一种双向二极管-夹夹路电路范式，用于电气短路的时间分辨测量
系统与控制
2025-12-30 v2 系统与控制
仪器与探测器
摘要
传统电气故障模型依赖静态阈值和瞬时跳闸机制，无法捕捉真实故障的时间演化动态，制造了现代电力系统的脆弱性。本文引入一种二极管夹夹路电路架构，重新构想短路作为受控、持续的过程，并建立了物理一致的测量系统。Arduino 基座数据采集系统记录了多个输入电压和持续时间下的持续故障演化。10ms、50ms 和 100ms 的多分辨率采样，使我们能够高保真捕捉瞬态和持续状态动态。夹 clamped 机制将电路限制在有界区间，从而实现可重复观察。实验结果给出电压、电流和电阻的明确可测最小值和最大值，经验上驳斥了瞬时、无界电流的经典假设。新引入的指标量化了该性能：维持到电容能量比 (SCER ~1.53×10^12) 证明故障能量来源于持续动态而非瞬态放电。维持故障效率 (SFE>1) 显示受控故障功率可超过 nominal 运行功率。这项工作提供了第一个完全验证的短路定量化系统，为下一代电池管理、自适应电网保护和容错电子器件提供实证数据。
引用
@article{arxiv.2512.00959,
title = {A Bidirectional Diode-Clamp Circuit Paradigm for Time-Resolved Measurement of Electrical Short-Circuits},
author = {Alex Mwololo Kimuya and Dickson Mwenda Kinyua},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.00959},
year = {2025}
}
备注
123 pages, 22 Figures