弧光接地故障模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种弧光接地故障模拟装置，包括依次连接的工频降压单元将单相工频电压降压转换成正弦波信号；工频信号处理单元识别出正弦波信号的零点时刻，并在每个零点时刻进行延时Δt后输出一个延时脉冲信号；高频脉冲发生单元用于将延时脉冲信号转化成高压高频脉冲信号；高频脉冲点火单元用于将高压高频脉冲信号耦合到两个放电半球球隙之间，在放电半球和放电电极之间产生电压差，并发生放电现象，产生电弧。在整个工作过程中信号传输准确稳定、抗电磁干扰能力强，反应迅速，从零点时刻至建立弧光时间精准稳定，控制延时时长连续可调；各个单元相对独立，运行稳定，抗干扰能力强。强。强。

【技术实现步骤摘要】
弧光接地故障模拟装置


[0001]本技术属于用于电气领域，具体涉及一种弧光接地故障模拟装置。

技术介绍

[0002]据统计，单相接地故障占电网故障的80％，其中弧光接地占相当大的比例。近年来随着电力电缆在35kV及10kV系统中的大量运用，出现了一些新的问题。系统电容电流越来越大，在发生单相接地时电弧难以熄灭，发生弧光接地的可能性增加。与架空线不同，电缆发生单相接地故障的类型多为永久性故障，若电缆发生弧光接地故障未及时采取措施，电弧易导致相间短路，从而引发故障的扩大。目前，一般采用真型/模拟线路或者平台，开展配电网单相接地故障辨识、处理策略研究，其中单相接地故障模拟装置则是必不可少的试验模块。

技术实现思路

[0003]本技术的目的就是针对上述技术的不足，提供一种弧光接地故障模拟装置，保证了弧光产生时刻在周期内连续可调、产生弧光的脉宽连续可调，同时降低了投资运行成本。
[0004]为实现上述目的，本技术所设计的弧光接地故障模拟装置，包括依次连接的工频降压单元、工频信号处理单元、高频脉冲发生单元及高频脉冲点火单元；
[0005]工频降压单元，将单相工频电压降压转换成正弦波信号，正弦波信号的频率与工频电压压的频率一致；
[0006]工频信号处理单元，识别出正弦波信号的零点时刻，并在每个零点时刻进行延时Δt后输出一个延时脉冲信号；
[0007]高频脉冲发生单元，用于将延时脉冲信号的高电平信号的时长转换成同等时长的高频脉冲电压群；高频脉冲电压群的电流经过高频变压器原边线圈后回地，高频变压器副边线圈一端接地、另一端产生高压脉冲信号，高压脉冲信号经过副边线圈升压后输出高压高频脉冲信号；
[0008]高频脉冲点火单元，用于将高压高频脉冲信号耦合到两个放电半球球隙之间，在放电半球和放电电极之间产生电压差，并发生放电现象，产生电弧；当球隙间的工频电压降低至零点时刻或者零点时刻之前自动熄弧。
[0009]进一步地，所述工频信号处理单元包括依次串联的工频信号采集单元、波形处理单元、零点检测单元及延时处理单元；
[0010]工频信号采集单元，用于采集正弦波信号，并将隔离滤波后的正弦波信号输出到波形处理单元；
[0011]波形处理单元，将接收到的正弦波信号转换成频率与正弦波信号频率一致的方波信号，且方波信号的脉宽时间等于正弦波信号正半周期的时间，其中，方波信号的上升沿时刻为正弦波信号的零点时刻，同时将方波信号经过非门电路反转得到方向方波信号，反向
方波信号的上升沿时刻为正弦波信号负半周期的零点时刻；
[0012]零点检测单元，用于将波形处理单元输出的方波信号上升沿波形和反向方波信号上升沿波形进行合并得到一路间隔为正弦波信号零点时刻对应的零点脉冲信号，零点脉冲信号的每一个脉冲对应的正弦波信号在零点时刻，且零点脉冲信号的每一个上升沿驱动延时处理单元工作一次；
[0013]延时处理单元，用于将零点脉冲信号的每一个脉冲进行延时Δt得到延时脉冲，并调整延时脉冲的脉冲宽度T，延时Δt后且脉冲宽度T的延时脉冲与脉冲进行逻辑与运算即得到正弦波信号的延时脉冲信号。
[0014]进一步地，所述延时时间Δt与脉冲宽度T之和小于正弦波的半个周期。
[0015]进一步地，所述放电半球与放电电极之间使用绝缘套管隔开，放电半球后端通过电阻与放电电极相连。
[0016]本技术与现有技术相比，具有以下优点：本技术弧光接地故障模拟装置，在整个工作过程中信号传输准确稳定、抗电磁干扰能力强，反应迅速，从零点时刻至建立弧光时间精准稳定，控制延时时长连续可调；各个单元相对独立，运行稳定，抗干扰能力强。
附图说明
[0017]图1为本技术弧光接地故障模拟装置的流程框图；
[0018]图2为图1中正弦波信号转方波信号原理示意图；
[0019]图3为图1中零点检测和延时功能原理示意图；
[0020]图4为图1中高频升压单元原理图；
[0021]图5为图1中高频脉冲点火单元原理图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明。
[0023]如图1所示弧光接地故障模拟装置，包括依次连接的工频降压单元、工频信号处理单元、高频脉冲发生单元及高频脉冲点火单元。
[0024]工频降压单元，利用降压变压器或者电阻分压器，将单相工频高压(10kV)转换成低压的正弦波信号，正弦波信号的频率与工频高压的频率一致；
[0025]工频信号处理单元，识别出正弦波信号的零点时刻，并在每个零点时刻进行延时Δt后输出一个延时脉冲信号；延时时间Δt可根据实际需求调整，脉冲宽度同样可以进行调整；
[0026]其中，工频信号处理单元包括依次串联的工频信号采集单元、波形处理单元、零点检测单元及延时处理单元；
[0027]工频信号采集单元，用于采集正弦波信号，并将隔离滤波后的正弦波信号输出到波形处理单元；
[0028]波形处理单元，将接收到的正弦波信号转换成频率与正弦波信号频率一致的方波信号，且方波信号的脉宽时间等于正弦波信号正半周期的时间，其中，方波信号的上升沿时刻为正弦波信号的零点时刻，同时将方波信号经过非门电路反转得到方向方波信号，反向方波信号的上升沿时刻为正弦波信号负半周期的零点时刻；
[0029]零点检测单元，用于将波形处理单元输出的方波信号上升沿波形和反向方波信号上升沿波形进行合并得到一路间隔为正弦波信号零点时刻对应的零点脉冲信号，零点脉冲信号的每一个脉冲对应的正弦波信号在零点时刻，且零点脉冲信号的每一个上升沿驱动延时处理单元工作一次；
[0030]延时处理单元，用于将零点脉冲信号的每一个脉冲进行延时Δt得到延时脉冲，并调整延时脉冲的脉冲宽度T，延时Δt后且脉冲宽度T的延时脉冲与脉冲进行逻辑与运算即得到正弦波信号的延时脉冲信号；
[0031]高频脉冲发生单元，用于将延时处理单元输出的延时脉冲信号的高电平信号的时长转换成同等时长的高频脉冲电压群；然后高频脉冲电压群的电流经过高频变压器原边线圈后回地，高频变压器副边线圈一端接地、另一端产生高压脉冲信号，高压脉冲信号经过副边线圈升压后输出高压高频脉冲信号；
[0032]高频脉冲点火单元，用于将高压高频脉冲信号耦合到两个放电半球球隙之间，在放电半球和放电电极之间产生电压差，并发生放电现象，产生电弧；当球隙间的工频电压降低至零点时刻或者零点时刻之前，电压已经不满足燃弧条件时，自动熄弧。本实施例中，放电半球与放电电极之间使用绝缘套管隔开，放电半球后端使用电阻R3与放电电极相连。
[0033]结合图2所示，隔离滤波后输出的低压正弦波信号经过电阻接入比较器LM393N的3引脚，GND与比较器LM393N的2引脚连接，当隔离滤波后的低压正弦波信号在正半周期时，电位高于2引脚的GND，比较器LM393N的1引脚输出高电平；当隔离滤波后的低压正弦波信号在负半周期时，电位低于2引脚的GND，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弧光接地故障模拟装置，其特征在于：包括依次连接的工频降压单元、工频信号处理单元、高频脉冲发生单元及高频脉冲点火单元；工频降压单元，将单相工频电压降压转换成正弦波信号，正弦波信号的频率与工频电压压的频率一致；工频信号处理单元，识别出正弦波信号的零点时刻，并在每个零点时刻进行延时Δt后输出一个延时脉冲信号；高频脉冲发生单元，用于将延时脉冲信号的高电平信号的时长转换成同等时长的高频脉冲电压群；高频脉冲电压群的电流经过高频变压器原边线圈后回地，高频变压器副边线圈一端接地、另一端产生高压脉冲信号，高压脉冲信号经过副边线圈升压后输出高压高频脉冲信号；高频脉冲点火单元，用于将高压高频脉冲信号耦合到两个放电半球球隙之间，在放电半球和放电电极之间产生电压差，并发生放电现象，产生电弧；当球隙间的工频电压降低至零点时刻或者零点时刻之前自动熄弧。2.根据权利要求1所述弧光接地故障模拟装置，其特征在于：所述工频信号处理单元包括依次串联的工频信号采集单元、波形处理单元、零点检测单元及延时处理单元；工频信号采集单元，用于采集正弦波信号，并将隔离滤波后的正弦波信号输出到波形处理单...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，齐小军，冯山，
申请(专利权)人：武汉水院电气有限责任公司，
类型：新型
国别省市：