摘要：直流供电具有节省空间资源，提高能源效率，以及便于接入储能设备等优点，广泛应用于航空航天，电动汽车，太阳能发电等新能源系统中。在直流电源系统中，受环境及运行条件的影响，震动导致金属接头松动，线路绝缘老化，发生接地等故障时都可能引发直流电弧。随和直流供电系统应用范围的扩大，电源电压水平也提高到数百伏，如太阳能电池板逆变器或直流母线的工作电压通常为几百伏，电动汽车的内部直流电机额定电压可达650 V。随着电压的增加，DC系统中电弧故障的可能性大大增加。随着电压的升高，直流系统发生电弧故障的可能性也大大提高。直流电弧很难熄灭，因为其电流不过零点。如果直流电弧发生在元件内部紧凑的电路中，甚至会发生爆炸，严重影响设备和财产安全。因此能分析直流电弧特性，从而能提出检测电弧的有效方法，对及时切断电弧故障，提高直流电路稳定性具有重大意义。

本课题基于电弧的产生机理及电磁信号特征设计了一款检测电路。本课题通过三阶分形天线采集电弧电磁辐射信号。根据已有文献的研究，电弧电磁辐射的频带集中在十几MHz，我们对采集的电磁辐射进行滤波，去除杂声，并且进行放大处理，经过滤波器观察图像。并且绘制图像完成最终检测。

本系统经过多次测试使用，实践证明，该测试系统能够准确、快速、安全的完成对电弧的检测。该测试系统可以极大的减少安全事故，提高生产效率，同时将测得的电磁辐射实时的显示出来，并且保存数据，具有很好的应用前景。

关键词：分形天线  滤波器  放大器  示波器  检测电路  Origin Pro

目录

摘要

Abstract

1.绪论-1

1.1课题研究的背景和意义-1

1.2国内外的研究现状-1

1.3主要研究内容-2

1.4论文主要章节安排-3

2.检测电路总体设计方案-5

2.1检测电路设计的需求分析-5

2.2硬件设计方案-5

2.2.1系统总体方案-5

2.2.2检测传感器-6

2.2.3运算放大器-7

2.2.4检测滤波器-7

2.3实验环境介绍-7

2.3.1直流脉冲信号发生源-7

2.3.2信号采集单元-8

2.3.3信号发生器-9

3.检测用天线传感器的设计-11

3.1天线传感器的选型-11

3.2传感器的仿真设计-11

3.3传感器的制作及测试-12

4.信号调理单元选型设计-14

4.1运算放大器-14

4.1.1运算放大器的选型设计-14

4.1.2运算放大器的测试-14

4.2检测滤波器-16

4.2.1检测滤波器的选型设计-16

4.2.2检测滤波器的测试-17

5.测试及分析-19

5.1测试环境介绍-19

5.2高压直流模块脉冲放电检测-19

5.2.1不同放电电压对电弧电磁辐射的影响-20

5.2.2两极间距离对电弧电磁辐射的影响-26

5.3不同类型放电-31

5.4数据分析与结论-33

6.总结与展望-34

6.1总结-34

6.2对社会的影响-35

6.3展望-35

参考文献-36

致    谢-37