边缘 AI：电力电弧故障时序 & 局部放电（PD）公开/半公开资源目录
调研日期：约 2026-10-25（Asia/Shanghai）
范围：电气时序/频谱/PRPD，与视觉 PPE「电弧闪光/着装」严格分流。
方法：WebSearch / WebFetch 实证；每条含规模、模态、许可风险、链接、MCU vs 网关适合度。
用途：AFCI/AFDD、光伏直流串联电弧、GIS/电缆/发电机 PD 边缘检测选型与自采规划。
0. 边界与读法
| 本目录收录 | 本目录不收录 |
|---|---|
| 电流/电压波形、UHF/超声/HFCT 脉冲、PRPD 图、FFT/小波特征窗 | 视觉「电弧闪光」「PPE 电弧服」检测图像集 |
| UL 1699 / UL 1699B / IEC 62606 / IEC 63027 试验台数据 | 纯仿真且无噪声标定、不可复现的论文附图 |
| 厂商 Edge AI 演示波形（标明非金标准） | 已商用封闭 AFCI 固件黑盒 |
MCU 适合度：采样 ≤~250 kHz、窗长 ≤2k、二分类/轻量 CNN/FFT+MLP → Cortex-M / MSPM0 / STM32G4。
网关适合度：500 kS/s+ 原始、多通道 UHF、PRPD 图像 CNN、跨站域适应 → Jetson / RK3588 / x86 边缘网关。
采样经验法则（边缘）：家用/光伏 AFCI 常见有效信息在数 kHz～百 kHz；片上 ADC 过采样后做 RFFT/小波，比盲目追求 MHz 原始流更利于 MCU 功耗与 Flash。UHF PD（百 MHz–GHz）必须模拟前端检波/下变频后再数字化，否则「MCU 直接采 UHF」不成立。
1. 光伏/低压直流串联电弧（AFCI）公开波形
1.1 Texas A&M — Photovoltaic (PV) DC Arc Library（IEEE DataPort）
- 规模：2,352 组电弧 V/I 波形；主包约 306.67 GB（另有电极机械图/材料证书小包）
- 模态：直流电压 + 电流；UL 1699B 拉开电极法；电极几何/材料/间隙/拉开速度可变
- 许可/获取：Open Access，需 免费 IEEE 账号登录；大体积建议走 AWS 云取
- 链接：https://ieee-dataport.org/open-access/photovoltaic-pv-dc-arc-library （DOI: 10.21227/162x-cs96）
- 适合度：网关/实验室金标准库；MCU 勿整包下沉，应先切窗+降采样再训轻量模型
- 风险：体积与带宽成本高；「仅电弧签名库」对正常工况/逆变器开关噪声覆盖需自补负样本
1.2 Fraunhofer ISE — Photovoltaic DC Arc Faults Dataset（Zenodo）
- 规模：原始 .d7d（500 kS/s，I_DC / V_DUT / I_Arc / V_Arc）+ 处理后 CSV 窗；打包约 2.2 GB；覆盖 Iconst / MPP 双逆变器、150–800 V、多电流与滤波电容工况
- 模态：时序电流电压；UL 1699B / IEC 63027 试验台；窗示例：4 kS/s×62.5 ms 或 32 kS/s 小波包路径
- 许可：CC BY 4.0
- 链接：https://zenodo.org/records/14804124 （DOI: 10.5281/zenodo.14804124）；配套代码 https://github.com/aditib97/PV_Arc_Fault_Detection_ML
- 适合度：降采样后 MCU 友好；原始 500 kS/s 适合网关特征工程与域偏移研究
- 风险：硕士论文配套集，场景矩阵大但单场景时长偏短；跨厂商逆变器泛化仍需自采
1.3 Siemens 等 — Low voltage DC series arc fault（IEEE DataPort）
- 规模：约 59 MB ZIP；四变体：series/parallel × basic/load；标签 −1 正常 / 0 瞬态 / 1 电弧
- 模态：电流，16 kHz；UL 1699B 风格试验台；附 SVM/CNN 示例代码
- 许可：IEEE DataPort（登录）；Microchip 仓库提供清洗版便于复现
- 链接：https://ieee-dataport.org/documents/low-voltage-dc-series-arc-fault （DOI: 10.21227/kzr1-1w26）；清洗基线 https://github.com/MicrochipTech/ml-arc-fault-detection
- 适合度：MCU 首选入门集（窗 160 samples / 10 ms）
- 风险：原集存在 NaN/错标（社区已清洗）；低压台架 ≠ 真实光伏字符串噪声
1.4 Mackenzie — PV Inverter Input Arc-Fault Waveforms（IEEE DataPort）
- 规模：16 次实验 × 各 1,000,000 点（4 µs 间隔，约 4 s）；7 次无弧 + 9 次有弧；CSV + 示波器 PNG；约 136 MB
- 模态：逆变器输入端 DC 电流/电压（Tektronix）
- 许可：需引用 IEEE Access 文稿 + DataPort；登录下载
- 链接：https://ieee-dataport.org/documents/photovoltaic-inverter-input-arc-fault-and-normal-operation-waveforms-dataset-0 （DOI: 10.21227/wzfe-7973）
- 适合度：网关瞬态分析；再窗化后可 MCU
- 相关衍生：同作者线 FFT 特征集 DOI 10.21227/v16h-8c15（约 1.2M 窗、204 维特征，强调亚毫秒推理）
1.5 仿真负样本（非金标准）— PV DC Series Arc Simulation（DANS）
- 规模：多 CSV；Simulink 四串 boost，PWM 64 kHz，注入 10–50 kHz 带限高斯噪声模拟电弧
- 链接：https://doi.org/10.17632/pd93m3c4rz.1
- 适合度：算法 sanity check；禁止当作现场金标准
2. 交流电弧 / 家用 AFDD / 开关类
2.1 Intever IAED — Arcing Event Detection（IEEE DataPort + GitHub）
- 规模：约 391 MB；双采样路径 10 kHz（16-bit） 与 64 kHz（12-bit）；单负载/多负载家电；时间戳标注起弧/熄弧
- 模态：交流 V/I 时序（烤箱、微波炉等）
- 许可：IEEE DataPort 公开下载意图；GitHub 复刻说明
- 链接：https://ieee-dataport.org/documents/intever-public-database-arcing-event-detection-iaed （DOI: 10.21227/j9eg-mz75）；https://github.com/inteverdata/IAED
- 适合度：64 kHz 路径可压到 MCU；多负载混淆适合网关做负载识别+电弧联合
- 风险：实验室室温台架；与 UL 1699 碳化路径法细节需对照论文
2.2 家用串联电弧 + 电器分类（Zenodo，Schweitzer / Ferracuti 线）
- 规模：230 V / 50 Hz，1 Ms/s 线电流 + 电弧电压；碳化路径（UL 1699 / IEC 62606）与电极开合两法；MATLAB 格式
- 许可：相关代码包标 CC BY 4.0（如 https://zenodo.org/records/15279701）
- 链接：数据描述 DOI 10.5281/zenodo.5501527
- 适合度：原始 1 Ms/s → 网关；下采到 100–250 kHz 后可 MCU
- 风险：欧洲 50 Hz 家电谱与北美 60 Hz/国内负载差异大
2.3 航空频 / 端子松动交流弧（Zenodo）
- 示例：115 V–400 Hz 端子排电弧、230 V–400 Hz 电阻负载电弧签名库（DOI 如 10.5281/zenodo.10246364、10.5281/zenodo.5503453）
- 适合度：特殊电网（航空、变频）；民用 AFDD 勿直接搬用
- 开关电弧金标准：公开缺口大——断路器分断/接触器开关瞬态多为厂商封闭或 EMT 仿真（如 PROTECT-90 属保护系统故障仿真，不是 AFCI 电弧集）
2.4 交流与开关类小结
民用 AFDD 公开数据仍呈「碎片化」：IAED 偏中等采样与家电矩阵，欧系 1 Ms/s 集偏标准试验法但负载族有限，TI/ST 演示集强调片上流水线而非工况完备。开关电弧（断路器分断、接触器电弧、继电器抖动）与「故障串联电弧」频谱不同，公开标注几乎缺位；若产品要抑制分合闸误报，只能自采「操作瞬态」负类，不可指望现有 AFCI 正样本库覆盖。航空 400 Hz 端子弧库仅作谱形参考，移植到 50 Hz 配网前必须重标定阈值与阈值分辨率。
3. 局部放电（PD）：UHF / 超声 / 电流脉冲 / PRPD
3.1 GIS 电/磁传感器 PD vs 干扰（Zenodo）
- 规模：约 49.2 MB；Tek .wfm；含 cavity / corona / surface / jumper / fast-pulse 及电机、阶跃等干扰
- 模态：UHF 电/磁同步波形（约 250–400 MHz 带宽记录语境）
- 许可：CC BY 4.0
- 链接：https://zenodo.org/records/10805482 （DOI: 10.5281/zenodo.10805482）
- 适合度：网关/工控机（UHF 前端 + 脉冲分类）；MCU 仅适合阈值后的峰/能量特征
- 价值：少见的「PD vs 外部干扰」成对数据，边缘误报抑制关键
3.2 VSB Power Line Fault Detection（Kaggle 竞赛）
- 规模：训练 8,712 / 测试 20,337 三相信号；每信号 800,000 点 / 一工频周期（~40 MHz 等效采样）
- 模态：架空线三相电压波形中的 局部放电脉冲（竞赛任务：有/无故障）
- 许可：Kaggle 竞赛条款（非商业再分发常受限）
- 链接：https://www.kaggle.com/competitions/vsb-power-line-fault-detection
- 适合度：网关/云端；MCU 不现实（需强特征压缩或片上触发）
- 风险：竞赛标签噪声已知；与 GIS/电缆 HFCT 传感通道不共享
3.3 发电机 PRPD 图像（Mendeley / Data in Brief）
- 规模：约 950 张 PNG PRPD（570×440）；corona / internal / surface / noise；含真实、仿真与增强
- 模态：PRPD 图像（非原始脉冲）
- 许可：Mendeley Data（查版本页；论文 Data in Brief 2023）
- 链接：https://data.mendeley.com/datasets/xz4xhrc4yr/8 （DOI: 10.17632/xz4xhrc4yr.8）
- 适合度：网关轻量 CNN / MCU 上 int8 小 CNN（图像已压缩）
- 风险：增强样本占比需拆分，避免虚高准确率
3.4 油纸绝缘 run-to-failure（Zenodo，2026-10）
- 规模：32 试件至击穿；约 113,090 窗；每窗 81 维特征 + PRPD PNG + 64×64 灰度包；无原始脉冲
- 模态：特征序列 + PRPD 图像 + RUL 标签
- 链接：DOI 10.5281/zenodo.23426112
- 适合度：寿命/趋势模型（网关）；MCU 可用 81 维特征子集
- 风险：实验室腔体缺陷 ≠ 现场电缆接头；许可以 Zenodo Rights 栏为准
3.5 RF PD（Strathclyde / Doble PDS200）
- 规模：约 9–10 MB CSV/ZIP；频域谱 + 时间分辨 + hit-level；多空间区与天线配置
- 许可：CC BY 4.0
- 链接：University of Strathclyde Pure 数据集页（「Radio Frequency-Based Partial Discharge Dataset…」）
- 适合度：网关 RF 分类；MCU 需频谱峰值特征
3.6 超声 PD / 绝缘子
- HHT-DB（GitHub）：变电站现场超声异频转换、音频、热像、报告（巴西 69/138/230 kV）；https://github.com/LFFreitas-Gutierres/HHT-DB — 案例少、现场噪声真实，适合少样本迁移，不适合大规模监督
- InsulatorClassificationUltrasound（GitHub）：实验室 13.8 kV 级绝缘子 5 工况超声，各约 10 万点；https://github.com/SFStefenon/InsulatorClassificationUltrasound — MCU 可做时频特征，类别覆盖窄
4. 厂商演示级样本（非金标准，明示）
| 来源 | 内容摘要 | 链接 | 许可/风险 | 适合度 |
|---|---|---|---|---|
| ST NanoEdge AI Studio 演示「Arc fault classification」 | 约 1000 正常 + 1000 电弧；2048 点 @ 150 kHz；案例称 100% / 16.7 KB RAM | https://www.st.com/…/direct-current-arc-faults-detection.html ；Studio 内置 demo | 演示板自采；不可当跨产品金标准 | MCU（STM32G4） |
ST stm32ai-modelzoo afd_test_bench |
7000 波，1024 点 @ 125 kHz；5k/1k/1k 划分；st_conv 时/频 1/4 通道 | https://github.com/STMicroelectronics/stm32ai-modelzoo-services/tree/main/arc_fault_detection | ST 许可；台架二分类过干净 | MCU 流水线模板 |
| TI TinyML ModelZoo AC Arc Fault | ac_arc_fault_log300.zip：每类 100+ 捕获（正常/电弧/掩蔽负载）；512@~107 kSps → RFFT→32 特征×8 帧 |
https://software-dl.ti.com/C2000/esd/mcu_ai/datasets/ac_arc_fault_log300.zip ；TIDA-010971 | TI 示例数据；UL 1699 合规需自证 | MSPM0G5187 NPU |
| Microchip ml-arc-fault-detection | 基于 Siemens IEEE 低压 DC 集的清洗与基线模型 | https://github.com/MicrochipTech/ml-arc-fault-detection | 依赖 IEEE 源数据条款 | MCU 教学 |
统一警告：厂商集在固定 AFE、固定负载族、固定起弧器上可达「论文级准确率」；换 CT/Rogowski、换逆变器开关频率、换现场 EMI 后性能断崖——必须自采校准集。
5. 诚实缺口（2026-10 视角）
- 现场金标准极少：公开集几乎全是实验室拉开电极/碳化路径；真实老化接头、潮湿爬电、动物啃咬的长时现场标注近乎空白。
- 交流家用 AFDD 公开量远小于光伏 DC；中国 220 V / 50 Hz + 国产家电组合无成套开放库。
- 开关电弧 / 断路器分断：无可用大规模公开标注集。
- PD 原始脉冲：UHF/HFCT 连续原始流极少；多为 PRPD 图或竞赛压缩波形；GIS 干扰成对数据仅零星 Zenodo。
- 跨传感通道迁移：电流脉冲 ↔ UHF ↔ 超声几乎无对齐公开多模态集。
- 许可摩擦：IEEE DataPort 需登录；Kaggle 竞赛再分发受限；大 GB 级包（TAMU 306 GB）边缘团队难完整复现。
- 与视觉「arc」混淆：检索「arc fault dataset」常混入 PPE/电弧闪光图像——部署时务必分仓。
- 标签粒度粗：多数集仅「有弧/无弧」或「有 PD/无 PD」，缺少起弧能量、间隙、电极材料、负载功率等元数据对齐，导致难做条件生成与不确定性估计。
- 长时间连续监测空白：公开集多为秒级至数十秒触发窗，缺少小时–天级背景流，无法直接训练「缓变老化」或夜间低负载误报模型。
6. 边缘落地替代路径（自采 + 少样本）
6.1 AFCI/AFDD（MCU 为主）
- 硬件：按目标标准搭试验台（PV→UL 1699B/IEC 63027；家用→UL 1699/IEC 62606）；AFE 与量产 CT/Rogowski 同型号。
- 公开集只做预训练/结构搜索：Fraunhofer/Siemens/IAED → 迁移；负样本必须含：逆变器 MPPT 扰动、电机启动、调光器、开关电源、并网谐波。
- 少样本：NanoEdge 类 AutoML / 原型网络 / 频域手工特征 + 小 MLP；片上持续学习仅收「确认误报」窗。
- 验收：标准规定时限内检出 + 掩蔽负载误报率；勿用公开集准确率对外宣传合规。
6.2 PD（网关为主，MCU 做触发）
- MCU/FPGA：脉冲触发、峰值、上升时间、相位桶计数 → 上传短窗或 PRPD 直方图。
- 网关：PRPD CNN（Mendeley/OIP 图预训）+ GIS 干扰集做对抗/难例挖掘。
- 自采：在目标间隔/电缆接头用同一 UHF/HFCT/超声探头；标签用专家 PRPD 解读 + 必要时停电验证。
- 少样本：以公开 PRPD 为源域，现场 50–200 张目标域校正；超声走 HHT-DB 风格案例库 + 异频转换一致性。
6.3 推荐最小可行栈
| 场景 | 公开起步 | 自采重点 | 芯片位 |
|---|---|---|---|
| 户用/工商业光伏 DC AFCI | Fraunhofer Zenodo + Siemens 16 kHz | 本逆变器全工况负样本 | STM32G4 / MSPM0 / 逆变器主控 |
| 家用 AFDD | IAED + TI log300（演示） | 本地家电掩蔽矩阵 | MSPM0 / Cortex-M + Rogowski AFE |
| GIS/开关柜 PD | Zenodo GIS UHF + Mendeley PRPD | 本站干扰指纹 | 网关（RK/Jetson）+ MCU 触发 |
| 电缆/油纸趋势 | OIP run-to-failure 特征 | 接头温度/负荷并行 | 网关时序模型 |
7. 速查表（精选）
| ID | 名称 | 类型 | 规模量级 | 许可要点 | MCU | 网关 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| A1 | TAMU PV DC Arc Library | DC 弧 V/I | 2352 组 / 307 GB | IEEE 登录 OA | △切窗 | ● |
| A2 | Fraunhofer PV Arc Zenodo | DC 弧 500 kS/s | ~2.2 GB | CC BY 4.0 | ●降采 | ● |
| A3 | Siemens LV DC Arc | DC 电流 16 kHz | ~59 MB | IEEE + 清洗仓 | ● | ○ |
| A4 | Mackenzie PV Inverter Input | DC V/I 示波 | 16×1e6 | IEEE 引用 | ○ | ● |
| A5 | Intever IAED | AC 家用 V/I | ~391 MB | IEEE/GitHub | ● | ● |
| A6 | Zenodo 家用 1 Ms/s | AC 串联弧 | 论文配套 | CC BY 系 | △ | ● |
| P1 | GIS PD/Interference | UHF .wfm | 49 MB | CC BY 4.0 | △特征 | ● |
| P2 | VSB Kaggle | 线电压 PD | ~29k 信号 | 竞赛条款 | × | ● |
| P3 | Mendeley 发电机 PRPD | PRPD 图 | ~950 | Mendeley | ○小CNN | ● |
| P4 | OIP run-to-failure | 特征+PRPD | 11 万窗 | Zenodo | ○特征 | ● |
| V1 | ST afd_test_bench / NanoEdge | 演示 DC | 2k–7k 波 | ST | ● | ○ |
| V2 | TI ac_arc_fault_log300 | 演示 AC | 数百捕获 | TI | ● | ○ |
（●适合 ○勉强 △需加工 ×不适合）
8. 继续深挖建议
- IEEE DataPort 关键词扫仓：
AFCIAFDDseries arcpartial dischargePRPDUHF GIS——按 2024–2026 上传排序，抓新增小包。 - CIGRE / 国网科报附图数据：多数半公开，需邮件申请；建立「申请状态」台账。
- HFCT 电缆接头 PD：专门搜
HFCT partial discharge datasetcable joint PD open data——当前目录仍薄。 - 并网逆变器开关噪声专库：作为 AFCI 负样本工程集（可自建并开源）。
- 多模态对齐试点：同一次起弧同时录电流 + UHF + 超声，哪怕 20 次，对边缘融合价值高于再下一万同类电流窗。
- 许可法务：量产前由法务复核 IEEE DataPort、Kaggle、ST/TI 示例数据的再分发与嵌入式分发条款。
- 下一轮目录候选：变压器振动/声纹与 PD 联合；开关柜红外+UHF 多模态；电动车 DC 快充电弧。
本稿为边缘 AI 行业调研系列之一；与视觉 PPE「arc」、表计读数、电力红外目录分仓维护。实证链接以 2026-10-25 可访问状态为准，下载前请复核 DOI/许可页。