5 | B5 | 喇叭+車燈 | A15 | B15 | ||
發(fā)電機(jī) | A6 | B6 | |||||
起動(dòng)機(jī) | A7 | B7 | 電池組+起動(dòng)機(jī) | A16 | B16 | ||
點(diǎn)火電路 | A8 | B8 | |||||
雨刮電機(jī) | A9 | B9 | 電池組+點(diǎn)火電路 | A17 | B17 | ||
車窗電機(jī)1-4 | A10 | B10 | |||||
喇叭 | A11 | B11 | 電池組+點(diǎn)火+起動(dòng)機(jī) | A18 | B18 | ||
突變負(fù)載 | 空調(diào)系統(tǒng) | A12 | B12 | ||||
串聯(lián)突變負(fù)載 | A19 | B19 | 突變負(fù)載 | 并聯(lián)突變負(fù)載 | A20 | B20 |
4.3仿真模型的建立與實(shí)例
為了判斷電弧故障的物理特性,建立優(yōu)的直流電弧故障模型,使輸出的理論波形與檢測(cè)的故障電量波形吻合,才能準(zhǔn)確檢測(cè)和識(shí)別電弧故障。Cassie電弧模型主要適用于高阻電弧仿真,改進(jìn)的Mayr電弧模型適用于低阻電弧仿真。通過(guò)能量平衡原理可以得到直流電弧故障的Cassie仿真模型,如式(5)所示。利用電弧故障模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái),分別獲得正常電流信號(hào)、串/并聯(lián)故障電弧電流信號(hào)和負(fù)載突變電流信號(hào),以小波變換之后的系數(shù)變化作為基礎(chǔ)。以5層小波包分解法為例,使用節(jié)點(diǎn)能量之比λ作為有效識(shí)別汽車電弧故障的特征量,以式(6)的2~5個(gè)節(jié)點(diǎn)間能量與1節(jié)點(diǎn)能量的比值作為特征量,設(shè)定閾值為0.001,分別計(jì)算16個(gè)周期內(nèi)的4種電流信號(hào)的特征量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖9所示,超過(guò)閾值的次數(shù)分別為0次、1次、11次和11次,在預(yù)設(shè)周期內(nèi),可以通過(guò)此仿真模型構(gòu)造的特征量識(shí)別
串、并聯(lián)和突變負(fù)載電弧故障。
圖9電弧故障的區(qū)分
式(5)~(6)中:g為電弧電導(dǎo)值;τ為時(shí)間常數(shù);u為電弧電壓;UC為電弧電壓系數(shù);λ為故障區(qū)分特征量;E為2至5節(jié)點(diǎn)間的能量之和;E1為1節(jié)點(diǎn)的能量;X1(n)為1節(jié)點(diǎn)的重建系數(shù);xr(n)為r節(jié)點(diǎn)的重建系數(shù)。
5安科瑞智慧消防云平臺(tái)
5.1平臺(tái)概述
安科瑞智慧消防云平臺(tái)依托物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI等技術(shù),對(duì)充電站配電系統(tǒng)的運(yùn)行、電能消耗、電能質(zhì)量、充電安全和行為安全進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警,為充電站的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供保障,并及時(shí)切除安全隱患、避免電氣火災(zāi)發(fā)生,從而保障人員的生命財(cái)產(chǎn)安全,打造“安全、高效、舒適、綠色"的“人—車—樁—電網(wǎng)—互聯(lián)網(wǎng)—多種增值業(yè)務(wù)"的智慧充電站,提升充電站的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
5.2適用場(chǎng)合
可廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、學(xué)校、酒店、體育場(chǎng)等公共建筑;商業(yè)廣場(chǎng)、產(chǎn)業(yè)園等綜合園區(qū);企業(yè)、住宅小區(qū)等場(chǎng)所。
5.3組網(wǎng)架構(gòu)
平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu),主要由終端感知設(shè)備、邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)和能效管理平臺(tái)層三個(gè)部分組成,詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下:
5.4參考選型
序號(hào) | 名稱 | 單位 |
1 | 智慧用電云平臺(tái) | EIOT |
2 | 電氣火災(zāi)探測(cè)器 | ARCM300系列 |
3 | 限流式保護(hù)器 | ASCP系列 |
4 | 汽車充電樁 | AEV200系列 |
6相關(guān)產(chǎn)品介紹
6.1 7KW交流充電樁AEV-AC007D
產(chǎn)品功能
(1)智能監(jiān)測(cè):充電樁智能控制器對(duì)充電樁具備測(cè)量、控制與保護(hù)的功能,如運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)、充電計(jì)量與計(jì)費(fèi)以及充電過(guò)程的聯(lián)動(dòng)控制等。
(2)智能計(jì)量:輸出配置智能電能表,進(jìn)行充電計(jì)量,具備完善的通信功能,可將計(jì)量信息通過(guò)RS485分別上傳給充電樁智能控制器和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)。
(3)云平臺(tái):具備連接云平臺(tái)的功能,可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控,財(cái)務(wù)報(bào)表分析等等。
(4)保護(hù)功能:具備防雷保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù),漏電保護(hù)和接地保護(hù)等功能。
(5)材質(zhì)可靠:保證長(zhǎng)期使用并抵御復(fù)雜天氣環(huán)境。
(6)適配車型:滿足國(guó)標(biāo)充電接口,適配所有符合GB/T20234.2-2015國(guó)標(biāo)的電動(dòng)汽車,適應(yīng)不同車型的不同功率。
(7)資產(chǎn)安全:產(chǎn)品全部由中國(guó)平安保險(xiǎn)承保,充分保障設(shè)備、車輛、人員的安全。
6.2直流充電樁系列
6.3電氣火災(zāi)探測(cè)器ARCM300-Z
序號(hào) | 名稱 | 型號(hào)、規(guī)格 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
1 | 電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置 | 三相(I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、Hz、COSφ),視在電能、四象限電能計(jì)算,單回路剩余電流監(jiān)測(cè),4路溫度監(jiān)測(cè),2路繼電器輸出,2路開(kāi)關(guān)量輸入,事件記錄,內(nèi)置時(shí)鐘,點(diǎn)陣式LCD顯示,1路獨(dú)立RS485/Modbus通訊,支持4G/NB等多種無(wú)線上傳方案,支持?jǐn)嚯妶?bào)警上傳功能。 | 只 | 1 | 安科瑞 |
6.4限流式保護(hù)器ASCP200
產(chǎn)品功能:
(1)短路保護(hù):保護(hù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用電線路電流,當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí),能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù),并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào);
(2)過(guò)載保護(hù):當(dāng)線路電流過(guò)載且持續(xù)時(shí)間超過(guò)動(dòng)作時(shí)間(3~60秒可設(shè))時(shí),保護(hù)器啟動(dòng)限流保護(hù),并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào);
(3)表內(nèi)超溫保護(hù):當(dāng)保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過(guò)高時(shí),保護(hù)器實(shí)施超溫限流保護(hù),并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào);
(4)組網(wǎng)通訊:保護(hù)器具有1路RS485接口,可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
7平臺(tái)功能
7.1登錄
7.2首頁(yè)
平臺(tái)首頁(yè)顯示充電站的位置及在線情況,統(tǒng)計(jì)充電站的充電數(shù)據(jù)
7.3實(shí)時(shí)監(jiān)控
(1)充電站監(jiān)控
可以按站點(diǎn)名稱進(jìn)行篩選,顯示站點(diǎn)詳情、充電槍列表、統(tǒng)計(jì)訂單信息、故障記錄,點(diǎn)擊某個(gè)充電槍編號(hào)后在進(jìn)入充電槍監(jiān)控頁(yè)面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器負(fù)荷(搭配ACM300T、ADW300),當(dāng)負(fù)荷超過(guò)50%時(shí),系統(tǒng)會(huì)限制新增開(kāi)始充電的充電樁的功率,降為50%,當(dāng)變壓器負(fù)荷超過(guò)80%時(shí),系統(tǒng)將不允許新增充電樁開(kāi)始充電,直到負(fù)荷下降為止。如圖所示:
統(tǒng)計(jì)當(dāng)前充電站各充電樁回路的數(shù)據(jù);通過(guò)卡片的形式展現(xiàn)充電樁的數(shù)據(jù);顯示故障列表;如圖所示:
(2)充電樁監(jiān)控
顯示充電樁充電數(shù)據(jù);顯示各回路的充電狀態(tài);可以對(duì)充電中的回路進(jìn)行手動(dòng)終止;顯示訂單信息、故障信息;如圖所示:
(3)設(shè)備監(jiān)控
顯示限流式保護(hù)器的狀態(tài),包括線路中的剩余電流、溫度及異常報(bào)警,如圖所示:
7.4故障管理
(1)故障查詢
故障查詢中記錄了登錄用戶相關(guān)聯(lián)的所有故障信息。如圖所示:
(2)故障派發(fā)
故障派發(fā)中記錄了當(dāng)前待派發(fā)的故障信息。如圖所示:
(3)故障處理
故障處理中記錄了當(dāng)前待處理的故障信息。如圖所示:
7.5能耗分析
在能耗分析中,可查看時(shí)段關(guān)聯(lián)站點(diǎn)和關(guān)聯(lián)樁的能耗信息并顯示對(duì)應(yīng)的能耗趨勢(shì)圖。如圖所示:
7.6故障分析
在故障分析中,可查看相關(guān)時(shí)間內(nèi)的故障數(shù)、故障狀態(tài)、故障類型、趨勢(shì)分析以及故障列表。如圖所示:
7.7財(cái)務(wù)報(bào)表
在財(cái)務(wù)報(bào)表中,可根據(jù)時(shí)間查看關(guān)聯(lián)站點(diǎn)的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)。如圖所示:
7.8收益查詢
在收益查詢中,可查看總的收益統(tǒng)計(jì)、收益變化曲線圖、支付占比餅圖以及實(shí)際收益報(bào)表。如圖所示:
8案例實(shí)景
9結(jié)論
為了準(zhǔn)確檢測(cè)與區(qū)分新能源汽車電弧故障,分析和研究了汽車直流系統(tǒng)的電弧故障檢測(cè)方法,并搭建了模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)。研究認(rèn)為故障電弧是引發(fā)新能源汽車發(fā)生自燃事故的首要因素,故障電弧包括單一串聯(lián)負(fù)載、混合并聯(lián)負(fù)載和突變負(fù)載3種類型。產(chǎn)生期和熄滅期的故障電弧伏安特性曲線近似直線,具備純阻性特征;持續(xù)燃燒期的故障電弧不具備阻性特征。搭建了電弧故障模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng),分析確認(rèn)使用電弧故障發(fā)生前后的能量比值作為識(shí)別電弧故障的特征量。從時(shí)域、頻域和時(shí)頻域3方面分析了直流電弧故障檢測(cè)法,建立時(shí)域Cassie直流電弧仿真模型,利用5層小波包分解技術(shù),重構(gòu)和提取了故障電弧的特征量,在檢測(cè)周期內(nèi)大于閾值的特征量區(qū)分度明顯,能有效識(shí)別故障電弧。研究結(jié)果為快速、可靠切除產(chǎn)生故障電弧的電氣系統(tǒng)組件單元,有效提高直流供電系統(tǒng)的安全性,為保障汽車電氣系統(tǒng)安全運(yùn)行提供了必要條件。
參考文獻(xiàn)
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