张 海，刘宗杰，吴泳恩，韩建伟，秦 昆

（国网山东省电力公司济宁供电公司，山东 济宁 272000）

0 引言

直流供电系统具有效率高、易连接等优点，广泛应用在航空航天、船舶、电动汽车、光伏发电和电网储能等领域。供电线路长期运行过程中易出现导体断线、绝缘破裂、连接端子松动等问题，进而会产生直流电弧［1-2］。直流电弧温度很高且不易熄灭，其持续燃烧极易引发电气火灾。根据直流电弧故障在系统中发生的位置，可将其分为并联电弧故障和串联电弧故障，当发生并联电弧故障时，类似短路故障，回路电流会显著增大，传统过流保护装置能够识别并切断该类故障；当发生串联电弧故障时，由于电弧电阻的存在，回路电流会低于正常运行电流，此时传统的保护装置无法识别检测到串联电弧故障［3］。

针对上述直流串联电弧故障检测困难的问题，国内外学者从不同角度提出多种检测方法。利用电弧故障发生时的弧声信号、电磁辐射信号等进行故障检测时非常依赖传感器的安装位置和灵敏度，且容易受到周围环境的干扰［4-5］。电弧故障发生时会在电弧电压、电弧电流波形中引入高频分量，该故障特征受到广泛关注，并且基于该故障特征多位学者提出许多检测方法［6-10］。但是，高频特征作为直流串联故障电弧重要的故障特征，其产生的机理尚不明确。仅依靠实验难以深入分析故障特征变化机理，建立电弧模型成为一种深入研究电弧特性的有效手段。……