【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及串联电弧故障模拟，特别是涉及一种交流线路串联电弧故障模拟装置及方法。
技术介绍
1、电气火灾发生的一个重要原因是线路产生故障电弧。线路绝缘老化、接触不良易引起线路发生串联电弧故障，电弧中心温度高达5000～15000℃，易引燃周围可燃物品，导致发生电气火灾事故，影响配电网络安全可靠运行。串联电弧是引发电气火灾的主要原因之一，研究如何及时检测故障电弧、如何模拟交流线路串联电弧故障，以及研制故障电弧保护开关对保障配电网络安全可靠运行都具有重要意义。
2、为了更好地预防交流线路串联电弧故障引起的电气火灾的发生，诸多科研人员致力于交流线路串联电弧发生机理的研究。当前大多数研究方法虽然能够准确辨识部分工况下的串联故障电弧，但仍存在适用范围窄和不易工程实现的问题，且针对故障电弧物理特性的研究较少，无法构建燃弧物理现象与电信号变化特征之间的关联。因此，交流线路串联电弧火灾研究可进一步通过交流线路串联电弧故障模拟实验展开，但是针对目前已有的电气火灾故障模拟装置而言，无法更好地适应实验需求，这对实验结果的精确度和可靠度产生极大地影响。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种交流线路串联电弧故障模拟装置及方法，能够有效提高串联电弧故障模拟的真实性和可信度。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种交流线路串联电弧故障模拟装置，包括：开关、第一电压传感器、第一电流传感器、串联电弧故障发生器、第二电压传感器、第二电流传感器、电子负载、
4、所述开关的输入端分别通过第一电线和第二电线与交流220v电连接；所述开关的输出端通过第三电线与所述电子负载的输入端电连接；所述开关的输出端通过第四电线与所述串联电弧故障发生器的输入端电连接；所述串联电弧故障发生器的输出端通过第五电线与所述电子负载的输入端电连接；所述第一电压传感器与所述第三电线和所述第四电线并联；所述第一电流传感器被所述第四电线穿过；所述第二电压传感器与所述第三电线和所述第五电线并联；所述第二电流传感器被所述第五电线穿过；所述第一电压传感器、所述第一电流传感器、所述第二电压传感器、所述第二电流传感器以及所述串联电弧故障发生器均与所述信号采集器电连接；所述信号采集器与所述数据发送模块电连接；所述数据发送模块与所述数据接收模块通信连接；所述数据接收模块与所述上位机电连接；所述上位机分别与所述串联电弧故障发生器以及所述电子负载电连接，用于控制所述串联电弧故障发生器和所述电子负载工作。
5、可选地，所述串联电弧故障发生器包括：屏蔽罩、平头金属插件、尖头金属插件、第一绝缘立柱、第二绝缘立柱、电机滑台、控制器以及温度采集模块；
6、所述平头金属插件、所述尖头金属插件、所述第一绝缘立柱、所述第二绝缘立柱、所述电机滑台、所述控制器和所述温度采集模块均置于所述屏蔽罩内；
7、所述平头金属插件与所述第四电线电连接；所述尖头金属插件与所述第五电线电连接；所述平头金属插件固定于所述第一绝缘立柱上端，所述第一绝缘立柱下端固定于所述屏蔽罩底部；所述尖头金属插件固定于所述第二绝缘立柱上端，所述第二绝缘立柱下端固定于所述电机滑台上；所述控制器与所述电机滑台电连接，所述控制器用于控制电机滑台左右移动，从而带动所述尖头金属插件左右移动；所述控制器与所述上位机电连接；所述温度采集模块固定于所述屏蔽罩的内壁上方；所述温度采集模块与所述信号采集器电连接。
8、可选地，所述信号采集器包括：电池、供电电路、滤波电路、电平转换电路、第一接口以及第二接口；
9、所述电池与所述供电电路的输入端电连接；所述供电电路的输出端分别与所述滤波电路以及所述电平转换电路电连接；
10、所述第一接口的输入端分别与所述第一电压传感器、所述第一电流传感器、所述第二电压传感器、所述第二电流传感器和所述温度采集模块电连接；所述第一接口的输出端与所述滤波电路的输入端电连接；所述滤波电路的输出端与所述电平转换电路的输入端电连接；所述第二接口的输入端与所述电平转换电路的输出端电连接；所述第二接口的输出端与所述数据发送模块电连接。
11、可选地，所述数据发送模块和所述数据接收模块均为无线模块。
12、可选地，所述温度采集模块的测温方式为无线测温方式。
13、可选地，所述屏蔽罩材料为绝缘防爆材料。
14、一种交流线路串联电弧故障模拟方法，应用于所述的交流线路串联电弧故障模拟装置，包括：
15、通过上位机设置模拟工况；所述模拟工况包括实验电流、负载类型以及平头金属插件与尖头金属插件之间的预设间距；
16、上位机依据模拟工况中包括的负载类型和实验电流生成第一控制信号并发送给电子负载；
17、电子负载根据第一控制信号变换自身负载类型及阻抗大小；
18、上位机依据模拟工况中包括的预设间距生成第二控制信号并发送给串联电弧故障发生器；
19、串联电弧故障发生器在第二控制信号的控制下产生串联电弧；
20、信号采集器通过第一电压传感器、第一电流传感器、第二电压传感器、第二电流传感器以及串联电弧故障发生器采集串联电弧产生瞬间的电信号和温度信号并发送给数据发送模块；
21、数据发送模块以无线方式将电信号和温度信号传输至数据接收模块，经由数据接收模块传输至上位机进行显示。
22、可选地，所述电子负载的负载类型包括阻性负载、感性负载以及容性负载。
23、可选地，所述串联电弧故障发生器在第二控制信号的控制下产生串联电弧，具体包括：
24、所述串联电弧故障发生器中的控制器在第二控制信号的控制下带动串联电弧故障发生器中的电机滑台移动，从而带动尖头金属插件进行移动，直至达到平头金属插件与尖头金属插件之间的预设间距，使得平头金属插件与尖头金属插件之间产生串联电弧。
25、可选地，所述上位机包括软件操作界面；所述软件操作界面用于实时显示电信号和温度信号曲线。
26、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
27、本专利技术提供了一种交流线路串联电弧故障模拟装置及方法，该装置包括：开关、第一电压传感器、第一电流传感器、串联电弧故障发生器、第二电压传感器、第二电流传感器、电子负载、信号采集器、数据发送模块、数据接收模块以及上位机。其中，上位机用于控制串联电弧故障发生器与电子负载工作，模拟产生不同工况下的串联电弧故障，同时显示串联电弧故障产生瞬间的电信号和温度信号。本专利技术能够真实模拟串联电弧故障的产生情况，从而有效提高串联电弧故障模拟时所获取数据的真实性和可信度。
28、此外，本专利技术信号采集器采用电池供电，杜绝了因串联电弧故障产生瞬间的电磁干扰及停电而无法采集信号的情况发生。本专利技术数据的通信方式为无线传输方式，解决了现场布线复杂及传输速率慢的难题。串联电弧故障发生在绝缘防爆屏蔽罩内，进一步保证本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种交流线路串联电弧故障模拟装置，其特征在于，包括：开关、第一电压传感器、第一电流传感器、串联电弧故障发生器、第二电压传感器、第二电流传感器、电子负载、信号采集器、数据发送模块、数据接收模块以及上位机；
2.根据权利要求1所述的交流线路串联电弧故障模拟装置，其特征在于，所述串联电弧故障发生器包括：屏蔽罩、平头金属插件、尖头金属插件、第一绝缘立柱、第二绝缘立柱、电机滑台、控制器以及温度采集模块；
3.根据权利要求2所述的交流线路串联电弧故障模拟装置，其特征在于，所述信号采集器包括：电池、供电电路、滤波电路、电平转换电路、第一接口以及第二接口；
4.根据权利要求1所述的交流线路串联电弧故障模拟装置，其特征在于，所述数据发送模块和所述数据接收模块均为无线模块。
5.根据权利要求2所述的交流线路串联电弧故障模拟装置，其特征在于，所述温度采集模块的测温方式为无线测温方式。
6.根据权利要求2所述的交流线路串联电弧故障模拟装置，其特征在于，所述屏蔽罩材料为绝缘防爆材料。
7.一种交流线路串联电弧故障模拟方法，应用于权
8.根据权利要求7所述的交流线路串联电弧故障模拟方法，其特征在于，所述电子负载的负载类型包括阻性负载、感性负载以及容性负载。
9.根据权利要求7所述的交流线路串联电弧故障模拟方法，其特征在于，所述串联电弧故障发生器在第二控制信号的控制下产生串联电弧，具体包括：
10.根据权利要求7所述的交流线路串联电弧故障模拟方法，其特征在于，所述上位机包括软件操作界面；所述软件操作界面用于实时显示电信号和温度信号曲线。
...【技术特征摘要】
1.一种交流线路串联电弧故障模拟装置，其特征在于，包括：开关、第一电压传感器、第一电流传感器、串联电弧故障发生器、第二电压传感器、第二电流传感器、电子负载、信号采集器、数据发送模块、数据接收模块以及上位机；
2.根据权利要求1所述的交流线路串联电弧故障模拟装置，其特征在于，所述串联电弧故障发生器包括：屏蔽罩、平头金属插件、尖头金属插件、第一绝缘立柱、第二绝缘立柱、电机滑台、控制器以及温度采集模块；
3.根据权利要求2所述的交流线路串联电弧故障模拟装置，其特征在于，所述信号采集器包括：电池、供电电路、滤波电路、电平转换电路、第一接口以及第二接口；
4.根据权利要求1所述的交流线路串联电弧故障模拟装置，其特征在于，所述数据发送模块和所述数据接收模块均为无线模块。
5.根据权利要求2所述的交流线路串联...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈克，赵祥，姜文涛，袁臣虎，王轩磊，郭宇航，鲁志宝，
申请(专利权)人：应急管理部天津消防研究所，
类型：发明
国别省市：
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