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摘要
电弧间歇性重燃是配电网单相接地故障最显著的特征。现有的电弧模型甚少考虑电弧间歇性重燃特性，导致无法精确描述断续弧光接地特征，进而影响继电保护动作。为此，论文提出一种间歇性重燃电弧模型的建立方法，并在此基础上对断续弧光接地故障特征进行了分析。弧道阻抗的随机变化是电弧间歇性重燃的重要标志，故论文重点围绕弧道阻抗变化的随机性和重燃时间间隔的随机性开展间歇性重燃电弧模型的研究。黑盒电弧模型中，Cassie-Mayr联合模型能完整的描述电弧电流从大电流到小电流的变化过程，但存在从大电流变化为小电流的判据模糊，转换过程突变的问题。为此，论文通过引入连续过渡函数解决上述问题。同时，为描述弧道电阻的变化特性，利用Fermi函数对联合模型中Mayr模型和Cassie模型进行权重分配。以改进的Cassie-Mayr单次燃弧模型为基础，根据工频熄弧理论，通过设置燃弧时间长短表征间歇性重燃的随机性，从而建立了间歇性重燃电弧模型。利用该模型，对典型10kV配电网单辐射型网架结构的接地故障进行模拟仿真，采用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform， FFT)和小波包分析提取了不同条件下故障电压、电流、高次谐波、零序分量以及频率分布等故障特征。研究结果表明：改进后Cassie-Mayr联合模型不但解决了电弧电流从大电流到小电流的转换突变问题，且不同模型权重占比的分配更能准确的表征实际燃弧弧道阻抗变化的随机性；通过设置电弧燃弧时间长短，准确的描述间歇性重燃的随机性；电弧断续时刻为非整数周期下的过电压、过电流幅值高于整数周期；电缆线路增大了故障线路电流，过电流可达3.81p.u.～7.20p.u.，不利于熄弧；大电流系统故障相零序电流主频在0～400Hz，小电流系统故障相零序电流主频在1200～1600Hz。
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